近10年來，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術的發(fā)展及在各領域的應用，智慧城市快速發(fā)展，智慧交通、智慧水務等相關領域得到了廣泛關注和研究。包含智慧水務在內(nèi)的大多數(shù)“智慧+行業(yè)”的技術與解決方案的核心目標都是：借助信息技術等手段，將依賴人工經(jīng)驗的“灰箱”管理模式升級為高效、穩(wěn)定、精細的智能化管理，保障系統(tǒng)的高效性、穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟性，提升管理和服務水平。
　　水務領域從業(yè)者和研究者意識到了利用人工智能代替人的經(jīng)驗對水務系統(tǒng)進行管理的價值和意義，以及智慧水務在城市與村鎮(zhèn)供水系統(tǒng)管理、集中式污水處理、分散式點源污染治理等領域的巨大應用潛力。但由于水務系統(tǒng)的復雜性、非線性和時變性等原因，現(xiàn)狀是，想做的人很多，在做的人不少，重大突破不夠，基本建成者寥寥。所幸的是，智慧城市等相關政策的支持，供水保障需求與水污染治理的要求，人工智能、大數(shù)據(jù)、SG通信等新技術的支撐，智慧交通等相對成熟領域的經(jīng)驗，共同推開了通往未來智慧水務的大門。在“智慧+”的風口中，智慧水務領域的市場需求、資本規(guī)模及進軍隊伍都日益擴大，華為、騰訊、中國移動、萬科等越來越多不同領域的企業(yè)和資本涌入智慧水務市場。2019年12月，華為技術有限公司中標深圳市智慧水務一期工程，中標價達4.45億元，創(chuàng)下近年智慧水務項目中標價新高�；ヂ�(lián)網(wǎng)、通信、房地產(chǎn)等領域巨頭的跨行業(yè)進軍，一方面注入了技術和資本力量，另一方面也發(fā)揮了“鯰魚效應”，刺激環(huán)保企業(yè)、水務公司在智慧水務領域不斷創(chuàng)新和突破。
　　本書由智慧水務領域的研究者、從業(yè)者共同撰寫。書中從水務系統(tǒng)發(fā)展演變，總結當前水務行業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)，分析水務行業(yè)發(fā)展趨勢及相關技術，系統(tǒng)梳理了智慧水務典型應用場景的原理、技術和設計方案，并討論了智慧水務領域的發(fā)展前景。智慧水務研究領域的一個普遍認識是：傳感器+執(zhí)行器+物聯(lián)網(wǎng)+人工智能=智慧水務。按照該框架分析智慧水務的發(fā)展前景：在傳感器層面，水質、水量、水壓等指標的準確、快捷、高頻、經(jīng)濟、無污染監(jiān)測將是未來的發(fā)展熱點，衛(wèi)星遙感、無人機遙測及其他非接觸式監(jiān)測理論與技術是最有可能取得突破的方向；在執(zhí)行器層面，用于進水控制、精細曝氣和精準投藥的新型可控水泵、風機、閥門等已經(jīng)上市，但其性能和價格需要進一步優(yōu)化，以便中小型自來水廠和污水處理廠可以承擔設備升級改造的成本；在物聯(lián)網(wǎng)層面，智慧水務可能融入?yún)^(qū)塊鏈、5G通信等新技術，保障云端與設備、設備與設備之間的通信穩(wěn)定、及時和安全；在人工智能層面，將深度融合機理模型和數(shù)據(jù)模型，充分發(fā)揮兩類建模方案的優(yōu)勢，整合兩個方向下的新技術，構建更加完善的水務系統(tǒng)管理“智慧大腦”，滿足不同工藝類型、不同處理規(guī)模的老廠、擴建廠和新建廠等不同情境下的智能管理需求。
　　本書第2篇和第3篇第10、11章由王建輝博士牽頭撰寫，約11.2萬字；第4篇由齊高相博士牽頭撰寫，約9萬字；第1篇和第3篇第8、9章由郭智威博士牽頭撰寫，約8.5萬字。感謝申渝研究員、高旭教授對全書內(nèi)容的建議、指導和把關，感謝本課題組陳佳、范興容、周月明、張冰等老師的支持和幫助，感謝本課題組游慶國、黃冬梅、李超、曾聞茹、萬柯佚等研究生參與資料收集、文獻檢索與整理工作。此外，感謝重慶交通大學鄭旭煦教授的支持與幫助，感謝重慶中法環(huán)保研發(fā)中心有限公司的鮮吉成、馮東、季久翠等工程師傾囊相助，從水務行業(yè)從業(yè)者的角度給出了許多寶貴的建議和幫助。