文/ 董建剛 席春迎 魏東金
如果說二十世紀決定全球工業化版圖的核心資源是石油,那麼在可預見的未來數十年,決定城市安全、產業布局和社會韌性的戰略性資源,很可能是水。
石油推動了機器大生產,水則維繫着城市、人口、能源、農業與產業系統的基本運行。尤其在氣候變化、人口高度集聚和基礎設施老化並存的背景下,水已經不再只是傳統意義上的自然資源,而正在成為關係城市安全、公共治理和國家競爭力的重要戰略資產。
香港是一座因水而發展、也長期受水約束的城市。從上世紀六七十年代的制水,到東江水輸入香港;從大型水塘建設,到海水沖廁、再造水和智慧水務系統,香港過去幾十年的城市發展史,在相當程度上也是一部尋找水源、管理水源、提高用水效率的歷史。
如今,香港水務治理正面臨一個新的轉折點。當城市供水體系從「有沒有水」進入「如何更加安全、高效和智能地管理水」的階段,治理重點便由擴大水源,逐漸轉向管網安全、漏損控制、風險預測和全生命周期管理。
近期,屯門、大角咀等地相繼出現水管爆裂和供水異常。大角咀舊水管爆裂後,一度噴出約十米高的水柱。這樣的城市事故表面上是一根管道的問題,背後反映的卻是所有成熟城市都會面對的共同挑戰:當城市基礎設施進入老化周期以後,過去依賴人工巡查、居民報修和事故後搶修的管理模式,已經越來越難以適應高密度、複雜化和全天候運行的現代城市。
因此,香港智慧管網建設的真正意義,並不只是縮短一次水管維修的時間,而是推動城市治理從被動應急走向主動預警,從經驗判斷走向數據決策,從「事故發生以後解決問題」走向「事故發生以前管理風險」。
這是一場發生在地下管網中的技術升級,更是一場城市治理邏輯的深層變革。
一、從「尋找水源」到「管理每一滴水」
香港過去數十年的水務建設,首先解決的是供水總量問題。
由於本地天然淡水資源有限,香港長期依賴水塘、集水區以及東江水供應。隨着經濟發展和城市人口增長,如何保障穩定供水,一度成為香港城市治理最重要的問題之一。
經過多年建設,香港逐步形成了包括東江水、本地集水、海水沖廁、淡化水和再造水在內的多元化水資源體系。供水安全的基礎得到顯著增強,水務治理的主要矛盾也隨之發生變化。
過去的核心問題是:水從哪裏來?今天更重要的問題則是:水在城市中如何流動?在哪裏損失?哪些管段存在風險?如何用最低的社會成本保障每一滴水安全到達用戶?
在現代城市中,水進入供水體系以後,需要經過水廠、泵站、儲水設施、主幹管、地區管網和樓宇管道,最終進入家庭、學校、醫院、商業設施和工業系統。這是一條極其複雜的城市生命鏈,任何一個環節發生故障,都可能導致供水中斷、道路積水、交通堵塞、商業營運受阻,甚至影響醫院、學校和公共服務。
因此,城市供水能力不能只用水源總量衡量,還要看:
- 管網漏損率是否可控;
- 老舊水管能否及時更新;
- 異常情況能否快速發現;
- 管網數據是否完整;
- 調度系統能否動態調整;
- 城市是否具備應對突發事件的韌性。
這意味着香港水務治理正在從「資源保障型治理」,轉向「精細化營運型治理」。
水不僅是一種自然資源,也是一種需要被實時感知、精確調度和持續優化的城市資產。
二、智慧水務不是安裝傳感器,而是重建城市感知系統
香港近年來持續推進「智管網」建設,通過在供水網絡中安裝流量、壓力等監測裝置,對不同區域的管網運行狀況進行持續觀察,並利用數據分析尋找異常流量和潛在漏損。
從表面上看,這是在水管上增加設備,但從城市治理角度看,它所建立的是一套新的城市感知能力。
傳統水管是沉默的,除非發生明顯漏水、路面下陷、居民投訴或者供水壓力下降,管理部門很難實時掌握地下管道的狀態。即使知道某一區域出現異常,也往往需要通過分段檢測、夜間測流、人工聽漏和道路開挖,才能逐步縮小故障範圍。
當傳感器、物聯網和AI系統進入管網以後,地下水管開始持續產生數據:
- 不同時間段的用水量;
- 不同區域的水壓變化;
- 主幹管與支管之間的流量差異;
- 夜間最低流量;
- 閥門運行狀態;
- 水管異常震動或聲學信號;
- 歷史維修記錄;
- 周邊施工及地質變化。
這些信息被統一匯集後,城市管理者看到的就不再只是一張管道分布圖,而是一個不斷變化的運行系統。
從某種意義上說,傳感器相當於城市的末梢神經,通信網絡相當於神經傳導系統,數據平台相當於大腦的信息處理中樞,而維修、調壓和管道更新則是城市的行動能力。由此形成的不是簡單的數字化水務,而是一套城市基礎設施的「感知-分析-決策-執行」閉環。
過去,管理者主動尋找問題;未來,則是基礎設施主動報告自己的狀態,水管開始通過數據「說話」:
- 這裏的壓力正在異常波動;
- 這一區域夜間流量高於正常水平;
- 這段老舊管道的故障概率正在上升;
- 附近工程可能增加管網受損風險……
智慧水務的本質不是讓人更方便地看數據,而是讓城市第一次擁有感知地下世界的能力。
三、真正的智慧不是更快修好,而是盡量不讓它爆
傳統城市基礎設施管理主要遵循「故障維修」模式:設備壞了,再維修;水管爆了,再搶修;道路淹了,再排水。
這種模式在基礎設施規模較小、城市運行複雜程度較低的時代尚可維持,但在香港這樣的超高密度城市中,事故的社會成本已經遠高於維修本身,一次水管爆裂可能帶來:
- 供水中斷;
- 道路封閉;
- 交通擁堵;
- 商戶暫停營業;
- 周邊設施受損;
- 地下其他管線受到影響;
- 大量公共部門和工程人員投入;
- 居民生活受到干擾……
因此,智慧管網最重要的目標,不應只是將排查時間從八小時縮短到兩小時,而應進一步把治理環節向前移動:在爆管以前發現風險,在停水以前安排維修,在大規模開挖以前確定位置。
一段水管是否會發生故障,通常不是由單一因素決定的,它可能同時受到以下因素影響:
- 使用年限;
- 管材類別;
- 接口結構;
- 腐蝕程度;
- 水壓波動;
- 土壤條件;
- 地面負載;
- 周邊建築施工;
- 歷史維修頻率;
- 氣溫和降雨變化……
人工經驗能夠判斷其中一些顯性因素,卻很難同時處理如此大量、連續且彼此關聯的信息。
AI的優勢恰恰在於,可以從大量歷史數據中識別人類難以直接發現的相關關係,例如系統可能逐漸識別出某種材質的管道在使用超過特定年限以後,如果同時出現持續性的夜間壓力波動,並且附近存在大型施工,其故障概率將顯著上升。當這類模式被識別後,管理部門就可以提前安排檢測、局部調壓或更換,而不必等到事故發生。
城市基礎設施管理由此形成三個層次:第一層是事故發生後的搶修;第二層是異常出現時的實時識別;第三層是事故發生前的風險預測與主動干預。
第三層才是真正意義上的預測性維護,它改變的不只是維修效率,更改變了城市資源的配置方式:過去,維修資源往往隨着事故發生而被動投入;未來,則可以根據風險等級提前安排預算、人員、設備和工程次序——這意味着AI不僅能夠減少事故,也可能改變公共財政的使用效率。
四、從人工調度到算法協同,城市生產關係正在重構
水壓管理是智慧管網中極具代表性的場景。供水系統必須維持足夠水壓,才能保證居民、商業設施和高層建築正常用水,但如果水壓長期過高又會增加漏損和爆管風險,尤其會加速老舊水管的疲勞和損耗。
傳統供水調度主要依據預設參數、歷史經驗和人工判斷。但真實城市中的用水需求是不斷變化的:住宅區、商業區、醫院、學校和工業區,用水規律並不相同;工作日與節假日、白天與夜間、正常天氣與極端天氣也存在顯著差異。
AI可以結合實時數據預測局部用水需求,並協助調整不同區域的水壓:
- 高峰時保障正常供應;
- 低谷時減少不必要的高壓;
- 發現異常時快速縮小風險範圍;
- 對老舊管段採取更加保守的運行策略;
- 在事故概率升高時提前觸發檢查。
這一變化非常值得重視,因為此時AI已經不再只是為人提供一張分析報表,而是開始進入城市運行過程,它參與判斷,也參與局部調節。
過去的關係是:人觀察設備,再指揮設備;未來更可能形成:傳感器持續感知,AI進行分析和局部決策,設備自動執行,人類負責設定規則、監督系統和處理重大異常。這正是AI時代生產關係變化在城市治理中的具體體現。
過去,生產關係通常被理解為人與人之間圍繞生產資料、勞動組織和利益分配形成的關係。但在AI時代,越來越多的經濟和治理活動將由人、算法、數據和智能設備共同完成。
城市治理中的責任邊界也將隨之發生變化:
- 誰負責收集數據?
- 誰擁有算法?
- 誰有權調整公共基礎設施?
- 系統判斷錯誤時誰承擔責任?
- 公共服務是否可以依賴私人企業的平台?
- 重要算法是否需要被審計和解釋?
這些問題說明,智慧水務的挑戰不僅是技術問題,也包括治理制度問題。未來城市需要的不只是更準確的算法,還要建立與之配套的責任機制、審計機制和人工干預機制——AI可以參與城市運行,但不能成為不可監督的「黑箱」。
五、地下管線數字孿生,是城市公共治理的新基礎設施
香港地下空間極其複雜,除了食水管,還包括污水管、雨水渠、煤氣管、電力電纜、通信線路以及其他公共設施。不同管線可能由不同部門、不同公共機構和不同企業管理,歷史數據的精度、格式和更新周期也可能存在差異。
因此,建立統一、準確並且動態更新的地下管線圖,其意義遠遠超過一次爆管事故的定位,它可以幫助管理部門:
- 在工程開始前識別地下設施;
- 避免施工誤傷其他管線;
- 迅速判斷事故影響範圍;
- 優化閥門關閉和供水調度;
- 評估老舊設施更新優先級;
- 協調多個公共部門的工程安排;
- 減少重複開挖道路;
- 降低全社會基礎設施維護成本。
當管線位置、材料、管齡、壓力、流量、維修記錄、風險等級和周邊工程信息都進入統一平台以後,地下管線圖就不再是一張靜態地圖,而可能演化為城市地下空間的數字孿生。
現實中的每一段管道都有一個對應的數字對象,現實中的每一次壓力變化、維修、更換和事故,也都同步進入數字模型。數字孿生的價值,不只是把現實城市複製到電腦中,而是讓管理者能夠在數字空間中進行推演,例如:
- 如果關閉某個閥門,哪些區域將受到影響?
- 如果一段主幹管失效,系統應當如何重新調度?
- 如果優先更換某批老舊水管,可以減少多少未來風險?
- 如果附近開展大型工程,哪些地下設施需要重點保護?
這使得城市治理由「處理已經發生的現實」,進一步轉向「模擬尚未發生的未來」。
不過,數字孿生也帶來一個非常重要的問題:地下管網數據究竟屬於誰?這類數據涉及公共安全、城市運行和關鍵基礎設施,不能簡單視為普通商業數據。香港未來推進智慧水務,需要明確:
- 數據由誰採集;
- 數據如何保存;
- 不同部門如何共享;
- 商業機構可以使用到什麼程度;
- 算法訓練形成的模型歸誰所有;
- 系統遭到網絡攻擊時如何保障安全。
智慧城市越依賴數據,數據治理就越接近城市安全本身。因此,智慧管網不僅需要建設技術平台,也要同步建設城市數據制度。
六、香港有機會從國際金融中心走向智慧水務樞紐
香港發展智慧水務的意義,不應局限在改善本地供水,它還可能形成一個新的產業和國際合作平台。
香港擁有幾個獨特條件:
第一,城市密度高,地下設施複雜,技術應用難度大,在香港能夠穩定運行的智慧管網技術,往往具備較強的適應性和可信度;
第二,香港工程標準和監管體系具有國際認可度,技術在香港完成驗證有助於進入東南亞、中東及其他國際市場;
第三,香港連接內地科技產業與全球資本:內地在傳感器、物聯網、人工智能、機器人、地理信息、數字孿生和非開挖維修等領域,已經擁有較完整的產業鏈和大量工程經驗,而香港可以將這些技術轉化為符合國際標準的城市解決方案;
第四,香港擁有成熟的金融和專業服務能力:智慧水務項目投資周期長、前期投入大,同時需要法律、保險、融資、工程和長期營運體系,香港可以提供綠色金融、基礎設施基金、保險和國際項目融資等服務。
因此,香港完全可以探索一種新的發展路徑:內地提供技術、設備和產業鏈,香港提供應用場景、國際標準、專業服務和資本平台,雙方共同向全球輸出智慧水務解決方案。這正是香港由傳統金融中心向「金融+科技+城市營運」綜合平台轉型的一種可能。
未來的香港智慧水務樞紐不只是銷售監測設備,也不是承接單一工程,而應當形成完整能力:
- 城市水務診斷;
- 管網數字化;
- 風險預測;
- AI調度;
- 工程更新;
- 長期營運;
- 國際認證;
- 項目融資;
- 全球輸出。
在我此前提出的「從金融中心到智慧水務樞紐」構想中,香港真正的優勢並不在於擁有世界上最大的水資源,而在於能夠把中國的水務技術、工程能力、金融資本和國際市場連接起來。
香港不一定生產最多的水務設備,卻可以成為全球智慧水務方案的組織者、認證者、融資者和輸出者。
結語:真正智慧的城市能夠聽見地下的聲音
城市文明的發展,始終伴隨着人類對基礎設施認知方式的改變。早期城市依賴肉眼觀察和人工經驗,工業城市依靠機械設備和標準化工程,數字城市開始藉助傳感器和數據平台,AI城市則進一步擁有預測、學習和局部行動能力。
水管爆裂看起來只是城市中的一個偶發事件,但它揭示了一個更大的時代命題:當物理城市越來越複雜,僅靠人的經驗已經不足以管理城市。
未來的城市基礎設施不會再是沉默的鋼筋、水泥和管道,它們將不斷產生數據,識別自身狀態,報告潛在風險,並在算法協助下進行動態調節:每一次壓力變化,都可能成為風險模型的輸入;每一次維修,都會成為下一次預測的經驗;每一次事故,也會推動整個系統變得更加聰明。
所以,香港智慧管網建設的意義,不只是把一次搶修從八小時縮短到幾個小時,更重要的是它代表着城市治理開始發生三個根本變化:從經驗驅動走向數據驅動,從被動響應走向主動預測,從人單獨管理城市走向人、AI、設備和數據共同運行城市。
過去,優秀的城市管理能力表現為事故發生後能夠迅速恢復;未來,更高水平的城市治理能力是在事故尚未發生時,就已經發現了風險。從爆管搶修到預測性維護,表面上是水務管理的一次技術升級,實質上卻是城市文明進入AI時代的一個縮影。
真正智慧的城市不是永遠不會出現故障,而是在故障到來之前,已經聽見了地下管道發出的求救信號。
(董建剛為華立股份董事長、升輝清潔執行董事,席春迎博士為香港中小上市公司協會主席,魏東金為升輝清潔董事會聯席主席)
