“嘀嗒”，位于東海之濱的上海，隨著“智云供水”平臺(tái)上按鈕的啟動(dòng)，5秒之后，遠(yuǎn)在5000公里以外的西藏日喀則一家民宿中，水龍頭流出了汩汩自來(lái)水，原本冰凍的水“活”了起來(lái)。在8月23日開(kāi)幕的上海工匠創(chuàng)新成果展上，全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)芦@得者、上海電信南區(qū)局吳文巍牽頭研發(fā)的“智云供水”項(xiàng)目展出，上海市人大常委會(huì)黨組副書(shū)記、副主任、市總工會(huì)主席鄭鋼淼啟動(dòng)按鈕，為藏區(qū)居民成功輸水，并給予“為有源頭活水來(lái)”的評(píng)價(jià)。

今年，“智云供水”項(xiàng)目進(jìn)入了第10個(gè)年頭，2015年，吳文巍從一位上海援藏干部口中得知，每逢長(zhǎng)達(dá)6至8個(gè)月的嚴(yán)寒來(lái)臨，高海拔地區(qū)的大部分區(qū)域都會(huì)因?yàn)楦吆０?、?yán)寒、凍土、大風(fēng)、沙塵、低氣壓、冰凍期長(zhǎng)、溫差大、強(qiáng)紫外線等嚴(yán)苛環(huán)境，而無(wú)水可用，居民只能去集中供水點(diǎn)挑水，甚至鑿冰取水、扛著洗衣機(jī)下樓洗衣服。

水，是生命之源，重要的生活資料、生產(chǎn)資料和國(guó)防物資，“季節(jié)性斷水”嚴(yán)重制約西部地區(qū)鄉(xiāng)村振興、民生保障、邊疆穩(wěn)定、一帶一路和國(guó)防建設(shè)，每一滴水都承載著群眾對(duì)美好生活的向往。

高海拔地區(qū)冬季供水保障是一個(gè)世界性難題，雖然沒(méi)有先例和經(jīng)驗(yàn)可循，但吳文巍毅然決定致力于運(yùn)用電信技術(shù)來(lái)解決高原地區(qū)居民、企事業(yè)單位和部隊(duì)的寒期用水難題。10年來(lái)，他帶領(lǐng)工作室進(jìn)行了艱苦的設(shè)備研發(fā)和實(shí)驗(yàn)工作，多次進(jìn)藏考察、調(diào)研、實(shí)驗(yàn)，基于中國(guó)電信物聯(lián)網(wǎng)、5G、天翼云、AI等技術(shù)的設(shè)備也經(jīng)歷多次迭代，最終獲得成功，在全球智慧供水領(lǐng)域首創(chuàng)“低壓反循環(huán)”行業(yè)數(shù)字化應(yīng)用新技術(shù)，形成自主可控的中國(guó)方案。該項(xiàng)目授權(quán)專(zhuān)利15項(xiàng)，曾榮獲聯(lián)合國(guó)工業(yè)發(fā)展組織全球科技創(chuàng)新獎(jiǎng)、中國(guó)電信上海公司脫貧攻堅(jiān)突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。中國(guó)科學(xué)院上海情報(bào)所《科技查新報(bào)告》和《技術(shù)咨詢報(bào)告》顯示，屬于國(guó)際空白，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。

在-50℃極寒、5500米海拔、2.5米凍土、±30℃溫差、500百帕低氣壓、間歇停電等極限條件下，“智云供水”不僅解決了當(dāng)?shù)鼐用竦幕旧钚枨?，也展示了科技?chuàng)新在改善民生、促進(jìn)區(qū)域發(fā)展方面的巨大潛力，為解決高原地區(qū)供水難題提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)和模式。

從最初在一個(gè)小區(qū)試點(diǎn)，到如今已具備覆蓋所有高原城鎮(zhèn)的能力，“智云供水”項(xiàng)目讓越來(lái)越多高原地區(qū)的居民感受到“冬季打開(kāi)水龍頭就有水”的奇跡。“青藏高原是上海的水源之地，我們喝的水來(lái)自雪域，而上海也是青藏高原科技創(chuàng)新的源泉，這正是項(xiàng)目?jī)r(jià)值之所在。”吳文巍說(shuō)。

緣起

鑿冰取水戳中他的心

“高原地區(qū)冬季用水困難，怎么保障當(dāng)?shù)鼐用竦纳?rdquo;，這個(gè)問(wèn)題一直縈繞在吳文巍的腦海里，“電信有沒(méi)有辦法解決”戳中了吳文巍的心。

2016年初，寒冬臘月，吳文巍獨(dú)自一人進(jìn)藏，看到的景象讓他記憶猶新：天氣嚴(yán)寒刺骨，雪花紛飛，當(dāng)?shù)氐睦蠇D手持冰鎬，費(fèi)力地在堅(jiān)硬的冰面上開(kāi)鑿，把冰裝在水桶里，佝僂著腰背回家；年輕人則把水桶綁在摩托車(chē)上，在雪路上顛簸前行，將冰水運(yùn)回家中融化。如果是行動(dòng)不便的老人或幼小的孩子，可能會(huì)面臨長(zhǎng)時(shí)間斷水的困境。

“他們的生活比我想象得更艱苦。”吳文巍說(shuō)，一些在當(dāng)?shù)毓ぷ鞯墓珓?wù)員冬季沒(méi)有水洗衣服，他們會(huì)過(guò)段時(shí)間開(kāi)車(chē)幾百公里到日喀則市里去洗衣服，非常不方便，給人才隊(duì)伍穩(wěn)定帶來(lái)很大影響。

吳文巍研究了大量案例，剖析技術(shù)路線圖，“此前大多是通過(guò)高能耗的方案，即加熱來(lái)解決，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)污染，青藏高原對(duì)環(huán)保的要求很高，所以我們通過(guò)智能控制的方法，保持水的運(yùn)動(dòng)來(lái)防止結(jié)冰。”

在吳文巍的“勾勒”中，融入電信智能因子之后，整個(gè)自來(lái)水管網(wǎng)就是一個(gè)智能化交通網(wǎng)絡(luò)，就像紅綠燈一樣，水到哪里停留多少時(shí)間、什么時(shí)候停留，通過(guò)大數(shù)據(jù)、AI、算力計(jì)算好，在冰凍發(fā)生之前及時(shí)處理，同時(shí)又達(dá)到能耗最低的效果。

2016年正式立項(xiàng)后，為高原地區(qū)解決凍水問(wèn)題提上了吳文巍及其工作室的議事日程，利用業(yè)余時(shí)間，吳文巍和工作室成員進(jìn)行了模擬高原環(huán)境的實(shí)驗(yàn)。

在平原上要模擬高原，會(huì)有很多意想不到的問(wèn)題，吳文巍他們也是“摸著石頭過(guò)河”，運(yùn)用了不少“非傳統(tǒng)”卻行之有效的“土辦法”。比如高原極低溫的情況，他們找到賣(mài)冰鮮食物的商戶，買(mǎi)了一個(gè)模擬零下30攝氏度低溫環(huán)境的冰柜，把裝置放在冰柜里；高原氣壓低，他們找來(lái)泵抽氣；甚至在廁所里進(jìn)行通水實(shí)驗(yàn)，因?yàn)榭拷?，排水方便?/p>

在線路板的選型上，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在嚴(yán)寒、凍土、低氣壓的區(qū)域里，電子元器件往往會(huì)失靈，巨大的溫差會(huì)導(dǎo)致水汽頻繁凝結(jié)在線路板上，引發(fā)短路問(wèn)題，這對(duì)電子設(shè)備而言是致命的。團(tuán)隊(duì)嘗試了各種解決方案，比如為線路板加特殊涂層等，但收效甚微。僅僅依靠硬件的改進(jìn)可能難以根治問(wèn)題，于是，團(tuán)隊(duì)引入天翼云技術(shù)，將大量精密計(jì)算任務(wù)遷移至云端，減輕本地機(jī)器主板的負(fù)擔(dān)。

2017年，比較完整的方案以及原型機(jī)問(wèn)世。“電信信息技術(shù)、新材料和精密自動(dòng)化是這個(gè)方案的‘關(guān)鍵先生’，其中，物聯(lián)網(wǎng)使用的是電信云平臺(tái)，關(guān)鍵控制和數(shù)據(jù)都部署在上海的‘智云上海’。”吳文巍說(shuō)。

挑戰(zhàn)

幾百個(gè)問(wèn)題撲面而來(lái)

真正的高原環(huán)境遠(yuǎn)比模擬環(huán)境更充滿未知與挑戰(zhàn)。

2019年8月，吳文巍工作室成員來(lái)到西藏進(jìn)行第一次實(shí)地試驗(yàn)，他們對(duì)方案中的物聯(lián)網(wǎng)模塊、通信模塊等進(jìn)行了驗(yàn)證，取得了不錯(cuò)的效果。“由十幾個(gè)環(huán)境參數(shù)編寫(xiě)的算法，實(shí)時(shí)對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行比對(duì)，在達(dá)到臨界值之前，就會(huì)觸發(fā)智云供水平臺(tái)下發(fā)控制指令，能自動(dòng)確保水溫以及流向，達(dá)到平衡狀態(tài)。”此前，為了解決凍水問(wèn)題，當(dāng)?shù)卦谒芡饷胬p繞電熱帶，但一幢4層的樓房可能每個(gè)寒期要花3萬(wàn)元電費(fèi)，而智云供水電子閥門(mén)的耗電量很小。

這次實(shí)地試驗(yàn)讓這個(gè)項(xiàng)目得到了當(dāng)?shù)卣闹匾?，團(tuán)隊(duì)回到上海后，也快馬加鞭不斷優(yōu)化，團(tuán)隊(duì)成員屢次進(jìn)藏搜集數(shù)據(jù)，為項(xiàng)目做準(zhǔn)備。

2020年5月初，吳文巍和工作室成員再次赴藏，此行是要為日喀則一個(gè)試點(diǎn)小區(qū)啟用“智云供水”前進(jìn)行最后勘察，確保試點(diǎn)成功。

這是高原上的一個(gè)小縣城，頗有藏式風(fēng)情且嶄新的小區(qū)是貧困民眾遷入的新居之地。“房子新裝修，電視機(jī)、熱水器、煤氣灶等一應(yīng)俱全，但是因?yàn)槎居盟畣?wèn)題，入住率很低。”吳文巍去了一戶人家，住著一個(gè)行動(dòng)不便的老人，他要拜托鄰居到附近的集中供水站拎水，鄰居拎多少，他只能用多少，非常不方便。每戶居民家中至少備有七八個(gè)水桶，到小區(qū)集中供水點(diǎn)挑水，“打開(kāi)水龍頭就有水”，是每個(gè)居民最樸素的心愿。

      這次，吳文巍一行來(lái)到5200米的珠峰大本營(yíng)，那里氣溫低、海拔高、紫外線強(qiáng)，還有從“世界屋脊”上傾瀉而下的大風(fēng)，雖然環(huán)境惡劣，但能讓方案得到更好的印證。

在珠峰大本營(yíng)實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)小時(shí)，晴天、大風(fēng)、下雪，溫度一會(huì)零下十幾攝氏度，一會(huì)又回升到零度以上。每一次天氣的變化都讓吳文巍他們既忍著身體的不適，又興奮不已。核心部件控制盒在下雪時(shí)電流電壓是怎么樣的、晴天時(shí)電流電壓是怎么樣的……“縣城歷史上最低溫度是零下37攝氏度，我們的設(shè)備可以適應(yīng)零下40攝氏度的環(huán)境。”

2020年6月，室外基建施工正式開(kāi)始，幾百個(gè)問(wèn)題撲面而來(lái)，泥石流、地震、沙塵暴時(shí)不時(shí)來(lái)侵襲，還要面對(duì)環(huán)境關(guān)、信號(hào)關(guān)、施工關(guān)“三大”難關(guān)。以信號(hào)關(guān)為例，傳感器收集現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)后，要通過(guò)電信物聯(lián)網(wǎng)卡將信息傳送到天翼云，才能每時(shí)每刻計(jì)算并生成科學(xué)的動(dòng)態(tài)調(diào)水指令。信號(hào)起到關(guān)鍵作用，但測(cè)試時(shí)信號(hào)較弱，數(shù)據(jù)無(wú)法傳送。在中國(guó)電信上海公司、中國(guó)電信日喀則分公司的配合下，兩個(gè)月后，信號(hào)終于達(dá)到要求。

每個(gè)夜晚，吳文巍和團(tuán)隊(duì)不僅要遠(yuǎn)程協(xié)助解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，還要進(jìn)行更深層次的技術(shù)研究。經(jīng)過(guò)三個(gè)多月的測(cè)試，設(shè)備終于能穩(wěn)定承擔(dān)整個(gè)冬季的工作。

突破

成功的“微創(chuàng)手術(shù)”和“神經(jīng)手術(shù)”

室外基建施工完成后，2021年1月4日，吳文巍再次來(lái)到日喀則，進(jìn)行試點(diǎn)小區(qū)樣板房聯(lián)網(wǎng)調(diào)試，此時(shí)是當(dāng)?shù)刈罾涞臅r(shí)候。

之前，吳文巍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)為試點(diǎn)小區(qū)每一種戶型的管線入戶做好了“微創(chuàng)手術(shù)”方案，涉及4戶樣板房。在并不寬敞的衛(wèi)生間，兩位施工人員嚴(yán)格計(jì)算水管傾斜的角度，只有這樣，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到溫度低于零度，智云供水平臺(tái)發(fā)出全網(wǎng)調(diào)水的指令時(shí)，水才能按“就近最快”的原則，調(diào)撥到需求方。

經(jīng)過(guò)幾天緊張的穿管布線施工，4戶樣板房的水管接入完成，一場(chǎng)“外科神經(jīng)手術(shù)”開(kāi)始了。2021年1月7日下午，智能自控防凍系統(tǒng)被放入樣板房所在的單元樓門(mén)口的窨井內(nèi)，這個(gè)一平方米不到的黑箱子是通過(guò)在冰柜中用泵抽氣來(lái)模擬高原低溫低壓環(huán)境研發(fā)出來(lái)的，每戶人家的用水?dāng)?shù)據(jù)通過(guò)系統(tǒng)上傳到“智云供水指揮平臺(tái)”。

單元樓門(mén)口是一片工地，兩位施工人員在井下作業(yè)，他們?cè)诰麓藘蓚€(gè)多小時(shí)，吳文巍也在井邊待了兩個(gè)多小時(shí)。零下二十?dāng)z氏度、沒(méi)有暖氣的夜晚寒意難擋，但施工沒(méi)有結(jié)束，還要安裝智能水表、室分系統(tǒng)等，“神經(jīng)”連到每一家才算形成閉環(huán)。

       第二天中午時(shí)分，4家樣板房具備了測(cè)試條件，設(shè)備開(kāi)始通電，幾分鐘之后，第一組數(shù)據(jù)出現(xiàn)在平臺(tái)上，包括設(shè)備狀況、水流和數(shù)量等。但不一會(huì)兒，大家就發(fā)現(xiàn)水溫?cái)?shù)據(jù)顯示不出。吳文巍迅速尋找原因，可能是逆變器出現(xiàn)問(wèn)題。重新連接后，水溫?cái)?shù)據(jù)終于顯示，此時(shí)上海也傳來(lái)“收到數(shù)據(jù)”的消息。

按照樣板房模式，那一年春節(jié)前，小區(qū)內(nèi)每戶人家都安裝好了智慧用水設(shè)備，居民打開(kāi)水龍頭就有水，這也意味著聯(lián)網(wǎng)調(diào)試取得成功。

一年后的2022年1月，吳文巍再次來(lái)到試點(diǎn)小區(qū)，這里熱鬧了許多，超過(guò)一千戶人家通上了“智慧水”，家里的水桶不見(jiàn)了，甚至還在院子里種花種草，有的小朋友看到水龍頭出水會(huì)激動(dòng)地跳舞，附近的小區(qū)居民也期盼著能用上“智慧水”。

        一年多來(lái)，吳文巍和工作室成員致力于二代機(jī)的研發(fā)。此次赴藏，吳文巍一是看“老朋友”——一代機(jī)，二是把“新朋友”——二代機(jī)進(jìn)行實(shí)地實(shí)驗(yàn)。

二代機(jī)采用“中國(guó)電信天通衛(wèi)星+5G”邊緣組網(wǎng)模式，增加了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和靈活性。一代機(jī)水管接口不多，二代機(jī)的水管接口增加了；針對(duì)停電問(wèn)題，二代機(jī)頂上配備了自然能源接收系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)自給自足，有利于低碳環(huán)保；此外，二代機(jī)的算法也進(jìn)行了優(yōu)化，出水速度更快，更靈敏。

開(kāi)拓

讓更多人用上“活水”

讓吳文巍高興的是，經(jīng)過(guò)這幾年的發(fā)展，“智云供水”項(xiàng)目得到了當(dāng)?shù)卣拇罅χС趾桶傩照J(rèn)可，西藏自治區(qū)主要領(lǐng)導(dǎo)批示全域推廣，覆蓋面越來(lái)越大，進(jìn)入了快速發(fā)展期。而且經(jīng)歷幾輪寒潮的考驗(yàn)，即使在高原地區(qū)最寒冷的時(shí)候依然運(yùn)行穩(wěn)定，證明其已具備覆蓋所有高原城鎮(zhèn)的能力。

        這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，吳文巍要向更艱苦、更難的地方發(fā)起挑戰(zhàn)。每次去西藏，吳文巍都要經(jīng)歷高反的侵襲，頭痛欲裂、渾身無(wú)力、面色蒼白……但他還是屢次奔向這片他牽掛的土地。

2023年5月，吳文巍用了6天時(shí)間，在平均海拔4500米、常年溫度在冰點(diǎn)、含氧量極低、連樹(shù)也很難存活的那曲，與搭檔輪流駕車(chē)，行駛2000多公里，每到一個(gè)村，吳文巍就采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，深入了解當(dāng)?shù)匦枨蠛陀脩袅?xí)慣。

兩個(gè)月后，吳文巍團(tuán)隊(duì)在那曲選擇了一處沼澤地里建起來(lái)的新小區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)。該小區(qū)此前在冬季用水相當(dāng)困難，居民洗衣服時(shí)要把沉重的洗衣機(jī)扛下樓搬到集中供水點(diǎn)。

       經(jīng)過(guò)3個(gè)月緊鑼密鼓的生產(chǎn)，搭載著電信多項(xiàng)能力的4臺(tái)二代機(jī)設(shè)備運(yùn)到那曲進(jìn)行安裝。之前，吳文巍和團(tuán)隊(duì)摸索出一套適合高原通信環(huán)境的施工方法，更加輕量化、周期短。施工人員只要在樓棟外合適位置將設(shè)備埋下，管線沿著外墻就能整齊入戶，所有施工步驟可在室外完成，無(wú)須到居民家中打洞穿線，僅用兩個(gè)星期就完成了從安裝到測(cè)試的全部過(guò)程。相比兩年前，安裝效率提升很明顯。并形成了《高原信息管線敷設(shè)和入戶施工工藝》，為高原地區(qū)信息化建設(shè)打下了基礎(chǔ)。

值得一提的是，施工遇到了停電9天的意外，不過(guò)因?yàn)槎鷻C(jī)有了智能電源組件，設(shè)備依然正常運(yùn)營(yíng)，還扛過(guò)了斷崖式降溫的考驗(yàn)。

利用近年來(lái)積累的數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)不斷優(yōu)化核心算法，依靠電信的計(jì)算能力，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)參數(shù)調(diào)整保障策略，達(dá)到“機(jī)械磨損小、能耗低和保障可靠”的三者動(dòng)態(tài)平衡。

安裝完智慧云供水設(shè)備后，小區(qū)居民將錦旗送到了施工人員的手里，他們高興地說(shuō)：“外面冰天雪地，家里自來(lái)水開(kāi)著，每天燒開(kāi)水、煮湯，想喝多少就喝多少，再也不用扛洗衣機(jī)下樓了。”

周邊暫未用上智慧水的居民也投來(lái)“羨慕嫉妒恨”的眼神，拎著水桶去這個(gè)小區(qū)的居民家接水，把衣服、鞋子也拿過(guò)去洗，熱鬧極了，大家更多的是對(duì)美好生活的向往和期待。

“這也是‘民族團(tuán)結(jié)、大愛(ài)援藏’的成果，我和中國(guó)電信上海公司三位援藏干部金瑭、錢(qián)昆、虞琦多次會(huì)師西藏，協(xié)同作戰(zhàn)。”吳文巍說(shuō)。

        4200米海拔地區(qū)應(yīng)用成功！

4500米海拔地區(qū)應(yīng)用成功！

4700米海拔地區(qū)應(yīng)用成功！

今年，由上海電信政企事業(yè)群牽頭，互聯(lián)網(wǎng)部、信產(chǎn)集團(tuán)、資本運(yùn)營(yíng)中心、南區(qū)局、電信恒聯(lián)等部門(mén)通力協(xié)作，使“智云供水”在電信集團(tuán)原子能力平臺(tái)上線，這是來(lái)自生產(chǎn)一線科創(chuàng)成果轉(zhuǎn)化的重大突破，中國(guó)電信西部省公司可以調(diào)用來(lái)自上海電信的原子能力，形成業(yè)務(wù)收入。

二代機(jī)的使用場(chǎng)景正不斷豐富，除了居民區(qū)，在酒店、醫(yī)院、旅游區(qū)、牧區(qū)等場(chǎng)景下都有“用武之地”，吳文巍和團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了農(nóng)牧版、城鎮(zhèn)版、樓房版等適應(yīng)所有建筑類(lèi)型的設(shè)備智能終端，讓更多人用上“活水”，享受到信息化技術(shù)帶來(lái)的紅利。