“嘀嗒”，位于東海之濱的上海，隨著“智云供水”平臺上按鈕的啟動，5秒之后，遠在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水，原本冰凍的水“活”了起來。在8月23日開幕的上海工匠創新成果展上，全國五一勞動獎章獲得者、上海電信南區局吳文巍牽頭研發的“智云供水”項目展出，上海市人大常委會黨組副書記、副主任、市總工會主席鄭鋼淼啟動按鈕，為藏區居民成功輸水，并給予“為有源頭活水來”的評價。
今年，“智云供水”項目進入了第10個年頭，2015年，吳文巍從一位上海援藏干部口中得知，每逢長達6至8個月的嚴寒來臨，高海拔地區的大部分區域都會因為高海拔、嚴寒、凍土、大風、沙塵、低氣壓、冰凍期長、溫差大、強紫外線等嚴苛環境，而無水可用，居民只能去集中供水點挑水，甚至鑿冰取水、扛著洗衣機下樓洗衣服。
水，是生命之源，重要的生活資料、生產資料和國防物資，“季節性斷水”嚴重制約西部地區鄉村振興、民生保障、邊疆穩定、一帶一路和國防建設，每一滴水都承載著群眾對美好生活的向往。
高海拔地區冬季供水保障是一個世界性難題，雖然沒有先例和經驗可循，但吳文巍毅然決定致力于運用電信技術來解決高原地區居民、企事業單位和部隊的寒期用水難題。10年來，他帶領工作室進行了艱苦的設備研發和實驗工作，多次進藏考察、調研、實驗，基于中國電信物聯網、5G、天翼云、AI等技術的設備也經歷多次迭代，最終獲得成功，在全球智慧供水領域首創“低壓反循環”行業數字化應用新技術，形成自主可控的中國方案。該項目授權專利15項，曾榮獲聯合國工業發展組織全球科技創新獎、中國電信上海公司脫貧攻堅突出貢獻獎等獎項。中國科學院上海情報所《科技查新報告》和《技術咨詢報告》顯示，屬于國際空白，國內領先。
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”不僅解決了當地居民的基本生活需求，也展示了科技創新在改善民生、促進區域發展方面的巨大潛力，為解決高原地區供水難題提供了可借鑒的經驗和模式。
從最初在一個小區試點，到如今已具備覆蓋所有高原城鎮的能力，“智云供水”項目讓越來越多高原地區的居民感受到“冬季打開水龍頭就有水”的奇跡。“青藏高原是上海的水源之地，我們喝的水來自雪域，而上海也是青藏高原科技創新的源泉，這正是項目價值之所在。”吳文巍說。
緣起
鑿冰取水戳中他的心
“高原地區冬季用水困難，怎么保障當地居民的生活”，這個問題一直縈繞在吳文巍的腦海里，“電信有沒有辦法解決”戳中了吳文巍的心。
2016年初，寒冬臘月，吳文巍獨自一人進藏，看到的景象讓他記憶猶新：天氣嚴寒刺骨，雪花紛飛，當地的老婦手持冰鎬，費力地在堅硬的冰面上開鑿，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上，在雪路上顛簸前行，將冰水運回家中融化。如果是行動不便的老人或幼小的孩子，可能會面臨長時間斷水的困境。
“他們的生活比我想象得更艱苦。”吳文巍說，一些在當地工作的公務員冬季沒有水洗衣服，他們會過段時間開車幾百公里到日喀則市里去洗衣服，非常不方便，給人才隊伍穩定帶來很大影響。
吳文巍研究了大量案例，剖析技術路線圖，“此前大多是通過高能耗的方案，即加熱來解決，勢必會帶來污染，青藏高原對環保的要求很高，所以我們通過智能控制的方法，保持水的運動來防止結冰。”
在吳文巍的“勾勒”中，融入電信智能因子之后，整個自來水管網就是一個智能化交通網絡，就像紅綠燈一樣，水到哪里停留多少時間、什么時候停留，通過大數據、AI、算力計算好，在冰凍發生之前及時處理，同時又達到能耗最低的效果。
2016年正式立項后，為高原地區解決凍水問題提上了吳文巍及其工作室的議事日程，利用業余時間，吳文巍和工作室成員進行了模擬高原環境的實驗。
在平原上要模擬高原，會有很多意想不到的問題，吳文巍他們也是“摸著石頭過河”，運用了不少“非傳統”卻行之有效的“土辦法”。比如高原極低溫的情況，他們找到賣冰鮮食物的商戶，買了一個模擬零下30攝氏度低溫環境的冰柜，把裝置放在冰柜里；高原氣壓低，他們找來泵抽氣；甚至在廁所里進行通水實驗，因為靠近水源，排水方便。
在線路板的選型上，團隊發現在嚴寒、凍土、低氣壓的區域里，電子元器件往往會失靈，巨大的溫差會導致水汽頻繁凝結在線路板上，引發短路問題，這對電子設備而言是致命的。團隊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可能難以根治問題，于是，團隊引入天翼云技術，將大量精密計算任務遷移至云端，減輕本地機器主板的負擔。
2017年，比較完整的方案以及原型機問世。“電信信息技術、新材料和精密自動化是這個方案的‘關鍵先生’，其中，物聯網使用的是電信云平臺，關鍵控制和數據都部署在上海的‘智云上海’。”吳文巍說。
挑戰
幾百個問題撲面而來
真正的高原環境遠比模擬環境更充滿未知與挑戰。
2019年8月，吳文巍工作室成員來到西藏進行第一次實地試驗，他們對方案中的物聯網模塊、通信模塊等進行了驗證，取得了不錯的效果。“由十幾個環境參數編寫的算法，實時對相關指標進行比對，在達到臨界值之前，就會觸發智云供水平臺下發控制指令，能自動確保水溫以及流向，達到平衡狀態。”此前，為了解決凍水問題，當地在水管外面纏繞電熱帶，但一幢4層的樓房可能每個寒期要花3萬元電費，而智云供水電子閥門的耗電量很小。
這次實地試驗讓這個項目得到了當地政府的重視，團隊回到上海后，也快馬加鞭不斷優化，團隊成員屢次進藏搜集數據，為項目做準備。
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試點小區啟用“智云供水”前進行最后勘察，確保試點成功。
這是高原上的一個小縣城，頗有藏式風情且嶄新的小區是貧困民眾遷入的新居之地。“房子新裝修，電視機、熱水器、煤氣灶等一應俱全，但是因為冬季用水問題，入住率很低。”吳文巍去了一戶人家，住著一個行動不便的老人，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水桶，到小區集中供水點挑水，“打開水龍頭就有水”，是每個居民最樸素的心愿。
這次，吳文巍一行來到5200米的珠峰大本營，那里氣溫低、海拔高、紫外線強，還有從“世界屋脊”上傾瀉而下的大風，雖然環境惡劣，但能讓方案得到更好的印證。
在珠峰大本營實驗的兩個小時，晴天、大風、下雪，溫度一會零下十幾攝氏度，一會又回升到零度以上。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電流電壓是怎么樣的、晴天時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，我們的設備可以適應零下40攝氏度的環境。”
2020年6月，室外基建施工正式開始，幾百個問題撲面而來，泥石流、地震、沙塵暴時不時來侵襲，還要面對環境關、信號關、施工關“三大”難關。以信號關為例，傳感器收集現場參數后，要通過電信物聯網卡將信息傳送到天翼云，才能每時每刻計算并生成科學的動態調水指令。信號起到關鍵作用，但測試時信號較弱，數據無法傳送。在中國電信上海公司、中國電信日喀則分公司的配合下，兩個月后，信號終于達到要求。
每個夜晚，吳文巍和團隊不僅要遠程協助解決現場問題，還要進行更深層次的技術研究。經過三個多月的測試，設備終于能穩定承擔整個冬季的工作。
突破
成功的“微創手術”和“神經手術”
室外基建施工完成后，2021年1月4日，吳文巍再次來到日喀則，進行試點小區樣板房聯網調試，此時是當地最冷的時候。
之前，吳文巍帶領團隊為試點小區每一種戶型的管線入戶做好了“微創手術”方案，涉及4戶樣板房。在并不寬敞的衛生間，兩位施工人員嚴格計算水管傾斜的角度，只有這樣，當系統檢測到溫度低于零度，智云供水平臺發出全網調水的指令時，水才能按“就近最快”的原則，調撥到需求方。
經過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“外科神經手術”開始了。2021年1月7日下午，智能自控防凍系統被放入樣板房所在的單元樓門口的窨井內，這個一平方米不到的黑箱子是通過在冰柜中用泵抽氣來模擬高原低溫低壓環境研發出來的，每戶人家的用水數據通過系統上傳到“智云供水指揮平臺”。
單元樓門口是一片工地，兩位施工人員在井下作業，他們在井下待了兩個多小時，吳文巍也在井邊待了兩個多小時。零下二十攝氏度、沒有暖氣的夜晚寒意難擋，但施工沒有結束，還要安裝智能水表、室分系統等，“神經”連到每一家才算形成閉環。
第二天中午時分，4家樣板房具備了測試條件，設備開始通電，幾分鐘之后，第一組數據出現在平臺上，包括設備狀況、水流和數量等。但不一會兒，大家就發現水溫數據顯示不出。吳文巍迅速尋找原因，可能是逆變器出現問題。重新連接后，水溫數據終于顯示，此時上海也傳來“收到數據”的消息。
按照樣板房模式，那一年春節前，小區內每戶人家都安裝好了智慧用水設備，居民打開水龍頭就有水，這也意味著聯網調試取得成功。
一年后的2022年1月，吳文巍再次來到試點小區，這里熱鬧了許多，超過一千戶人家通上了“智慧水”，家里的水桶不見了，甚至還在院子里種花種草，有的小朋友看到水龍頭出水會激動地跳舞，附近的小區居民也期盼著能用上“智慧水”。
一年多來，吳文巍和工作室成員致力于二代機的研發。此次赴藏，吳文巍一是看“老朋友”——一代機，二是把“新朋友”——二代機進行實地實驗。
二代機采用“中國電信天通衛星+5G”邊緣組網模式，增加了網絡的穩定性和靈活性。一代機水管接口不多，二代機的水管接口增加了；針對停電問題，二代機頂上配備了自然能源接收系統，能實現自給自足，有利于低碳環保；此外，二代機的算法也進行了優化，出水速度更快，更靈敏。
開拓
讓更多人用上“活水”
讓吳文巍高興的是，經過這幾年的發展，“智云供水”項目得到了當地政府的大力支持和百姓認可，西藏自治區主要領導批示全域推廣，覆蓋面越來越大，進入了快速發展期。而且經歷幾輪寒潮的考驗，即使在高原地區最寒冷的時候依然運行穩定，證明其已具備覆蓋所有高原城鎮的能力。
這遠遠不夠，吳文巍要向更艱苦、更難的地方發起挑戰。每次去西藏，吳文巍都要經歷高反的侵襲，頭痛欲裂、渾身無力、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天時間，在平均海拔4500米、常年溫度在冰點、含氧量極低、連樹也很難存活的那曲，與搭檔輪流駕車，行駛2000多公里，每到一個村，吳文巍就采集實時數據，深入了解當地需求和用戶習慣。
兩個月后，吳文巍團隊在那曲選擇了一處沼澤地里建起來的新小區進行試點。該小區此前在冬季用水相當困難，居民洗衣服時要把沉重的洗衣機扛下樓搬到集中供水點。
經過3個月緊鑼密鼓的生產，搭載著電信多項能力的4臺二代機設備運到那曲進行安裝。之前，吳文巍和團隊摸索出一套適合高原通信環境的施工方法，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，無須到居民家中打洞穿線，僅用兩個星期就完成了從安裝到測試的全部過程。相比兩年前，安裝效率提升很明顯。并形成了《高原信息管線敷設和入戶施工工藝》，為高原地區信息化建設打下了基礎。
值得一提的是，施工遇到了停電9天的意外，不過因為二代機有了智能電源組件，設備依然正常運營，還扛過了斷崖式降溫的考驗。
利用近年來積累的數據，團隊不斷優化核心算法，依靠電信的計算能力，根據現場的實時參數調整保障策略，達到“機械磨損小、能耗低和保障可靠”的三者動態平衡。
安裝完智慧云供水設備后，小區居民將錦旗送到了施工人員的手里，他們高興地說：“外面冰天雪地，家里自來水開著，每天燒開水、煮湯，想喝多少就喝多少，再也不用扛洗衣機下樓了。”
周邊暫未用上智慧水的居民也投來“羨慕嫉妒恨”的眼神，拎著水桶去這個小區的居民家接水，把衣服、鞋子也拿過去洗，熱鬧極了，大家更多的是對美好生活的向往和期待。
“這也是‘民族團結、大愛援藏’的成果，我和中國電信上海公司三位援藏干部金瑭、錢昆、虞琦多次會師西藏，協同作戰。”吳文巍說。
4200米海拔地區應用成功！
4500米海拔地區應用成功！
4700米海拔地區應用成功！
今年，由上海電信政企事業群牽頭，互聯網部、信產集團、資本運營中心、南區局、電信恒聯等部門通力協作，使“智云供水”在電信集團原子能力平臺上線，這是來自生產一線科創成果轉化的重大突破，中國電信西部省公司可以調用來自上海電信的原子能力，形成業務收入。
二代機的使用場景正不斷豐富，除了居民區，在酒店、醫院、旅游區、牧區等場景下都有“用武之地”，吳文巍和團隊還研發了農牧版、城鎮版、樓房版等適應所有建筑類型的設備智能終端，讓更多人用上“活水”，享受到信息化技術帶來的紅利。
