“嘀嗒”，位于东海之滨的上海，随着“智云供水”平台上按钮的启动，5秒之后，远在5000公里以外的西藏日喀则一家民宿中，水龙头流出了汩汩自来水，原本冰冻的水“活”了起来。在8月23日开幕的上海工匠创新成果展上，全国五一劳动奖章获得者、上海电信南区局吴文巍牵头研发的“智云供水”项目展出，上海市人大常委会党组副书记、副主任、市总工会主席郑钢淼启动按钮，为藏区居民成功输水，并给予“为有源头活水来”的评价。
今年，“智云供水”项目进入了第10个年头，2015年，吴文巍从一位上海援藏干部口中得知，每逢长达6至8个月的严寒来临，高海拔地区的大部分区域都会因为高海拔、严寒、冻土、大风、沙尘、低气压、冰冻期长、温差大、强紫外线等严苛环境，而无水可用，居民只能去集中供水点挑水，甚至凿冰取水、扛着洗衣机下楼洗衣服。
水，是生命之源，重要的生活资料、生产资料和国防物资，“季节性断水”严重制约西部地区乡村振兴、民生保障、边疆稳定、一带一路和国防建设，每一滴水都承载着群众对美好生活的向往。
高海拔地区冬季供水保障是一个世界性难题，虽然没有先例和经验可循，但吴文巍毅然决定致力于运用电信技术来解决高原地区居民、企事业单位和部队的寒期用水难题。10年来，他带领工作室进行了艰苦的设备研发和实验工作，多次进藏考察、调研、实验，基于中国电信物联网、5G、天翼云、AI等技术的设备也经历多次迭代，最终获得成功，在全球智慧供水领域首创“低压反循环”行业数字化应用新技术，形成自主可控的中国方案。该项目授权专利15项，曾荣获联合国工业发展组织全球科技创新奖、中国电信上海公司脱贫攻坚突出贡献奖等奖项。中国科学院上海情报所《科技查新报告》和《技术咨询报告》显示，属于国际空白，国内领先。
在-50℃极寒、5500米海拔、2.5米冻土、±30℃温差、500百帕低气压、间歇停电等极限条件下，“智云供水”不仅解决了当地居民的基本生活需求，也展示了科技创新在改善民生、促进区域发展方面的巨大潜力，为解决高原地区供水难题提供了可借鉴的经验和模式。
从最初在一个小区试点，到如今已具备覆盖所有高原城镇的能力，“智云供水”项目让越来越多高原地区的居民感受到“冬季打开水龙头就有水”的奇迹。“青藏高原是上海的水源之地，我们喝的水来自雪域，而上海也是青藏高原科技创新的源泉，这正是项目价值之所在。”吴文巍说。
缘起
凿冰取水戳中他的心
“高原地区冬季用水困难，怎么保障当地居民的生活”，这个问题一直萦绕在吴文巍的脑海里，“电信有没有办法解决”戳中了吴文巍的心。
2016年初，寒冬腊月，吴文巍独自一人进藏，看到的景象让他记忆犹新：天气严寒刺骨，雪花纷飞，当地的老妇手持冰镐，费力地在坚硬的冰面上开凿，把冰装在水桶里，佝偻着腰背回家；年轻人则把水桶绑在摩托车上，在雪路上颠簸前行，将冰水运回家中融化。如果是行动不便的老人或幼小的孩子，可能会面临长时间断水的困境。
“他们的生活比我想象得更艰苦。”吴文巍说，一些在当地工作的公务员冬季没有水洗衣服，他们会过段时间开车几百公里到日喀则市里去洗衣服，非常不方便，给人才队伍稳定带来很大影响。
吴文巍研究了大量案例，剖析技术路线图，“此前大多是通过高能耗的方案，即加热来解决，势必会带来污染，青藏高原对环保的要求很高，所以我们通过智能控制的方法，保持水的运动来防止结冰。”
在吴文巍的“勾勒”中，融入电信智能因子之后，整个自来水管网就是一个智能化交通网络，就像红绿灯一样，水到哪里停留多少时间、什么时候停留，通过大数据、AI、算力计算好，在冰冻发生之前及时处理，同时又达到能耗最低的效果。
2016年正式立项后，为高原地区解决冻水问题提上了吴文巍及其工作室的议事日程，利用业余时间，吴文巍和工作室成员进行了模拟高原环境的实验。
在平原上要模拟高原，会有很多意想不到的问题，吴文巍他们也是“摸着石头过河”，运用了不少“非传统”却行之有效的“土办法”。比如高原极低温的情况，他们找到卖冰鲜食物的商户，买了一个模拟零下30摄氏度低温环境的冰柜，把装置放在冰柜里；高原气压低，他们找来泵抽气；甚至在厕所里进行通水实验，因为靠近水源，排水方便。
在线路板的选型上，团队发现在严寒、冻土、低气压的区域里，电子元器件往往会失灵，巨大的温差会导致水汽频繁凝结在线路板上，引发短路问题，这对电子设备而言是致命的。团队尝试了各种解决方案，比如为线路板加特殊涂层等，但收效甚微。仅仅依靠硬件的改进可能难以根治问题，于是，团队引入天翼云技术，将大量精密计算任务迁移至云端，减轻本地机器主板的负担。
2017年，比较完整的方案以及原型机问世。“电信信息技术、新材料和精密自动化是这个方案的‘关键先生’，其中，物联网使用的是电信云平台，关键控制和数据都部署在上海的‘智云上海’。”吴文巍说。
挑战
几百个问题扑面而来
真正的高原环境远比模拟环境更充满未知与挑战。
2019年8月，吴文巍工作室成员来到西藏进行第一次实地试验，他们对方案中的物联网模块、通信模块等进行了验证，取得了不错的效果。“由十几个环境参数编写的算法，实时对相关指标进行比对，在达到临界值之前，就会触发智云供水平台下发控制指令，能自动确保水温以及流向，达到平衡状态。”此前，为了解决冻水问题，当地在水管外面缠绕电热带，但一幢4层的楼房可能每个寒期要花3万元电费，而智云供水电子阀门的耗电量很小。
这次实地试验让这个项目得到了当地政府的重视，团队回到上海后，也快马加鞭不断优化，团队成员屡次进藏搜集数据，为项目做准备。
2020年5月初，吴文巍和工作室成员再次赴藏，此行是要为日喀则一个试点小区启用“智云供水”前进行最后勘察，确保试点成功。
这是高原上的一个小县城，颇有藏式风情且崭新的小区是贫困民众迁入的新居之地。“房子新装修，电视机、热水器、煤气灶等一应俱全，但是因为冬季用水问题，入住率很低。”吴文巍去了一户人家，住着一个行动不便的老人，他要拜托邻居到附近的集中供水站拎水，邻居拎多少，他只能用多少，非常不方便。每户居民家中至少备有七八个水桶，到小区集中供水点挑水，“打开水龙头就有水”，是每个居民最朴素的心愿。
这次，吴文巍一行来到5200米的珠峰大本营，那里气温低、海拔高、紫外线强，还有从“世界屋脊”上倾泻而下的大风，虽然环境恶劣，但能让方案得到更好的印证。
在珠峰大本营实验的两个小时，晴天、大风、下雪，温度一会零下十几摄氏度，一会又回升到零度以上。每一次天气的变化都让吴文巍他们既忍着身体的不适，又兴奋不已。核心部件控制盒在下雪时电流电压是怎么样的、晴天时电流电压是怎么样的……“县城历史上最低温度是零下37摄氏度，我们的设备可以适应零下40摄氏度的环境。”
2020年6月，室外基建施工正式开始，几百个问题扑面而来，泥石流、地震、沙尘暴时不时来侵袭，还要面对环境关、信号关、施工关“三大”难关。以信号关为例，传感器收集现场参数后，要通过电信物联网卡将信息传送到天翼云，才能每时每刻计算并生成科学的动态调水指令。信号起到关键作用，但测试时信号较弱，数据无法传送。在中国电信上海公司、中国电信日喀则分公司的配合下，两个月后，信号终于达到要求。
每个夜晚，吴文巍和团队不仅要远程协助解决现场问题，还要进行更深层次的技术研究。经过三个多月的测试，设备终于能稳定承担整个冬季的工作。
突破
成功的“微创手术”和“神经手术”
室外基建施工完成后，2021年1月4日，吴文巍再次来到日喀则，进行试点小区样板房联网调试，此时是当地最冷的时候。
之前，吴文巍带领团队为试点小区每一种户型的管线入户做好了“微创手术”方案，涉及4户样板房。在并不宽敞的卫生间，两位施工人员严格计算水管倾斜的角度，只有这样，当系统检测到温度低于零度，智云供水平台发出全网调水的指令时，水才能按“就近最快”的原则，调拨到需求方。
经过几天紧张的穿管布线施工，4户样板房的水管接入完成，一场“外科神经手术”开始了。2021年1月7日下午，智能自控防冻系统被放入样板房所在的单元楼门口的窨井内，这个一平方米不到的黑箱子是通过在冰柜中用泵抽气来模拟高原低温低压环境研发出来的，每户人家的用水数据通过系统上传到“智云供水指挥平台”。
单元楼门口是一片工地，两位施工人员在井下作业，他们在井下待了两个多小时，吴文巍也在井边待了两个多小时。零下二十摄氏度、没有暖气的夜晚寒意难挡，但施工没有结束，还要安装智能水表、室分系统等，“神经”连到每一家才算形成闭环。
第二天中午时分，4家样板房具备了测试条件，设备开始通电，几分钟之后，第一组数据出现在平台上，包括设备状况、水流和数量等。但不一会儿，大家就发现水温数据显示不出。吴文巍迅速寻找原因，可能是逆变器出现问题。重新连接后，水温数据终于显示，此时上海也传来“收到数据”的消息。
按照样板房模式，那一年春节前，小区内每户人家都安装好了智慧用水设备，居民打开水龙头就有水，这也意味着联网调试取得成功。
一年后的2022年1月，吴文巍再次来到试点小区，这里热闹了许多，超过一千户人家通上了“智慧水”，家里的水桶不见了，甚至还在院子里种花种草，有的小朋友看到水龙头出水会激动地跳舞，附近的小区居民也期盼着能用上“智慧水”。
一年多来，吴文巍和工作室成员致力于二代机的研发。此次赴藏，吴文巍一是看“老朋友”——一代机，二是把“新朋友”——二代机进行实地实验。
二代机采用“中国电信天通卫星+5G”边缘组网模式，增加了网络的稳定性和灵活性。一代机水管接口不多，二代机的水管接口增加了；针对停电问题，二代机顶上配备了自然能源接收系统，能实现自给自足，有利于低碳环保；此外，二代机的算法也进行了优化，出水速度更快，更灵敏。
开拓
让更多人用上“活水”
让吴文巍高兴的是，经过这几年的发展，“智云供水”项目得到了当地政府的大力支持和百姓认可，西藏自治区主要领导批示全域推广，覆盖面越来越大，进入了快速发展期。而且经历几轮寒潮的考验，即使在高原地区最寒冷的时候依然运行稳定，证明其已具备覆盖所有高原城镇的能力。
这远远不够，吴文巍要向更艰苦、更难的地方发起挑战。每次去西藏，吴文巍都要经历高反的侵袭，头痛欲裂、浑身无力、面色苍白……但他还是屡次奔向这片他牵挂的土地。
2023年5月，吴文巍用了6天时间，在平均海拔4500米、常年温度在冰点、含氧量极低、连树也很难存活的那曲，与搭档轮流驾车，行驶2000多公里，每到一个村，吴文巍就采集实时数据，深入了解当地需求和用户习惯。
两个月后，吴文巍团队在那曲选择了一处沼泽地里建起来的新小区进行试点。该小区此前在冬季用水相当困难，居民洗衣服时要把沉重的洗衣机扛下楼搬到集中供水点。
经过3个月紧锣密鼓的生产，搭载着电信多项能力的4台二代机设备运到那曲进行安装。之前，吴文巍和团队摸索出一套适合高原通信环境的施工方法，更加轻量化、周期短。施工人员只要在楼栋外合适位置将设备埋下，管线沿着外墙就能整齐入户，所有施工步骤可在室外完成，无须到居民家中打洞穿线，仅用两个星期就完成了从安装到测试的全部过程。相比两年前，安装效率提升很明显。并形成了《高原信息管线敷设和入户施工工艺》，为高原地区信息化建设打下了基础。
值得一提的是，施工遇到了停电9天的意外，不过因为二代机有了智能电源组件，设备依然正常运营，还扛过了断崖式降温的考验。
利用近年来积累的数据，团队不断优化核心算法，依靠电信的计算能力，根据现场的实时参数调整保障策略，达到“机械磨损小、能耗低和保障可靠”的三者动态平衡。
安装完智慧云供水设备后，小区居民将锦旗送到了施工人员的手里，他们高兴地说：“外面冰天雪地，家里自来水开着，每天烧开水、煮汤，想喝多少就喝多少，再也不用扛洗衣机下楼了。”
周边暂未用上智慧水的居民也投来“羡慕嫉妒恨”的眼神，拎着水桶去这个小区的居民家接水，把衣服、鞋子也拿过去洗，热闹极了，大家更多的是对美好生活的向往和期待。
“这也是‘民族团结、大爱援藏’的成果，我和中国电信上海公司三位援藏干部金瑭、钱昆、虞琦多次会师西藏，协同作战。”吴文巍说。
4200米海拔地区应用成功！
4500米海拔地区应用成功！
4700米海拔地区应用成功！
今年，由上海电信政企事业群牵头，互联网部、信产集团、资本运营中心、南区局、电信恒联等部门通力协作，使“智云供水”在电信集团原子能力平台上线，这是来自生产一线科创成果转化的重大突破，中国电信西部省公司可以调用来自上海电信的原子能力，形成业务收入。
二代机的使用场景正不断丰富，除了居民区，在酒店、医院、旅游区、牧区等场景下都有“用武之地”，吴文巍和团队还研发了农牧版、城镇版、楼房版等适应所有建筑类型的设备智能终端，让更多人用上“活水”，享受到信息化技术带来的红利。
