人工智能+给排水科学与工程专业复合型人才的行业需求调研
摘要
为满足城镇供水排水行业与人工智能融合发展的需要，针对给排水科学与工程专业历届毕业生就业单位开展调研活动。通过所收集的234份有效调查问卷，系统分析了城镇供水排水行业的发展态势以及主要行业部门对人工智能+给排水科学与工程专业复合型人才在知识和能力方面的需求，为构建新工科背景下兼具给排水专业和智能化知识技能的复合型人才培养模式提供支持。
01调研基本情况
重庆大学给排水专业创设于20世纪50年代，是我国最早开办的给排水专业之一。该专业办学质量优异，60余年来已为行业培养4000多名毕业生，分布在全国城镇供水排水行业相关的设计、施工、消防、政府、企业管理、科研及高校等部门，为我国社会经济发展、城市建设和人民生活水平的提高做出了重要贡献。因此，通过设置调查问卷，以重庆大学给排水专业历届毕业生为调查对象展开调研，涉及毕业生人数多、毕业年代广、就业单位类型多样，调研结果具有良好的代表性。
调查问卷的设计主要围绕当前人工智能背景下的行业瓶颈和接受调查的毕业生（以下简称“受访者”）就业单位（以下简称“受访单位”）对人工智能+给排水专业复合型人才应具备的能力及专业知识、人工智能与大数据知识、编程能力等需求进行信息收集。考虑疫情等因素的影响，为获得准确、可靠的信息，本次调研采用向调查范围人员随机发放、自愿参与、线上填写的方式。此次调研共收到有效问卷234份，分别来自设计院所、施工单位等8类行业用人单位（受访者单选），如表1所示。各受访单位所属的城市类型（按所在经济发展状况划分为一线～五线城市）（受访者单选）如图1所示。
表1 受访单位的类别
图1 受访单位所在城市的类型
由表1可知，本次调查所收集的信息针对城镇供水排水传统行业部门而言，有30.8%来自相关设计院所，涉及科研院所贡献的信息占19.2%，水务集团、排水公司、监理部门和概预算等运营管理单位、施工单位占12.4%，国内外大型服务公司、房地产部门等占8.1%，而来自于城镇供水排水非传统行业部门（如信息科技、金融、商贸、产品研发、建材等）的信息占29.5%。从传统的就业分布来看，给排水专业毕业生主要从事工程设计、施工管理、工程咨询、水务运营等类别，受访单位基本涵盖了行业主要的职业种类，而工程设计依然是给排水专业毕业生的首要选择。给排水专业毕业生就业面分布广泛，说明社会各领域对该专业毕业生需求的广泛性，以及毕业生具有较强从事跨学科职业工作的能力；而科研院所等部门达到接近20.0%的占比，一方面说明给排水专业毕业生较强的继续学习潜能，另一方面也间接反映了近年来学校鼓励学生进一步读硕读博，提高“本科毕业生深造率”的成果。总体而言，本次调查能够相对全面地反映给排水专业毕业生的主要就业单位（也即行业用人单位）对复合型人才知识和能力的需求状况。
由图1可知，受访单位主要来自国内的一线城市，占60.0%，二线、三线城市分别占18.0%、12.0%，四线和五线城市均低于10.0%。因此，受访者所反映的行业发展态势以及受访单位对复合型人才的需求信息，分别综合了国内经济发展较好的多数区域及部分经济欠发达区域状况，具有全面性和前瞻性。
02调研结果分析
2.1 当前行业瓶颈
调查问卷设计了21个人工智能背景下当前行业可能面临的瓶颈问题，调查结果见图2。
图2 受访单位面临的行业瓶颈问题
由图2可知，超过10.0%的受访者认为“知识结构与学科结合度”“智能型人才的培养或引进”“管网信息数字化的应用”等是阻碍单位发展的主要行业瓶颈问题，其均与人工智能知识与技能密切相关。因此可见，城镇供水排水行业已经不可避免地受到了新兴信息技术迅猛发展的影响，与人工智能的融合已成为突破大多数行业用人单位发展瓶颈的主要力量，而培养人工智能+给排水专业复合型人才将对确保行业的科学、持续、高速发展具有积极的实用意义。
2.2 人才能力需求
受访单位对复合型人才7种主要能力的侧重需求（受访者可多选）见图3。图3表明，77.8%的受访单位更看重专业知识运用能力和工程实践能力，65.0%的受访单位还看重持续学习能力。创新能力与学科交叉融合能力的选择占比分别为61.1%、56.8%，国际竞争能力及其他能力均低于20.0%（分别占15.4%、4.7%）。因此可见，对于绝大多数行业用人单位而言，毕业生对给排水专业知识的掌握仍是第一要求，培养人工智能+给排水专业复合型人才应该将专业知识的掌握和实践能力的提升始终放在首位，同时要注重激发学生对专业的兴趣，保持他们积极探索的热情，以增强持续学习和创新能力。另外，作为复合型人才显著特征之一的交叉融合能力在学校的教育过程中需要给予足够关注。上述对人才能力需求的调研结果从另一侧面也说明，受各种因素影响，部分用人单位对创新的需求还不十分强烈，反映了在目前发展阶段，其对人才的需求还处于“实用型”“能解决当前问题”的状态；多数受访单位对国际竞争力的需求不高，表明我国城镇供水排水行业的国际化尚处于较低水平。
图3 受访单位所侧重的复合型人才能力
2.3 人才专业知识需求
受访单位对复合型人才8种主要专业知识储备的侧重需求（受访者可多选）如图4所示。由图4可知，与专业密切相关的“给水排水管网”“污水处理”“给水处理”“泵站”“施工”“仪表与控制”等获得超过45.0%以上单位的重视，而认为前三项知识储备更重要的单位超过60.0%；重视“英语”及“其他”知识的单位不足20.0%。由此可见，与前述“人才能力需求”的分析结果一致，具有扎实专业知识的毕业生符合绝大多数用人单位的需要。在人工智能+给排水专业复合型人才培养中，仍不可忽视对给排水工程专业知识的传授。
图4 受访单位所侧重的复合型人才专业知识储备
2.4 人工智能应用情况
调查分析表明，有超过90.0%的受访单位都认为专业工作与人工智能产生联系，其中联系明显的超过50.0%，关联紧密的为12.8%（见图5）。由此可见，人工智能已经渗透到绝大多数城镇供水排水行业中。与其他行业一致，城镇供水排水行业与人工智能的融合发展已经成为一种潮流与趋势。
图5 受访单位人工智能与专业知识结合的密切程度
在人工智能与给排水专业知识结合密切的受访单位中，相应于非传统行业部门的其他相关单位占比最高，为33.3%，其后是传统行业部门，依次为运营及施工单位26.7%、科研院所20.0%、服务及房地产部门单位10.0%和设计院所10.0%（见图6）。因此可见，相对于非传统行业而言，给排水传统行业与人工智能的融合相对滞后，而在传统行业中，属于行业主体的工程设计和运营管理等智能化均处于起步阶段。鉴于人工智能已经不可避免地融入各行各业，现在重视并抓紧为行业将来的发展做好人工智能+给排水专业复合型人才储备正当其时。
图6 人工智能与专业知识结合密切的单位分布
2.5 人工智能具体应用
调查表明，目前城镇供水排水行业人工智能的应用主要集中在自动控制（30.8%，管网检测控制15.4%+水厂信息自动化6.0%+其他自动控制9.4%）、智慧水务管理决策（25.6%）、信息技术产业（13.7%，软件开发5.1%+机器人1.7%+大数据分析6.8%）以及科研及教学（6.4%）等方面（见图7）。对于人工智能+给排水专业复合型人才的培养，应重点强化自动控制、智慧水务管理决策、信息技术产业等人工智能知识和技术应用，才能相对精准地满足行业用人单位需求，助力其进一步发展。
图7 人工智能知识和技能在受访单位的具体应用
2.6 人工智能知识掌握程度需求
受访单位对给排水专业人员掌握人工智能知识的要求（受访者单选）见图8。目前城镇供水排水行业约38.9%的受访单位仅要求给排水专业背景人员了解人工智能知识基本内容，要求掌握基本原理的只占32.9%，有26.1%的单位要求熟练掌握并结合专业知识运用，对精通原理有要求的单位仅占2.1%。由此可见，与前述对“人工智能应用”的分析结果一致，目前行业用人单位对复合型人才的需求尚不迫切，还未达到顶峰，主要集中在具备初步的知识储备和掌握基本原理方面，而对人工智能+给排水专业复合型人才的培养，在普及人工智能知识和技能的基础上，需要针对运营管理、服务及科研等部门的具体需求，重点强化人工智能与专业知识的融合运用。
图8 受访单位对复合型人才人工智能知识的掌握要求
2.7 人工智能的具体知识需求
受访单位对复合型人才的人工智能具体知识需求（受访者可多选）如图9所示。目前针对人工智能相关领域的知识，自动程序设计（含专家系统）在城镇供水排水行业各主要用人单位的需求度最高，占60.7%；其次是深度学习和神经网络，占45.3%；38.0%的单位关注计算机视觉（图像识别），智能机器人在24.8%的单位受到重视，重视自然语言处理及其他知识的单位低于20.0%。由此可见，人工智能+给排水专业复合型人才应重点具备自动程序设计（含专家系统）、深度学习和神经网络、计算机视觉（图像识别）、智能机器人等知识和技能。
图9 受访单位对复合型人才的人工智能具体知识需求
2.8 大数据具体知识需求
调查结果（见图10）表明，目前超过92.0%的受访单位需要给排水专业毕业生具备大数据分析能力。针对大数据分析的相关知识，预测性分析能力在城市供排水行业各主要用人单位的需求度最高，占62.4%；其次是可视化分析、数据质量和数据管理，分别占56.4%、55.6%；另外，有43.6%、40.6%的单位需要数据挖掘算法、数据存储及数据仓库。因此，人工智能+给排水专业复合型人才在大数据方面应重点具备预测性分析、可视化分析、数据质量和数据管理、数据挖掘算法、数据存储及数据仓库等知识和技能。
图10 受访单位对复合型人才的大数据具体知识需求
2.9 编程能力需求
受访单位对复合型人才的编程能力需求（受访者可多选）分析见图11。超过91.0%的受访单位需要给排水专业毕业生具备编程能力，其中，需要能够采用C++、Python、Java或C语言进行编程的单位分别占47.0%、44.4%、41.5%和39.3%；JavaScript、PHP以及其他编程能力的需求度不高，均低于20.0%。由此可见，人工智能+给排水专业复合型人才在编程能力方面应重点具备C++、Python、Java或C语言等知识和技能。
图11 受访单位对复合型人才的编程能力需求
03结论
（1）与人工智能融合、培养人工智能+给排水专业复合型人才有助于突破城镇供水排水行业发展瓶颈。
（2）扎实的专业知识和技能、持续学习能力及学科交叉融合能力是人工智能+给排水专业复合型人才应具备的基本能力，其中给排水专业知识是核心。
（3）给排水传统行业与人工智能的融合相对滞后，缺乏相关人才可能是重要原因之一；非传统行业部门单位与科研院所对人工智能知识和技能需求具有迫切性及敏感性，有利于进行人工智能+给排水专业复合型人才的培养储备。加强人工智能+给排水专业复合型人才培养，是促进给排水行业部门单位提高人工智能应用水平的重要措施。
（4）人工智能+给排水专业复合型人才应重点具备在城镇供水排水行业管理、服务或科研等部门融合运用人工智能与专业知识的能力，其中人工智能知识和技术主要运用在自动控制、智慧水务管理决策、信息技术产业等方面。
（5）人工智能+给排水专业复合型人才应具备自动程序设计（含专家系统）、深度学习和神经网络、计算机视觉（图像识别）等水系统智能化知识，以及预测性分析、可视化分析、数据质量和数据管理等大数据分析知识以及C++、Python、Java或C语言等编程能力。
全文发表于《中国给水排水》2021年12月第24期，作者为重庆大学环境与生态学院的曾晓岚、崔福义、时文歆、赵志伟、梁建军、于志鹏、余璐。
本文标准著录格式如下：
曾晓岚，崔福义，时文歆，等.人工智能+给排水科学与工程专业复合型人才的行业需求调研[J].中国给水排水，2021，37（24）：11-16.
ZENG Xiaolan, CUI Fuyi, SHI Wenxin, et al. Investigation of industry demand of integrated talents of artificial intelligence + water supply and drainage science and engineering [J]. China Water & Wastewater, 2021, 37 (24): 11-16(in Chinese).
编辑：李德强
制作：文 凯
