在傳統(tǒng)水務(wù)還在靠“老師傅帶徒弟”和“哪里爆管修哪里”的時(shí)候,融合了前沿AI技術(shù)的智慧水務(wù)系統(tǒng)已經(jīng)讓地下管網(wǎng)變成了能夠“會(huì)思考、能預(yù)警、有溫度”的智能生命體。
IGC智慧水務(wù)系統(tǒng)(上海敢創(chuàng)科技)在管網(wǎng)策略、搶修策略、暗漏檢測(cè)、檢測(cè)同期、技術(shù)難點(diǎn)、流量數(shù)據(jù)、壓力監(jiān)測(cè)等方面已形成較為成熟的落地實(shí)用方案。以下按您提到的項(xiàng)目逐一梳理:
一、管網(wǎng)策略
在管網(wǎng)管理方面,IGC智慧水務(wù)系統(tǒng)主要采用DMA分區(qū)計(jì)量策略,將大型管網(wǎng)劃分為若干獨(dú)立計(jì)量區(qū)域,通過"分區(qū)一張圖"實(shí)現(xiàn)多級(jí)分區(qū)及管線設(shè)施的空間可視化展示,實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)地圖進(jìn)行分區(qū)流量與用水量監(jiān)測(cè),動(dòng)態(tài)評(píng)估漏損排名,從而精準(zhǔn)定位管網(wǎng)漏損重災(zāi)區(qū)。
系統(tǒng)還實(shí)施智能壓力管理,支持分區(qū)、分時(shí)段進(jìn)行壓力控制,實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)壓力均衡。通過累計(jì)新裝減壓閥,實(shí)現(xiàn)高壓運(yùn)行區(qū)域全覆蓋,并結(jié)合壓力系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析,將管道運(yùn)行壓力調(diào)整至安全范圍,有效減少因壓力過高導(dǎo)致的爆管風(fēng)險(xiǎn)。
此外,系統(tǒng)建立了管網(wǎng)動(dòng)態(tài)水力模型與數(shù)字孿生體系,模擬正常狀態(tài)下的壓力、流量分布。當(dāng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與模型預(yù)測(cè)出現(xiàn)偏差時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警并圈定異常區(qū)域,實(shí)現(xiàn)爆管預(yù)警與智能調(diào)度。
在監(jiān)測(cè)布點(diǎn)方面,系統(tǒng)在管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)如分區(qū)計(jì)量區(qū)入口、重要支線等位置安裝高精度壓力傳感器和流量計(jì)。按城市規(guī)模分級(jí)布設(shè)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn),超大城市約為每3至5平方公里設(shè)置1個(gè)點(diǎn)位,中等城市約為每1至2平方公里設(shè)置1個(gè)點(diǎn)位,確保監(jiān)測(cè)覆蓋密度與城市管理需求相匹配。
二、搶修策略
IGC系統(tǒng)采用"監(jiān)、診、定、修、評(píng)"五步法進(jìn)行漏損管控。在監(jiān)測(cè)預(yù)警階段,系統(tǒng)通過壓力陡降、流量異常增加、噪音報(bào)警等多源信號(hào)交叉驗(yàn)證,自動(dòng)報(bào)警并初步圈定異常區(qū)域。在智能診斷階段,AI學(xué)習(xí)歷史漏損數(shù)據(jù)特征,自動(dòng)識(shí)別傳感器數(shù)據(jù)中的漏損模式,同時(shí)結(jié)合管網(wǎng)材質(zhì)、管齡、土壤環(huán)境等因素預(yù)測(cè)高漏損風(fēng)險(xiǎn)管段。
在精準(zhǔn)定位階段,采用噪聲相關(guān)分析法,在疑似管段兩端放置傳感器,通過計(jì)算聲音到達(dá)時(shí)間差,實(shí)現(xiàn)亞米級(jí)漏點(diǎn)定位精度,通常可控制在1米以內(nèi)。在快速修復(fù)階段,系統(tǒng)生成工單并派發(fā),支持巡檢打卡功能;修復(fù)作業(yè)完成后開展硬件數(shù)據(jù)校準(zhǔn),對(duì)漏損點(diǎn)周邊遠(yuǎn)傳表進(jìn)行參數(shù)重置,調(diào)整表計(jì)靈敏度與數(shù)據(jù)采集頻率。最后在效果評(píng)估階段,對(duì)比修復(fù)前后的流量監(jiān)測(cè)曲線,更新泵房運(yùn)行模型,使供水壓力、流量輸出與管網(wǎng)實(shí)際需求相匹配。

三、暗漏檢測(cè)
暗漏檢測(cè)方面,系統(tǒng)采用固定式噪聲監(jiān)測(cè)與移動(dòng)式檢漏設(shè)備相結(jié)合的方式。固定式噪聲記錄儀長(zhǎng)期安裝在管道閥門、消火栓等位置,持續(xù)記錄管道背景噪音,通過算法識(shí)別潛在的、持續(xù)的漏水聲特征。巡檢人員則攜帶相關(guān)儀、聽音桿、地面麥克風(fēng)等移動(dòng)設(shè)備,在已縮小的區(qū)域內(nèi)直接找到漏水聲最大的點(diǎn)。
系統(tǒng)還通過夜間最小流量分析,監(jiān)測(cè)工商業(yè)大用戶和居民戶的遠(yuǎn)傳智能水表夜間最小流量異常,有效定位片區(qū)或建筑內(nèi)的漏損。在技術(shù)創(chuàng)新層面,上海試點(diǎn)采用衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn)行星地協(xié)同探漏,可識(shí)別地下3米多的隱蔽漏點(diǎn),每公里管線漏點(diǎn)檢出率遠(yuǎn)超預(yù)期指標(biāo)。同時(shí),系統(tǒng)監(jiān)測(cè)濁度、余氯等水質(zhì)參數(shù),輔助判斷是否因管道破損導(dǎo)致污染物入侵。
四、檢測(cè)同期(周期管理)
在檢測(cè)周期管理上,系統(tǒng)按30天為一個(gè)檢漏周期進(jìn)行系統(tǒng)性巡檢,2025年上半年某項(xiàng)目通過該周期發(fā)現(xiàn)56處暗漏,預(yù)計(jì)可節(jié)約水量83.23萬方。
系統(tǒng)建立了設(shè)備全生命周期管理機(jī)制,為每臺(tái)設(shè)備建立數(shù)字臺(tái)賬,記錄終端型號(hào)、位置、運(yùn)維記錄等信息,并根據(jù)設(shè)備運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)自動(dòng)推送巡檢、保養(yǎng)提醒,實(shí)現(xiàn)從安裝到報(bào)廢的閉環(huán)管理。維保工單系統(tǒng)可在平臺(tái)上自動(dòng)生成工單并派發(fā),支持保養(yǎng)計(jì)劃生成、巡檢打卡以及打卡記錄導(dǎo)出為Excel工單記錄表。
此外,系統(tǒng)基于機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)高漏損風(fēng)險(xiǎn)管段,推動(dòng)維護(hù)模式從反應(yīng)性維護(hù)向預(yù)防性維護(hù)、再向預(yù)測(cè)性維護(hù)升級(jí)。
五、技術(shù)難點(diǎn)與應(yīng)對(duì)方案
面對(duì)多源數(shù)據(jù)融合難題,系統(tǒng)綜合壓力突降、流量突增、噪音報(bào)警等多源信號(hào)進(jìn)行交叉驗(yàn)證,提高報(bào)警準(zhǔn)確率,減少誤報(bào)。針對(duì)弱網(wǎng)環(huán)境傳輸問題,系統(tǒng)支持2G/4G弱網(wǎng)環(huán)境下的穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸,適配偏遠(yuǎn)地區(qū)復(fù)雜工況,并具備斷網(wǎng)續(xù)傳能力。
對(duì)于非金屬管道檢測(cè)難題,在大口徑或非金屬管道場(chǎng)景下,使用管內(nèi)機(jī)器人搭載聲學(xué)或光學(xué)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。在大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理方面,采用邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)進(jìn)行本地?cái)?shù)據(jù)預(yù)處理,降低云端負(fù)載,平臺(tái)層則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)清洗、整合和智能分析。
針對(duì)水錘與壓力瞬變監(jiān)測(cè),系統(tǒng)基于高頻壓力監(jiān)測(cè)和聲學(xué)檢測(cè)傳感技術(shù),監(jiān)測(cè)和識(shí)別水錘信號(hào),進(jìn)行時(shí)序同步溯源分析,評(píng)估爆管風(fēng)險(xiǎn)。
六、流量數(shù)據(jù)管理
在流量數(shù)據(jù)管理方面,系統(tǒng)在管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì),采集頻率可自定義,如每5分鐘采集一次,支持RS485、4-20mA等多種接口。系統(tǒng)結(jié)合DMA分區(qū)計(jì)量區(qū)域供水量數(shù)據(jù)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)流量分配,開展多維度漏損構(gòu)成分析。
同時(shí),系統(tǒng)對(duì)各計(jì)量點(diǎn)進(jìn)行用水分析、營(yíng)業(yè)區(qū)域壓力與用水量分析,并監(jiān)控大用戶信息及用水情況。工商業(yè)大用戶和居民戶的遠(yuǎn)傳智能水表數(shù)據(jù)接入平臺(tái),支持水資源SL206、SL651及MQTT協(xié)議,實(shí)現(xiàn)用水行為的全面數(shù)字化監(jiān)控。
七、壓力監(jiān)測(cè)與調(diào)控
壓力監(jiān)測(cè)采用4G無線管道壓力傳感器,量程覆蓋4MP、1.6MP等規(guī)格,電池供電續(xù)航可達(dá)1.5年以上,采集與上傳頻率可自定義,如每30分鐘上傳一次。系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓力瞬變與水錘現(xiàn)象,結(jié)合管網(wǎng)數(shù)據(jù)評(píng)估水錘壓力波動(dòng)對(duì)管線的破壞風(fēng)險(xiǎn),在GIS地圖中標(biāo)記高危管道或區(qū)域。
在疑似分區(qū)內(nèi),系統(tǒng)通過分析更細(xì)化的壓力計(jì)數(shù)據(jù),將排查范圍從幾公里縮小到某條管段或幾個(gè)街區(qū)。在智能調(diào)控方面,系統(tǒng)根據(jù)管網(wǎng)壓力、水池水位自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)水泵啟停的智能化管控,適配泵站無人值守的運(yùn)營(yíng)需求。
總結(jié)
IGC智慧水務(wù)系統(tǒng)的核心落地邏輯是"感知→傳輸→分析→決策→執(zhí)行"的閉環(huán)管理。通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)全要素實(shí)時(shí)感知,利用4G、5G、NB-IoT等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可靠傳輸,依托大數(shù)據(jù)平臺(tái)和AI算法進(jìn)行智能診斷與預(yù)測(cè),最終通過工單系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制、壓力調(diào)控等手段完成執(zhí)行,形成持續(xù)優(yōu)化的自我學(xué)習(xí)閉環(huán)。
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