邳州市智慧排水系统建设探讨

陈铜和，朱润霞

（上海网波软件股份有限公司，上海，200090）

摘  要：针对邳州市排水发展和管理现状，分析排水管网精细化管理必要性，基于行业管理需求和部门业务管理要求，搭建邳州市排水地理信息平台，通过平台中三维展示、空间分析、监测预警、管网检测等方面技术应用，实现对城市排水管网高效管理和监控，为城市规划、建设和管理决策提供直观数据依据。

关键词：应急指挥、智慧排水、数字孪生、缺陷评估

1 项目背景

随着城市化进程的加快，导致城市排水压力增加；极端天气事件频发对排水系统运行造成极大影响；市政设施养护工作粗放，导致养护效率低下；雨污水管网混接问题给城区水环境治理带来极大困扰^[1]。

近年来，为有效解决城市排水问题，提升排水设施养护效率，邳州市持续推进雨污分流治理、污水管网升级改造、管网健康检测等工作，并借助物联感知、大数据分析、模型分析等技术对管网隐患进行预测预判，运用三维可视化分析技术，实现排水管网信息集成、建模、交互性分析、问题识别等应用，为实现排水管网数字化、精细化、智慧化管理奠定基础^[2]。

2 建设需求

2.1 管网运行监测

根据管网拓扑关系划分诊断分区，并布设监测点以覆盖各分区，确保监测数据的代表性和系统性，能够对排水系统运行状况进行动态实时监测，利用实时监测数据进行污染排放预警溯源、管网健康问题隐患问题、内涝风险治理等业务^[3]。

2.2 高效管理与运维

通过分析历史数据和实时数据，预测排水管网故障和维护需求，合理制定巡查养护计划，实现对排水管网的高效管理和运维^[4]。

2.3 系统诊断与评估

将管网运行监测分析与CCTV检测相结合，建立排水管网动态监管诊断新模式。系统动态模拟管网水位、流量变化趋势，与实测数据比对分析管网缺陷隐患，评估其严重程度，结合CCTV检测视频定位病灶点^[5]。

3 技术路线

邳州市排水地理信息平台的总体结构主要由实体监测对象、硬件资源层、数据接入层、数据集成层、基础服务层、业务应用层、系统表现层以及用户层组成。业务应用层设计采用“耦合小、内聚大”原则设计，满足不同用户群体按照业务管理需求对系统进行扩展和完善。                                               

3.1 GIS集成技术

利用地理信息系统(GIS)来映射和管理地下管网的地理数据，便于进行空间分析和规划。同时集成物联感知监测数据，将动态数据与静态数据融合，实时跟踪管网状态，快速定位管网异常点。

3.2可视化分析技术

通过三维可视化技术，可以将地下排水管网以直观的方式展现出来，使得管理者能够清晰地看到整个管网的布局和结构。利用三维模型，可以进行水流模拟和排水能力预测，帮助分析在不同情况下管网的表现。

3.3业务流程组件封装技术

运用业务流程组件封装技术将排水管网巡查、养护、维修等业务中的特定功能封装成独立、可重用的组件，通过输入输出接口实现数据流和业务流交互，提升业务流程的灵活性和可维护性。

4 平台应用亮点

一张图可视化展示：提供排水管网“一图总览”，包括管网地下空间分布展示、管网基础信息查询、管网拓扑关系分析、横断面分析、纵断面分析、管网隐患分布、维护和修复记录等，“一张图”了解管网全貌。

一张图展示

管网数据维护管理：管网数据维护管理是完善水务数据底板、确保管网系统长期稳定运行的关键环节，可实现管网数据在线编辑、数据纠偏、管网绘制、图层保存等功能，可对管网设备进行数据统计对比、轨迹分析，通过数据与空间位置的结合，实现管网数据的校准和维护管理。

在线绘图

 管网运行监测分析：通过管网运行监测数据分析，实时监控管网运行状态，一旦检测到异常情况，立即发出预警提示。包括管网实现监测、多时段管网动态分析、管网历史监测数据分析等功能。通过对运行监测数据深入分析，识别管网外水入侵、雨污混接区域，评估管道内污染物沉积和衰减情况，为管网维护长效管理提供依据。

污水溯源分析

管网维护长效管理：为确保管网在整个生命周期内的安全、可靠、高效运行，提供“巡检单元划分-巡检计划制定-人员现场巡检-巡检问题上报-问题处置-问题交办-问题反馈处理”等全流程、规范化排水巡检管理服务，可按照管理要求制定管网巡查计划，定期对管网进行检查和检测，及时发现并解决问题；基于巡查和检测结果，实施预防性维护策略，减少突发性故障和事故；并实现巡查维护的过程跟踪、结果分析、成效评估。

巡检单元划分

管网缺陷评估诊断：利用数学模型和在线监测数据，模拟管网水位、流量变化趋势，与实测数据比对分析管网缺陷隐患区域，下发管网检测任务。通过CCTV检测定位管网缺陷点，评定管道功能性缺陷、结构性缺陷等级，并记录检测过程中所有数据，通过深入分析检测结果，为管道养护和修复提供参考依据。

管网检测结果评估

参考文献

[1]曾焱,程益联,江志琴,李暨.“十四五”智慧水利建设规划关键问题思考[J]. 水利信息化, 2022(01): 1-5

[2]徐科威,王佳,李怀波,等.智慧化城市排水管网信息系统建设研究[J].智能城市，2023,9(02),102-105.

[3]成浩科,张亚洁,张浩,等.基于排水管网在线液位监测的管网运行状态诊断[J].中国给水排水,2024,40(10):107-113.

[4]闫明,王红武,刘志刚,等.城镇排水系统运行效能评价指标体系的构建与研究[J]. 环境工程学报, 2023, 17(10): 3124-3136.

[5] 刘沛. CCTV及QV技术在城市雨污水管网摸排检测中的应用[J]. 水利科学与寒区工程. 2023,6(01)

作者简介：陈铜和，男，硕士研究生，高级工程师，主要从事智慧水务信息化规划、顶层设计、软件平台研发等工作，通讯地址：上海市杨浦区隆昌路619号8号楼北区C01室，联系电话：13917397459，邮箱：chenth@wavenet.com.cn