山科智能科技股份有限公司成立于1999年11月，是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的國家級高新技術(shù)企業(yè)。22年來山科致力于為水務(wù)企業(yè)提供專業(yè)、穩(wěn)定、可靠的技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)。公司以智慧水務(wù)為核心，目前已經(jīng)成功研制出表端智能傳感系列，智能水表整表系列，無線智能水表系列，超聲波水表系列、管網(wǎng)檢測監(jiān)控系統(tǒng)以及智慧水務(wù)軟件大平臺。

一、  產(chǎn)品技術(shù)名稱

供水管網(wǎng)滲漏預(yù)警監(jiān)測技術(shù) 

二、  產(chǎn)品技術(shù)適用范圍與目標(biāo)客戶

供水管網(wǎng)滲漏預(yù)警檢測技術(shù)通過采集供水管網(wǎng)的夜間聲波信息，通過NB-Iot傳輸技術(shù)每日定時將數(shù)據(jù)傳輸回服務(wù)器端并進(jìn)行管網(wǎng)滲漏情況分析，并給出相關(guān)預(yù)警狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)滲漏的預(yù)警。

系統(tǒng)通過吸附在閥門、消防栓或者管道上的滲漏預(yù)警儀，將水流通過管網(wǎng)產(chǎn)生的聲波值轉(zhuǎn)化為數(shù)值遠(yuǎn)傳回系統(tǒng)進(jìn)行分析，通過聲波數(shù)值的大小以及相關(guān)的干擾因素判定管網(wǎng)是否存在滲漏，對滲漏點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)定位，輔助水司聽漏檢漏工作，提升聽漏檢漏效率，助力降低管網(wǎng)產(chǎn)銷差。

本技術(shù)面向水務(wù)企業(yè)和水司單位。 

三、  產(chǎn)品技術(shù)簡介

1. 產(chǎn)品技術(shù)概述

（1）   硬件設(shè)備特點(diǎn)

• 聲波數(shù)據(jù)通過NB-Iot技術(shù)自動定時傳輸回服務(wù)器；

• 強(qiáng)吸鐵吸附式安裝，移動/永久式管道滲漏監(jiān)測；

• 可多探頭相關(guān)定位漏點(diǎn)；

• 低功耗產(chǎn)品，儀器使用壽命更長；

• 安裝調(diào)試及系統(tǒng)使用簡單，無需大量售后服務(wù)。

（2）   軟件架構(gòu)

該系統(tǒng)采用“微內(nèi)核+插件”的軟件架構(gòu)，以保證系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、二次開發(fā)和可定制性，使系統(tǒng)具有足夠的普適性，能夠適應(yīng)不同的應(yīng)用場景、業(yè)務(wù)環(huán)境和用戶需求。微內(nèi)核由核心框架和插件引擎兩部分構(gòu)成。核心框架是軟件運(yùn)行的基本環(huán)境，包括應(yīng)用程序的基本要素和基礎(chǔ)的模型工具，是系統(tǒng)的運(yùn)行時，通過擴(kuò)展點(diǎn)的形式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展。插件引擎是插件組織、管理和運(yùn)行調(diào)度的“宿主”，負(fù)責(zé)插件間通信和數(shù)據(jù)交換，提供插件擴(kuò)展集成機(jī)制。

插件分為基礎(chǔ)插件和擴(kuò)展插件。基礎(chǔ)插件實(shí)現(xiàn)圖片資料讀取、二次開發(fā)、批量處理腳本語言等通用功能，這些基礎(chǔ)插件提供擴(kuò)展點(diǎn)供新的插件使用，是系統(tǒng)的基本組成部分，也是擴(kuò)展的基礎(chǔ)；擴(kuò)展插件是通過基礎(chǔ)插件擴(kuò)展的插件，往往是為了實(shí)現(xiàn)某個業(yè)務(wù)功能而實(shí)現(xiàn)的插件，最終用戶也可以通過系統(tǒng)提供的二次開發(fā)功能進(jìn)行擴(kuò)展插件的實(shí)現(xiàn)。插件之間具有松耦合特性和動態(tài)擴(kuò)展特性，真正實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的“即插即用”。在微內(nèi)核的基礎(chǔ)上可通過插件擴(kuò)展新的圖像和數(shù)據(jù)格式的支持，可擴(kuò)展新的監(jiān)測產(chǎn)品、可擴(kuò)展新的信息提取參數(shù)和環(huán)境參數(shù)和不良信息檢測模型、可擴(kuò)展新的專題圖樣式和規(guī)范、可擴(kuò)展新的數(shù)據(jù)可視化效果等等。 

2. 關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用可行性

管網(wǎng)智能預(yù)警系統(tǒng)是應(yīng)用FSK-NB 預(yù)警儀通過監(jiān)控整個管網(wǎng)漏損區(qū)域、鑒別管網(wǎng)潛在的漏水區(qū)域、監(jiān)測管網(wǎng)漏水的產(chǎn)生過程變化，及時消除管網(wǎng)可能發(fā)生爆管隱患。其核心優(yōu)勢是：一旦發(fā)現(xiàn)區(qū)域有漏失，該設(shè)備能夠輔助檢漏人員快速定位漏點(diǎn)的位置。

管網(wǎng)智能預(yù)警系統(tǒng)通過采集供水管網(wǎng)的夜間噪音信息，并通過NB-Iot傳輸技術(shù)每日定時將數(shù)據(jù)傳輸回服務(wù)器端并進(jìn)行管網(wǎng)漏損滲漏情況分析，并給出相關(guān)預(yù)警狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)滲漏爆管的預(yù)警。系統(tǒng)通過吸附在閥門、消防栓或者管道上的滲漏預(yù)警儀，將水流通過管網(wǎng)產(chǎn)生的聲波值轉(zhuǎn)化為數(shù)值遠(yuǎn)傳回系統(tǒng)進(jìn)行分析，通過聲波數(shù)值的大小以及相關(guān)的干擾因素判定管網(wǎng)是否存在滲漏爆管，對滲漏點(diǎn)或者爆管點(diǎn)的進(jìn)行相關(guān)定位，輔助水司聽漏檢漏工作，提升聽漏檢漏效率，降低管網(wǎng)產(chǎn)銷差，實(shí)現(xiàn)爆管提前預(yù)警功能。業(yè)務(wù)流程圖如下：

管網(wǎng)智能預(yù)警系統(tǒng)由硬件FSK-NB預(yù)警儀、智能預(yù)警管理系統(tǒng)和APP三大模塊構(gòu)成。

（1）     FSK-NB預(yù)警儀

FSK-NB預(yù)警儀產(chǎn)品特點(diǎn)如下：

• 數(shù)據(jù)采集頻率高，漏點(diǎn)檢測準(zhǔn)確；

• 外部可選的各種天線確保信號的通信質(zhì)量；

• 成熟的漏損算法，避免了必須去現(xiàn)場的工作，節(jié)省成本；

• IP68完全密封潛水級；

• 所有的設(shè)備參數(shù)均可以通過遠(yuǎn)程進(jìn)行配置。 

（2）   智能預(yù)警管理系統(tǒng)（PC端）

監(jiān)控總覽：默認(rèn)顯示當(dāng)前日期所有設(shè)備數(shù)據(jù)，可通過設(shè)備區(qū)域選擇、日期選擇、設(shè)備編號、滲漏預(yù)警狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)等多維度條件進(jìn)行設(shè)備數(shù)據(jù)查詢。

可進(jìn)行設(shè)備詳情查看（包括預(yù)警值信息、音頻信息）以及獲取音頻指令發(fā)送。

滲漏預(yù)警：根據(jù)日期顯示當(dāng)前預(yù)警信息條目總覽，并包括生成工單以及忽略操作，同時可進(jìn)行日期、滲漏狀態(tài)、設(shè)備編號等維度篩選條件。

設(shè)備預(yù)警：顯示設(shè)備狀態(tài)總覽，包含設(shè)備離線、設(shè)備無數(shù)據(jù)、設(shè)備電壓低等狀態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，方便對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理。

漏點(diǎn)分析：對管網(wǎng)檢出漏點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計分析，區(qū)域漏點(diǎn)累計排行，分析漏點(diǎn)空間分布規(guī)律。

漏點(diǎn)檢出曲線：可按照區(qū)域、時間顯示漏點(diǎn)檢出數(shù)量曲線，分析漏點(diǎn)檢出時間分布規(guī)律。

設(shè)備關(guān)聯(lián)分析：可選定對比日期，選定多臺設(shè)備數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行疊加關(guān)聯(lián)分析，幫助探尋設(shè)備相關(guān)性分析規(guī)律。

設(shè)備離線分析：顯示選定時間范圍內(nèi)設(shè)備在線時間、離線時間分布。

漏點(diǎn)管理：漏點(diǎn)信息統(tǒng)計，包括該漏點(diǎn)相關(guān)設(shè)備編號、工單編號、信息來源、漏點(diǎn)大小、檢漏時間、漏點(diǎn)風(fēng)險等級、漏點(diǎn)位置等信息總覽。

多維度查詢功能：可通過設(shè)備編號、信息來源、漏點(diǎn)大小、檢漏時間范圍、管材、管徑、風(fēng)險等級等關(guān)鍵信息對漏點(diǎn)進(jìn)行篩選查詢。

漏點(diǎn)統(tǒng)計：漏點(diǎn)統(tǒng)計曲線圖展示。 

（3）   智能預(yù)警管理系統(tǒng)（APP端）

設(shè)備總覽：以GIS地圖展示探頭的位置、當(dāng)日數(shù)據(jù)以及告警狀態(tài)，點(diǎn)擊可進(jìn)行該探頭設(shè)備的具體操作，如導(dǎo)航、漏點(diǎn)上報、拆除、現(xiàn)場照片、預(yù)警記錄、拆除記錄、設(shè)備連接，右側(cè)可進(jìn)行各類狀態(tài)的探頭圖層展示控制。

設(shè)備導(dǎo)航：選擇設(shè)備進(jìn)行由當(dāng)前人員位置到設(shè)備位置的導(dǎo)航，選擇手機(jī)地圖進(jìn)行導(dǎo)航（百度地圖、高德地圖、騰訊地圖等）。

漏點(diǎn)上報：對管網(wǎng)檢出漏點(diǎn)進(jìn)行上報，填寫相關(guān)信息，如漏點(diǎn)類型、滲漏原因、漏點(diǎn)難度級別、漏點(diǎn)挖掘次數(shù)、漏點(diǎn)定位、漏點(diǎn)距離探頭距離、漏點(diǎn)部位、漏點(diǎn)個數(shù)、漏點(diǎn)大小估計、風(fēng)險等級、管材、管徑、現(xiàn)場圖片等。

設(shè)備調(diào)試：可在現(xiàn)場用手機(jī)與設(shè)備進(jìn)行藍(lán)牙短連接，用以當(dāng)NB通信不佳時現(xiàn)場的設(shè)備數(shù)據(jù)收取及相關(guān)參數(shù)調(diào)整。

滲漏預(yù)警、漏點(diǎn)統(tǒng)計等功能可與PC端同步。 

四、  產(chǎn)品技術(shù)節(jié)能環(huán)保效果

傳統(tǒng)的供水管網(wǎng)檢漏方法，主要依靠檢漏工在夜深人靜時攜帶聽音棒、檢漏儀等工具，徒步沿著管線用耳朵聽音判斷，工作質(zhì)量完全依賴檢漏工的業(yè)務(wù)技能，不僅效率低下也無法大規(guī)模推廣。而FSK-NB預(yù)警儀通過高頻記錄噪聲以建立噪聲曲線來快速報警不僅突破了這一限制，還改變了檢漏工夜間聽漏模式，使漏損率一直穩(wěn)定控制在低位運(yùn)行，消除了不少人工難以發(fā)現(xiàn)的隱患，同時在人才團(tuán)隊管理上不斷創(chuàng)新，有效解決了傳統(tǒng)檢漏崗位人員青黃不接的問題。

設(shè)備安裝時不需要新建閥門井或開挖路面，只需將底部強(qiáng)磁鐵吸附在已有閥門井的金屬管壁上即可，若管道為非金屬材質(zhì)，可將設(shè)備吸附在閥門外殼上。同時，設(shè)備探頭與通訊模塊采用分體式設(shè)計，若閥門井內(nèi)無水則可將通訊模塊套在探頭上一起安裝，若閥門井內(nèi)有水，則可將探頭吸附在管壁上，而通訊模塊可安裝在無水處。整套設(shè)備外殼抗老化、耐腐蝕、防銹經(jīng)久耐用。單只探頭探測半徑達(dá)300米，同時內(nèi)置上千種可能干擾到正常漏點(diǎn)聲音的其他聲波信息，可自動過濾干擾噪音，提升檢漏效率。 

五、  紹興上虞查漏案例介紹

紹興市上虞區(qū)，日供水量28萬噸，共設(shè)置探頭260顆，管網(wǎng)滲漏預(yù)警系統(tǒng)PC端和APP配合使用。為了配合檢漏工作，上虞水司成立了專門的漏損控制部門。其中2名工作人員專門負(fù)責(zé)探頭，由檢漏工配合，結(jié)合檢漏工作和檢漏計劃，去管道上放置探頭。探頭和管網(wǎng)滲漏預(yù)警系統(tǒng)上線后，配合人工檢漏，效果顯著。

通過連續(xù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會對探頭監(jiān)測上來的聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出預(yù)警值。對設(shè)備進(jìn)行分析，分為正常設(shè)備、預(yù)警設(shè)備、疑似設(shè)備、離線設(shè)備，若同一設(shè)備連續(xù)幾天都是在預(yù)警狀態(tài)下，則產(chǎn)生高危報警。系統(tǒng)可獲取探頭監(jiān)控的音頻，通過對預(yù)警及高危報警處的音頻進(jìn)行分析，確定是否為漏點(diǎn)。對于系統(tǒng)確定的報警區(qū)域，安排檢漏工去現(xiàn)場聽漏。

前期檢漏工多次巡檢未查出有漏，裝上探頭后，相鄰兩個探頭均產(chǎn)生預(yù)警，其中一個探頭連續(xù)5天預(yù)警值為99，另一個探頭預(yù)警值為74。

水司人員同我司人員分析，判斷出漏點(diǎn)的大概位置，然后在我司技術(shù)人員及檢漏工的配合下，確定出漏點(diǎn)的大概位置。使用挖掘機(jī)明挖，找出了漏點(diǎn)。

漏點(diǎn)管道情況為DN600水泥管道。

 漏點(diǎn)距離探頭實(shí)際位置位于兩個探頭中間，距離其中一個探頭約173米，另一個探頭約110米。具體詳見下圖。

 漏量：時漏水量約20噸，月漏水量約1.44萬噸，年漏水量約17.28萬噸。

現(xiàn)場相關(guān)圖片：探頭安裝及現(xiàn)場漏點(diǎn)。