陳銅和，朱潤霞

（上海網波軟件股份有限公司，上海，200090）

摘  要：針對邳州市排水發展和管理現狀，分析排水管網精細化管理必要性，基于行業管理需求和部門業務管理要求，搭建邳州市排水地理信息平臺，通過平臺中三維展示、空間分析、監測預警、管網檢測等方面技術應用，實現對城市排水管網高效管理和監控，為城市規劃、建設和管理決策提供直觀數據依據。

關鍵詞：應急指揮、智慧排水、數字孿生、缺陷評估

1 項目背景

隨著城市化進程的加快，導致城市排水壓力增加；極端天氣事件頻發對排水系統運行造成極大影響；市政設施養護工作粗放，導致養護效率低下；雨污水管網混接問題給城區水環境治理帶來極大困擾^[1]。

近年來，為有效解決城市排水問題，提升排水設施養護效率，邳州市持續推進雨污分流治理、污水管網升級改造、管網健康檢測等工作，并借助物聯感知、大數據分析、模型分析等技術對管網隱患進行預測預判，運用三維可視化分析技術，實現排水管網信息集成、建模、交互性分析、問題識別等應用，為實現排水管網數字化、精細化、智慧化管理奠定基礎^[2]。

2 建設需求

2.1 管網運行監測

根據管網拓撲關系劃分診斷分區，并布設監測點以覆蓋各分區，確保監測數據的代表性和系統性，能夠對排水系統運行狀況進行動態實時監測，利用實時監測數據進行污染排放預警溯源、管網健康問題隱患問題、內澇風險治理等業務^[3]。

2.2 高效管理與運維

通過分析歷史數據和實時數據，預測排水管網故障和維護需求，合理制定巡查養護計劃，實現對排水管網的高效管理和運維^[4]。

2.3 系統診斷與評估

將管網運行監測分析與CCTV檢測相結合，建立排水管網動態監管診斷新模式。系統動態模擬管網水位、流量變化趨勢，與實測數據比對分析管網缺陷隱患，評估其嚴重程度，結合CCTV檢測視頻定位病灶點^[5]。

3 技術路線

邳州市排水地理信息平臺的總體結構主要由實體監測對象、硬件資源層、數據接入層、數據集成層、基礎服務層、業務應用層、系統表現層以及用戶層組成。業務應用層設計采用“耦合小、內聚大”原則設計，滿足不同用戶群體按照業務管理需求對系統進行擴展和完善。                                               

3.1 GIS集成技術

利用地理信息系統(GIS)來映射和管理地下管網的地理數據，便于進行空間分析和規劃。同時集成物聯感知監測數據，將動態數據與靜態數據融合，實時跟蹤管網狀態，快速定位管網異常點。

3.2可視化分析技術

通過三維可視化技術，可以將地下排水管網以直觀的方式展現出來，使得管理者能夠清晰地看到整個管網的布局和結構。利用三維模型，可以進行水流模擬和排水能力預測，幫助分析在不同情況下管網的表現。

3.3業務流程組件封裝技術

運用業務流程組件封裝技術將排水管網巡查、養護、維修等業務中的特定功能封裝成獨立、可重用的組件，通過輸入輸出接口實現數據流和業務流交互，提升業務流程的靈活性和可維護性。

4 平臺應用亮點

一張圖可視化展示：提供排水管網“一圖總覽”，包括管網地下空間分布展示、管網基礎信息查詢、管網拓撲關系分析、橫斷面分析、縱斷面分析、管網隱患分布、維護和修復記錄等，“一張圖”了解管網全貌。

一張圖展示

管網數據維護管理：管網數據維護管理是完善水務數據底板、確保管網系統長期穩定運行的關鍵環節，可實現管網數據在線編輯、數據糾偏、管網繪制、圖層保存等功能，可對管網設備進行數據統計對比、軌跡分析，通過數據與空間位置的結合，實現管網數據的校準和維護管理。

在線繪圖

 管網運行監測分析：通過管網運行監測數據分析，實時監控管網運行狀態，一旦檢測到異常情況，立即發出預警提示。包括管網實現監測、多時段管網動態分析、管網歷史監測數據分析等功能。通過對運行監測數據深入分析，識別管網外水入侵、雨污混接區域，評估管道內污染物沉積和衰減情況，為管網維護長效管理提供依據。

污水溯源分析

管網維護長效管理：為確保管網在整個生命周期內的安全、可靠、高效運行，提供“巡檢單元劃分-巡檢計劃制定-人員現場巡檢-巡檢問題上報-問題處置-問題交辦-問題反饋處理”等全流程、規范化排水巡檢管理服務，可按照管理要求制定管網巡查計劃，定期對管網進行檢查和檢測，及時發現并解決問題；基于巡查和檢測結果，實施預防性維護策略，減少突發性故障和事故；并實現巡查維護的過程跟蹤、結果分析、成效評估。

巡檢單元劃分

管網缺陷評估診斷：利用數學模型和在線監測數據，模擬管網水位、流量變化趨勢，與實測數據比對分析管網缺陷隱患區域，下發管網檢測任務。通過CCTV檢測定位管網缺陷點，評定管道功能性缺陷、結構性缺陷等級，并記錄檢測過程中所有數據，通過深入分析檢測結果，為管道養護和修復提供參考依據。

管網檢測結果評估

參考文獻

[1]曾焱,程益聯,江志琴,李暨.“十四五”智慧水利建設規劃關鍵問題思考[J]. 水利信息化, 2022(01): 1-5

[2]徐科威,王佳,李懷波,等.智慧化城市排水管網信息系統建設研究[J].智能城市，2023,9(02),102-105.

[3]成浩科,張亞潔,張浩,等.基于排水管網在線液位監測的管網運行狀態診斷[J].中國給水排水,2024,40(10):107-113.

[4]閆明,王紅武,劉志剛,等.城鎮排水系統運行效能評價指標體系的構建與研究[J]. 環境工程學報, 2023, 17(10): 3124-3136.

[5] 劉沛. CCTV及QV技術在城市雨污水管網摸排檢測中的應用[J]. 水利科學與寒區工程. 2023,6(01)

作者簡介：陳銅和，男，碩士研究生，高級工程師，主要從事智慧水務信息化規劃、頂層設計、軟件平臺研發等工作，通訊地址：上海市楊浦區隆昌路619號8號樓北區C01室，聯系電話：13917397459，郵箱：chenth@wavenet.com.cn