在城市排水系统运行中,监测盲区是长期困扰水务管理的核心痛点 —— 老旧管网覆盖不足、复杂地形监测失效、数据传输中断等问题,往往导致内涝预警滞后、管道破损漏检、污染溯源困难,直接影响排水系统的安全稳定运行。智慧水务解决方案以 “感知 - 传输 - 分析 - 应用” 全链条数字化能力为支撑,通过技术创新与场景适配,从根源上破解监测盲区难题,为排水管理提供全方位、无死角的智能支撑。
一、痛点拆解:排水监测盲区的核心成因与危害
排水监测盲区的形成并非单一因素导致,而是地形条件、设施老化、技术局限等多重问题的叠加。从城市核心区到城乡结合部,从地下管网到河道末梢,盲区主要集中在三类场景:一是老旧城区管网密集且埋深较大,传统监测设备难以安装且信号易受干扰;二是城乡结合部、乡镇地区排水设施分散,监测点位覆盖率低,存在大量 “监测真空带”;三是跨区域流域排水系统缺乏协同监测机制,上下游数据割裂,形成跨区域监测盲区。这些盲区直接导致水务部门无法实时掌握管网运行状态,汛期无法精准预判内涝风险,管道破损渗漏不能及时发现,污水偷排行为难以追溯,不仅影响城市水环境质量,更对居民生活安全构成潜在威胁。
二、技术赋能:智慧水务解决方案的盲区填补逻辑
智慧水务解决方案针对不同类型的监测盲区,构建了 “精准感知 + 灵活部署 + 稳定传输 + 智能分析” 的全流程解决方案,通过技术适配性突破传统监测的局限。
在感知层,解决方案采用 “固定监测 + 移动监测 + 应急监测” 的立体化监测模式,填补点位覆盖盲区。针对老旧城区管网密集、安装空间有限的问题,选用小型化、低功耗的液位传感器、流量传感器和水质传感器,通过壁挂式、嵌入式等灵活安装方式,在狭窄管网空间内实现精准监测;对于城乡结合部等监测点位不足的区域,部署便携式移动监测设备和无人机巡查系统,结合卫星遥感技术,实现大范围、低成本的动态监测,快速填补 “监测真空带”;在汛期等特殊时段,启用应急监测车和浮标式监测设备,对易涝点、跨区域汇流点进行临时强化监测,避免突发情况下的监测缺位。同时,传感器类型全面覆盖液位、流量、pH 值、化学需氧量、氨氮等关键指标,确保监测数据的全面性。
在传输层,采用 “5G+NB-IoT+LoRa + 卫星通信” 的多网络融合传输技术,解决信号覆盖盲区问题。针对地下管网、偏远地区等信号薄弱区域,利用 NB-IoT 和 LoRa 技术的低功耗、广覆盖优势,实现监测数据的稳定传输,即使在地下数十米的管网环境中,也能保障信号不中断;对于跨区域流域等大范围监测场景,通过 5G 网络实现高清数据、视频流的快速传输,结合卫星通信技术,解决偏远地区无地面网络覆盖的问题,确保监测数据 “全域互通”。同时,建立数据传输加密机制和断点续传功能,避免数据丢失,保障传输稳定性。
在数据层,通过边缘计算 + 云端平台的协同处理,破解数据整合盲区。解决方案构建统一的智慧水务云平台,将不同区域、不同类型的监测设备数据进行集中接入,打破 “数据孤岛”,实现跨区域、跨部门的数据共享。针对上下游流域监测数据割裂的问题,平台建立流域协同监测模块,整合上下游、左右岸的监测数据,形成全流域排水系统的 “数据一张图”,让水务部门清晰掌握全流域运行状态;同时,利用边缘计算技术,在监测终端本地进行数据预处理和初步分析,减少云端算力压力,实现数据实时分析与快速响应,避免因数据处理延迟导致的监测滞后。
在应用层,依托 AI 算法和数字孪生技术,填补决策支撑盲区。通过机器学习算法对监测数据进行深度分析,建立管网运行状态预警模型,能够自动识别液位异常、流量突变、水质超标等异常情况,并及时发出预警信号,助力水务部门提前预判风险;利用数字孪生技术构建排水管网虚拟仿真系统,将监测数据与虚拟模型实时联动,模拟管网运行状态,精准定位堵塞点、破损点的具体位置,为运维抢修提供精准指引;同时,平台支持自定义监测阈值和预警规则,适配不同区域、不同类型管网的运行特点,让监测更具针对性。
三、场景落地:解决方案的实际应用成效
智慧水务解决方案的盲区填补能力已在多个实际场景中得到验证。在某老旧城区改造项目中,通过部署小型化、低功耗传感器,在狭窄管网空间内安装监测点位 300 余个,实现了老旧城区管网监测全覆盖,原本无法监测的地下深层管网,现在能够实时传输液位、流量数据,汛期内涝预警响应时间从原来的 1 小时缩短至 15 分钟,有效提升了内涝防控效率;在某跨区域流域治理项目中,通过多网络融合传输技术和云平台数据整合,实现了上下游 3 个城市的排水监测数据协同共享,原本割裂的跨区域监测盲区被打破,水务部门能够实时掌握全流域管网运行状态,污水偷排溯源时间从原来的 3 天缩短至 2 小时;在乡镇地区排水监测项目中,通过便携式移动监测设备和无人机巡查系统,仅用传统监测成本的 30%,就实现了乡镇区域 80% 以上排水设施的动态监测,填补了农村地区的监测空白。
四、未来展望:持续优化的盲区填补能力
随着技术的不断迭代,智慧水务解决方案的盲区填补能力将进一步升级。未来,将通过 AI 视觉识别技术,实现对管道内部堵塞、破损情况的可视化监测,进一步提升监测精准度;结合数字孪生与大数据分析,构建更精准的管网运行预测模型,实现 “预测性监测”,提前规避潜在风险;同时,推进监测设备的国产化、智能化升级,降低设备部署和维护成本,让智慧监测技术惠及更多区域,最终实现排水系统 “全域无盲区、全程可监测、全时可预警” 的管理目标。
智慧水务解决方案通过技术创新与场景适配,从点位覆盖、信号传输、数据整合到决策支撑,全方位破解排水监测盲区难题,不仅提升了排水管理的精细化水平,更为城市水环境治理和安全运行提供了坚实保障,成为新时代水务管理的核心支撑力量。