城市排水管网的检查井与雨水篦子，是保障排水系统通畅、防范路面积水的关键节点。然而，长期以来，井盖缺失导致的 “城市陷阱” 安全隐患、雨水篦子堵塞引发的内涝风险，一直是市政运维的痛点 —— 传统依赖人工巡检的管理模式，存在覆盖范围有限、响应不及时、隐患发现滞后等问题，难以适应城市精细化管理需求。通过智能化改造，整合感知技术、物联网传输、大数据分析，构建 “实时监测 — 自动预警 — 高效处置 — 闭环管理” 的运维体系，成为破解这一难题的核心方向，既能提升排水效率，又能筑牢城市公共安全防线。

一、智能化改造的核心目标与需求分析

在推进检查井与雨水篦子智能化改造前，需先明确改造的核心目标：一是实现 “隐患实时感知”，通过传感器自动捕捉井盖缺失、位移及篦子堵塞等问题，替代传统人工巡检的 “被动发现”；二是达成 “风险快速响应”，建立从预警信息生成到运维人员处置的分钟级联动机制，缩短隐患处置时间；三是构建 “运维数据闭环”，通过数据积累分析隐患高发区域与规律，为预防性运维提供依据。

从实际运维需求来看，两类设施的智能化改造需针对性解决差异化问题：检查井的核心风险是井盖缺失、位移（如车辆碾压导致移位）、井内积水溢出，需重点监测井盖状态与井内液位；雨水篦子的核心问题是落叶、垃圾堵塞导致排水能力下降，需实时监测篦子过流效率与周边积水情况。同时，改造方案还需适配复杂的户外环境 —— 检查井多位于车行道、人行道，需耐受车辆碾压与极端天气；雨水篦子分布密集（部分路段每 50 米即有 1 处），需控制改造成本与设备功耗，确保长期稳定运行。

二、检查井的智能化改造：从 “被动防丢” 到 “主动预警”

检查井的智能化改造以 “井盖状态监测” 与 “井内环境感知” 为核心，通过部署低功耗、高耐用性的智能设备，实现对井盖缺失、位移及井内积水的全天候监测，从根源上消除安全隐患、提升排水调度效率。

（一）智能井盖：构建井盖状态的 “实时哨兵”

传统井盖依赖人工巡检排查缺失，往往存在 “发现晚、处置慢” 的问题，而智能井盖通过集成状态传感器与无线通信模块，可实时上传井盖开合、位移、振动等数据，实现隐患秒级预警。其改造重点体现在三方面：

核心传感器选型：优先采用 “倾角传感器 + 振动传感器 + GPS 定位” 的组合方案。倾角传感器可监测井盖开合角度（当角度＞15° 时判定为异常开启或缺失），精度达 ±0.1°，避免因轻微晃动导致误报；振动传感器能捕捉车辆碾压导致的井盖松动（振动频率＞50Hz 时判定为松动），提前预警井盖位移风险；GPS 定位模块则可精准记录井盖位置（误差≤5 米），便于运维人员快速定位处置。例如，某城市在车行道检查井部署的智能井盖，当井盖因重型车辆碾压位移超过 10 厘米时，传感器在 3 秒内触发预警，通过 NB-IoT 网络将位置与异常类型上传至运维平台。

硬件耐用性设计：考虑到检查井多位于车行道，智能井盖需满足严格的物理性能要求：井盖本体采用球墨铸铁材质，承重等级达 C250（可承受 25 吨车辆荷载）；传感器模块封装在防水抗压外壳内，防护等级达 IP68，能耐受 - 30℃至 80℃的极端温度与井内潮湿环境；供电采用 “锂电池 + 太阳能辅助” 模式，锂电池容量≥10000mAh，单次充电可连续工作 18 个月以上，太阳能板则通过路面缝隙吸收光线补充电量，解决地下设施供电难题。

预警联动机制：当智能井盖监测到异常（如缺失、位移）时，运维平台会自动触发三级响应：第一级为 “平台预警”，在 GIS 地图上标注隐患位置，推送预警信息至辖区运维负责人手机端（含位置、异常类型、处置建议）；第二级为 “现场警示”，部分智能井盖内置声光报警器，当井盖缺失时自动发出红色警示灯与语音提示（如 “前方井盖缺失，请注意安全”），提醒过往行人和车辆；第三级为 “交通联动”，若隐患位于主干道，平台可同步将信息推送至交通管理系统，临时设置交通警示标志或引导车辆绕行，避免事故发生。例如，某市中心路段曾发生智能井盖缺失预警，平台在 1 分钟内完成信息推送，运维人员 15 分钟抵达现场安装临时井盖，全过程未造成安全事故，较传统人工发现处置效率提升 3 倍以上。

（二）井内环境监测：辅助排水调度与隐患预判

除井盖状态外，检查井内的液位、水质、气体浓度等数据，对排水系统调度与隐患预判同样重要。通过在井内安装小型化传感器，可实现对井内环境的实时监测：

液位监测：在检查井底部安装超声波液位计或雷达液位计（量程 0-5 米，精度 ±2mm），实时采集井内积水深度。当液位超过预设阈值（如距离井口 0.5 米）时，平台自动判定为 “积水溢出风险”，一方面推送预警至运维人员，安排疏通作业；另一方面将液位数据共享至城市排水调度系统，辅助调整下游泵站运行功率，避免管网满溢。例如，暴雨天气时，某区域检查井液位传感器监测到多个点位液位骤升，调度中心据此启动备用泵站，将管网排水能力提升 40%，有效缓解路面积水。

有害气体监测：部分深埋检查井内易积聚硫化氢、甲烷等有害气体，威胁运维人员安全。通过在井内顶部安装气体传感器（检测范围 0-100ppm，精度 ±1ppm），当气体浓度超标时，平台会提前预警，禁止运维人员无防护下井作业，并安排通风排气设备介入，保障作业安全。

管道堵塞预判：通过分析井内液位变化规律，可间接判断上游管道是否堵塞。例如，若某检查井在无降雨情况下液位持续上升，且周边检查井液位正常，平台可判定为上游管道堵塞，自动生成 “管道疏通工单”，避免堵塞扩大导致排水中断。

三、雨水篦子的智能化改造：从 “雨后清理” 到 “实时防堵”

雨水篦子的堵塞多由落叶、垃圾堆积导致，传统运维需在降雨后人工清理，往往错过最佳疏通时机，加剧内涝。智能化改造通过 “堵塞状态监测” 与 “周边积水感知”，实现对篦子堵塞的提前预警与精准清理，提升排水效率。

（一）篦子堵塞状态监测：精准捕捉堵塞风险

雨水篦子的智能化改造核心是监测其过流能力，通过两种技术路径实现堵塞状态感知：

流量差值监测法：在雨水篦子的进水口与出水口分别安装微型超声波流量计（量程 0-50L/s，精度 ±3%），通过计算 “进水流量与出水流量的差值” 判断堵塞程度 —— 当差值＜10% 时，判定为 “通畅”；差值 10%-30% 时，判定为 “轻度堵塞”；差值＞30% 时，判定为 “重度堵塞”。例如，秋季落叶高发期，某路段雨水篦子监测到进出水流量差值达 40%，平台立即推送 “重度堵塞” 预警，运维人员及时清理落叶，避免降雨时排水不畅。

图像识别监测法：在雨水篦子上方安装小型高清摄像头（带夜视与防水功能），通过 AI 图像识别算法自动识别篦子表面的垃圾堆积情况。算法可区分落叶、塑料袋、泥沙等不同堵塞物类型，并根据堵塞面积占比（如堵塞面积＞50% 判定为需清理）生成预警。同时，摄像头还可记录堵塞物堆积过程，辅助分析堵塞原因（如周边商铺倾倒垃圾、风吹落叶堆积），为后续管理提供依据。例如，某商业区雨水篦子频繁堵塞，通过图像监测发现是周边餐饮商铺倾倒厨余垃圾导致，运维部门据此联合城管部门加强监管，堵塞频次下降 60%。

（二）周边积水联动监测：延伸风险感知范围

雨水篦子堵塞的直接后果是周边路面积水，因此需将篦子监测与路面积水监测联动，形成 “点（篦子）— 面（路面）” 结合的感知网络：

路面积水传感器部署：在雨水篦子周边 2-3 米范围内的路面，安装小型化积水传感器（检测范围 0-500px，精度 ±1mm），实时监测路面积水深度。当积水深度超过 125px 时，平台自动关联周边雨水篦子的堵塞状态 —— 若篦子处于堵塞状态，优先调度人员清理篦子；若篦子通畅但积水仍上升，则判定为上游来水量过大，需启动应急排水设备。

多源数据融合分析：将雨水篦子堵塞数据、路面积水数据与气象数据（如降雨量、降雨强度）融合，构建积水风险预测模型。例如，当气象部门发布暴雨预警时，平台可根据历史数据预测易堵塞篦子点位，提前安排运维人员值守，实现 “雨前预防、雨中处置”。某城市通过该模型，在一次暴雨前提前清理了 30 处高风险雨水篦子，周边路面积水时长较往期缩短 80%。

（三）智能化清理设备配套

除监测预警外，智能化改造还需配套高效的清理设备，提升隐患处置效率：

小型化智能清理机器人：针对人行道、非机动车道的雨水篦子，可部署小型电动清理机器人（宽度＜1500px，续航＞4 小时），机器人搭载机械爪与负压吸污装置，能自动识别篦子位置，清理表面及内部浅层堵塞物（如落叶、塑料袋），并将清理的垃圾收纳至自带储物箱，减少人工劳动强度。运维人员可通过远程操控系统，指挥机器人在拥堵时段（如早晚高峰）对重点路段篦子进行巡回清理。

高压冲洗车联动：对于重度堵塞的雨水篦子，平台可自动调度高压冲洗车前往处置，并通过 GIS 导航规划最优路线。冲洗车配备的智能水枪可精准对准篦子缝隙，通过高压水流冲散内部堵塞物，同时车载传感器可实时反馈冲洗效果，确保堵塞彻底清除。

四、智能化改造的运维管理体系构建

智能化设备的部署需配套完善的运维管理体系，才能实现 “监测 — 预警 — 处置 — 评估” 的闭环，避免设备沦为 “数据孤岛”。

（一）统一运维管理平台搭建

构建市级统一的排水管网智能运维平台，整合检查井、雨水篦子的监测数据，实现三大核心功能：

数据可视化展示：在平台 GIS 地图上实时标注所有智能设备的位置与状态（如井盖正常 / 缺失、篦子通畅 / 堵塞），用不同颜色区分风险等级（绿色 = 正常，黄色 = 轻度风险，红色 = 重度风险），便于管理人员全局掌控。

工单自动生成与派发：当设备触发预警时，平台根据 “隐患类型 + 地理位置 + 运维人员排班” 自动生成电子工单，通过 APP 推送至责任人，工单包含隐患描述、处置要求、完成时限等信息。运维人员完成处置后，需上传现场照片或视频，平台审核通过后闭环工单，确保处置到位。

数据分析与决策支持：平台定期统计分析隐患数据，生成 “隐患高发区域热力图”“月度处置效率报告” 等，辅助管理人员优化运维策略。例如，通过分析发现某老旧小区周边雨水篦子堵塞频次是其他区域的 2 倍，运维部门可针对性增加该区域的巡检频次，或协调社区开展垃圾分类宣传，减少垃圾倾倒。

（二）运维人员能力适配

智能化改造后，需同步提升运维人员的技术能力：一方面，开展设备操作培训，确保人员掌握智能井盖安装、传感器校准、平台工单处理等技能；另一方面，配备智能运维工具（如手持终端、便携式检测设备），运维人员可通过手持终端接收工单、上传处置结果，通过便携式设备现场校验传感器数据，提升作业效率。

（三）成本与效益平衡

检查井与雨水篦子分布广泛，智能化改造成本需合理控制：一是优先选择 “低成本、低功耗” 设备，如采用 NB-IoT 通信（通信费用低至每年 5 元 / 设备）替代 4G，降低长期运行成本；二是分批次改造，优先对学校、医院、主干道等重点区域的设施进行智能化升级，再逐步推广至全城；三是探索 “以租代建” 模式，由第三方技术企业投资建设智能设备，市政部门按运维服务付费，减轻前期资金压力。

从长期效益来看，智能化改造可显著降低运维成本 —— 某城市试点数据显示，改造后的检查井与雨水篦子，人工巡检频次从每周 2 次降至每月 1 次，运维人员数量减少 30%，同时隐患处置及时率提升至 98%，因井盖缺失、篦子堵塞导致的内涝与安全事故发生率下降 90%，综合效益显著。

五、总结与展望

城市排水管网检查井与雨水篦子的智能化改造，并非简单的 “设备加装”，而是通过技术整合重构运维管理模式，实现从 “被动应对” 到 “主动防控” 的转变。通过智能井盖与井内监测设备，解决了井盖安全隐患与井内环境预警问题；通过雨水篦子堵塞监测与积水联动感知，提升了排水效率与内涝防范能力；再依托统一运维平台，构建数据驱动的闭环管理体系，最终实现排水管网运维的精细化、高效化。

未来，随着技术发展，智能化改造还将向 “更智能、更协同” 方向升级：一方面，AI 算法将进一步优化，如通过视频识别自动区分井盖缺失与正常开启（如运维人员开盖作业），减少误报；另一方面，将检查井、雨水篦子的监测数据与城市生命线监测平台、应急管理平台深度融合，当发生暴雨内涝时，可结合管网液位、路面积水数据，自动生成应急疏散路线，为城市安全运行提供更全面的支撑。