泵站作为城市排水系统的 “动力核心”，其运行效率直接影响防汛排涝成效与能源消耗。传统泵站多依赖人工经验调度，存在抽排滞后、负荷不均、能耗过高的问题。智慧水务解决方案通过实时采集排水流量、水位数据，结合智能算法与联动机制，实现泵站运行从 “被动响应” 向 “主动预判” 转变，在保障排水安全的同时，最大化提升抽排效率、降低运维成本。

一、数据采集：构建全维度实时感知网络

精准优化的前提是全面掌握排水系统动态，智慧水务解决方案通过部署多类型监测设备，实现流量、水位数据的全域覆盖与实时采集。

（一）关键节点监测设备部署

在排水管网关键断面、泵站进水井、出水池及受纳水体（河道、管网）布设监测设备：采用电磁流量计、超声流量计实时采集排水流量，精度达 ±0.5% FS，覆盖不同管径管网的流量监测需求；通过雷达水位计、电子水尺监测管网水位与泵站池体水位，测量精度 ±1mm，可快速捕捉水位变化趋势。设备采用 NB-IoT、4G/5G 等无线通信技术，数据传输延迟≤30 秒，确保实时性。

（二）数据标准化与融合处理

监测数据统一接入智慧水务云平台，通过标准化协议（如 HJ 212、MQTT）实现格式统一，消除数据壁垒。平台对流量、水位数据进行实时清洗，剔除设备故障、水流扰动导致的异常值，同时结合降雨、管网拓扑、泵站参数等信息，构建 “流量 - 水位 - 工况” 三维数据模型，为后续优化决策提供数据支撑。

二、智能分析：算法赋能运行状态精准研判

智慧水务解决方案依托大数据与人工智能算法，对实时监测数据进行深度分析，精准判断排水系统运行状态，为泵站调度提供科学依据。

（一）排水负荷动态评估

通过实时流量数据计算管网瞬时负荷与累计排水量，结合水位数据判断管网拥堵程度。当监测到某区域管网流量持续上升、水位接近警戒值时，系统判定该区域排水负荷过载，自动标记为 “高优先级抽排区域”；当流量与水位稳定在安全区间时，判定为 “常规负荷”，按经济运行模式调度。

（二）抽排需求预判与趋势分析

基于历史流量、水位数据与实时降雨数据，通过机器学习算法建立预测模型，提前 1-6 小时预判排水流量峰值与水位上涨趋势。例如，当监测到上游降雨量达 50mm/h 时，模型可精准预测 1 小时后泵站进水流量将增长 30%，水位将上涨 0.8m，为泵站提前调整运行状态预留充足时间。

（三）泵站运行效率评估

实时监测泵站机组的运行参数（电流、电压、功率、扬程），结合流量、水位数据计算机组抽排效率与单位能耗。系统自动识别低效运行机组（如单位能耗高于平均值 15%），分析原因（如叶轮磨损、管路堵塞）并推送维护预警；同时对比不同机组的运行效率，为优化机组组合提供依据。

三、优化调度：实现泵站抽排智能联动

基于实时监测与智能分析结果，智慧水务解决方案通过动态调整泵站运行参数、优化机组组合，实现抽排效率最大化与能耗最小化。

（一）动态调整抽排参数

根据管网流量与水位变化，自动调整泵站机组的运行频率与启停状态。当管网负荷过载时，系统自动提升机组运行频率（如从 50Hz 提升至 60Hz），增加抽排流量；当水位降至安全区间时，降低运行频率至经济区间，避免能源浪费。对于多机组泵站，通过流量分配算法，将排水负荷均匀分配至各机组，避免单台机组过载运行，延长设备使用寿命。

（二）优化机组组合运行模式

根据抽排需求与机组效率评估结果，智能选择最优机组组合。例如，低负荷场景下，启动 1-2 台高效机组运行，满足基础抽排需求；中高负荷场景下，按 “高效机组 + 备用机组” 模式启动，确保抽排能力充足；极端暴雨场景下，启动全部机组满负荷运行，并联动周边泵站协同抽排，快速降低管网水位。

（三）跨区域泵站协同调度

当单一泵站抽排能力不足时，系统通过区域管网流量、水位数据联动周边泵站，实现跨区域协同抽排。例如，A 泵站监测到进水流量持续超设计负荷，水位逼近上限，系统自动指令下游 B、C 泵站提升抽排效率，分流 A 泵站的排水压力，避免局部积水。

四、实践成效与保障体系：确保优化方案落地见效

智慧水务解决方案通过数据驱动的优化调度，已在多个城市泵站改造项目中取得显著成效，同时需建立完善的保障体系确保长期稳定运行。

（一）核心实践成效

抽排效率大幅提升：通过提前预判与动态调度，泵站对管网积水的处置时间平均缩短 30%-40%，有效避免城市内涝。某南方城市改造后，汛期泵站抽排响应时间从 30 分钟缩短至 10 分钟，积水消退时间平均减少 2 小时。

能耗显著降低：通过优化机组运行参数与组合模式，泵站单位抽排能耗平均降低 15%-25%。某工业园区泵站改造后，年用电量减少 80 万度，节约电费 60 余万元。

运维成本下降：系统实时监测设备运行状态，提前预警故障隐患，减少非计划停机时间，设备维护成本降低 20% 以上；同时自动化调度减少人工干预，降低人力成本。

（二）长效保障体系

设备运维保障：建立 “远程监测 + 定期巡检” 机制，通过平台实时监控监测设备与泵站机组的运行状态，设备故障时自动推送预警信息，指导运维人员精准检修；定期对监测设备进行校准，确保数据准确性。

算法模型迭代：持续积累流量、水位、降雨等数据，定期优化预测模型与调度算法，提升预判精度与调度合理性，适配排水系统的动态变化（如管网改造、城市开发）。

应急响应机制：建立极端天气应急调度预案，当监测到超标准降雨导致流量、水位骤升时，系统自动启动应急模式，优先保障排水安全，联动应急部门发布预警信息，形成 “监测 - 调度 - 应急” 的完整闭环。

智慧水务解决方案通过实时监测排水流量、水位数据，构建了 “感知 - 分析 - 调度” 的智能运行体系，彻底改变了传统泵站 “凭经验、被动式” 的运行模式。这种数据驱动的优化路径，不仅提升了泵站抽排效率、降低了能耗与运维成本，更增强了城市排水系统的防汛应急能力。随着物联网、人工智能技术的不断发展，智慧水务解决方案将进一步实现泵站运行的 “无人化、自优化”，为城市水务管理提供更高效、更经济、更安全的支撑，助力建设海绵城市与智慧城市。