Как группа компаний водного хозяйства снижает затраты и повышает эффективность с помощью допплеровских расходомеров

В условиях непрерывного роста требований к прецизионному мониторингу городских дренажных систем компания Yicai Technology реализовала инновационный проект бесконтактного доплеровского контроля расхода. Проект направлен на измерение скорости течения, уровня воды и сбор видеоданных в сложных условиях водоотведения, объединяя технологии бесконтактных измерений, видеоконтроля и удаленной передачи данных для обеспечения бесперебойной поддержки управления канализационными сетями и противопаводковыми мероприятиями.

Масштаб и технические вызовы проекта

Проект внедрен на ключевом узле общесплавного магистрального коллектора в центральном районе города, охватывая территорию около 18,6 кв. км. Основные параметры системы:

• Диаметр коллектора: DN1800.
• Расход в межень: от 0,18 до 0,35 м³/с.
• Пиковый расход во время ливней: до 2,6 м³/с.

Трубопровод постоянно находится в режиме неполного наполнения и подвержен заилению, наличию плавающих предметов, масляным загрязнениям и колебаниям притока. Ранее используемое контактное оборудование требовало частого обслуживания, не обеспечивало непрерывности данных и не отвечало современным требованиям диспетчерского управления.

Ключевые инженерные сложности

1. Колебания уровня воды: Эксплуатационный уровень варьируется от 0,20 до 3,65 метра, что требует точного измерения как при низких, так и при высоких уровнях.
2. Широкий диапазон скоростей: Скорость поверхностного потока падает до 0,04 м/с в межень и достигает 3,20 м/с в сезон дождей, предъявляя высокие требования к чувствительности датчиков.
3. Сложные условия монтажа: Глубина смотрового колодца составляет около 6,5 метров. Установка оборудования должна производиться без перекрытия потока и нарушения нормального водоотведения.
4. Загрязнение и несанкционированные сбросы: Наличие плавающих предметов и риск переполнения требуют не только измерения расхода, но и визуального контроля состояния.

Решение: Станция бесконтактного доплеровского мониторинга

Для решения поставленных задач была внедрена система Yicai Technology, состоящая из блока измерения скорости (24-ГГц доплеровский радар), блока измерения уровня воды, шлюза граничных вычислений и интегрированного видеомодуля.

Доплеровский блок измеряет скорость поверхности в диапазоне от 0,03 до 8,00 м/с с разрешением 0,01 м/с. Блок уровня воды обеспечивает точность ±0,01 метра в диапазоне до 5 метров. Расчет расхода производится методом «скорость-площадь» с учетом поправочных коэффициентов.

Интегрированная 2-мегапиксельная сверхчувствительная камера фиксирует изображения, распознает аномалии на водной поверхности и верифицирует эксплуатационное состояние объекта. Оборудование установлено на поперечной балке у горловины колодца с углом обзора радара около 25 градусов, синхронно охватывая измеряемую акваторию. Интервал дискретизации данных установлен на уровне 1 минуты, с усреднением на платформе каждые 15 минут.

Полевая калибровка и результаты эксплуатации

Перед запуском были проведены трехэтапные полевые калибровки в режимах низкой скорости, начала дождя и пика ливня. Технические специалисты выполнили синхронное сравнение с мобильными АДПС и ручными вертушечными расходомерами, настроив коэффициент поверхностной скорости в диапазоне от 0,85 до 0,92.

С момента ввода в эксплуатацию в апреле 2025 года по октябрь система работала непрерывно в течение 6 месяцев. Результаты демонстрируют высокую надежность:

Максимальная погрешность составила 6,8%, что укладывается в согласованный проектным заданием предел ±8%. Погрешность измерения уровня воды остается в пределах ±0,01 метра. Система стабильно распознает изменения поверхностной скорости порядка 0,05 м/с даже в режимах низких скоростей.

Видеоаналитика и экономический эффект

Функция видеоаналитики сыграла критическую роль в оперативной оценке ситуации. За время эксплуатации зафиксировано 17 нештатных событий:

• 9 случаев скопления плавающих предметов;
• 5 случаев риска переполнения при высоком уровне воды;
• 3 случая подозрения на несанкционированный сброс.

Среднее время от возникновения аномалии до оповещения на платформе составило около 28 минут, что обеспечило достаточный запас времени для выездных инспекций. Благодаря применению бесконтактного метода периодичность технического обслуживания снизилась с еженедельной до ежемесячной, а объем работ сократился примерно на 60%.