Как одна из водоканальных групп снижает затраты и повышает эффективность за счет применения доплеровских расходомеров
Внедрение бесконтактных технологий мониторинга в городских магистральных водоотводных каналах: от проблем заиления к точным данным.
С марта по ноябрь 2025 года в одном из городов третьей категории в Восточном Китае был реализован проект по применению бесконтактных доплеровских расходомеров для магистральных каналов общесплавной канализации. Компания Yicai Technology выступила техническим партнером, совместно с местным управлением водоотведения проведя модернизацию систем мониторинга расхода на 18,6 км магистральных каналов.
"Система охватывает водосборную площадь около 24,3 кв. км и обслуживает сложные объекты, включая старые жилые районы, подземные переходы и перехватывающие колодцы вдоль реки."
По состоянию на 30 ноября 2025 года система непрерывно работала 217 дней, накопив 237 тысяч достоверных измерительных данных с полнотой 99,2%. Время распознавания системой повышения уровня воды опережало ручное патрулирование на 8–14 минут.
Предпосылки проекта: Проблемы старых городских районов
Городская система водоотведения, построенная давно, сталкивается с серьезными вызовами. Магистральные каналы представляют собой преимущественно открытые конструкции шириной от 2,2 до 4,6 м. Из-за наличия ресторанов, строительных площадок и смешанных подключений в каналах постоянно накапливаются ил, жировые отложения и плавающий мусор.
Проблема контактных датчиков
- Заиливание и обрастание датчиков
- Абразивный износ оборудования
- Доля некорректных данных превысила 45%
- Потеря данных во время ливней
Требования заказчика
- Минимизация обслуживания (бесконтактный метод)
- Комплексные данные (скорость, уровень, видео)
- Интеграция с платформой диспетчеризации
- Высокочастотный сбор данных в паводок
Технические сложности измерения
Внедрение бесконтактных методов требует преодоления ряда трудностей, отличающих реальные каналы от лабораторных условий:
- Низкие скорости потока: В засушливые периоды скорость может составлять всего 0,05–0,12 м/с при слабой ряби.
- Поверхностные помехи: Дождь, плавающие предметы, пена и световые отражения могут искажать сигнал радара.
- Нерегулярность сечений: Разрушение откосов и поднятие дна из-за наносов требуют постоянного пересчета площади живого сечения.
- Условия установки: Ограниченное электропитание и экранирование сигнала под мостами требуют автономности (солнечные панели).
Решение: Интегрированная система мониторинга
Компания Yicai Technology предложила комплексное решение, объединяющее несколько технологий в одной станции:
24-ГГц Допплеровский радар
Измерение поверхностной скорости (0,03–15 м/с) без контакта с водой. Точность ±0,01 м/с.
26-ГГц Радарный уровнемер
Высокоточное измерение уровня воды (точность ±2 мм). Устанавливается на той же мачте.
Видеоидентификация
Камера сверхнизкой освещенности для визуальной верификации, обнаружения мусора и контроля качества данных.
Результаты эксплуатации
За период с мая по ноябрь 2025 года система продемонстрировала высокую надежность и эффективность:
Во время сильного ливня 16 июля 2025 года система автоматически активировала предупреждение за 20 минут до критического уровня, что позволило запустить насосы и предотвратить переполнение объемом около 8600 куб. м.
Ключевые факторы успеха
- Выбор точек: Установка на прямолинейных участках с хорошим обзором обеспечивает стабильность данных.
- Натурная калибровка: Определение коэффициента пересчета скорости (Ks) для каждого створа критически важно для точности расчета расхода.
- Видеоверификация: Интеграция видео позволяет отличать реальные изменения потока от помех (пена, мусор) и контролировать заиление.
- Трехуровневый аудит: Фильтрация на периферии + пороговые значения платформы + видео подтверждение минимизируют ложные срабатывания.
Перспективы технологии
Данный проект демонстрирует переход от единичных экспериментов к полноценной инженерной эксплуатации бесконтактных доплеровских расходомеров. Интеграция данных о скорости, уровне и видеонаблюдения создает надежную базу для управления рисками затоплений и оптимизации работы насосных станций.
В будущем развитие миллиметровых радаров и алгоритмов искусственного интеллекта позволит еще больше повысить устойчивость систем к помехам и приблизить мониторинг к концепции «цифровых двойников» городских водных сетей.
