От технических трудностей к успешной реализации: хроника проекта городской водопроводной сети
Практика управления: переход от реактивного аварийного ремонта к проактивному мониторингу
С января 2024 года по июнь 2025 года один из крупных городов Восточного Китая инициировал демонстрационный проект «Онлайн-мониторинг водопроводной сети и управление утечками». Этот кейс стал эталоном цифровизации старых городских сетей.
Ключевые результаты (после 18 месяцев работы):
- Уровень утечек: снизился с 18,7% до 12,3%
- Коэффициент разницы воды: упал с 21,4% до 15,8%
- Соответствие давления: выросло с 92,3% до 98,6%
- Качество воды: стабильно выше 99,95%
I Предпосылки проекта: Давление изношенных сетей
Центральный район обслуживает 2,18 млн человек. Инфраструктура строилась более 30 лет: средний возраст труб — 17,8 лет, а участки старше 20 лет составляют около 486 км. До начала проекта система сталкивалась с тремя критическими проблемами:
- Высокие утечки: Годовые потери достигали 28,4 млн куб. м (уровень утечек 18,7%).
- Неравномерность давления: В горных районах давление падало ниже 0,14 МПа, в низинах превышало 0,38 МПа.
- Качество воды: Жалобы на пожелтение и запах хлора из-за проблем со вторичным водоснабжением.
II Технические сложности: Данные и сигналы
Техническая оценка выявила четыре основных барьера. Во-первых, неполная документация: 12,6% атрибутов трубопроводов в ГИС были неполными. Во-вторых, слабый сигнал утечек из-за фонового шума транспорта и строительства в старых районах.
«В-третьих и четвертых, сложные режимы давления при колебаниях потребления свыше 40% и полная разрозненность данных между SCADA, биллингом и системами заявок делали невозможным комплексный анализ.»
Проектная группа поставила цель: «унификация координат, времени и показателей» для предотвращения создания новых изолированных массивов данных.
III Решение: Синергия зон DMA и мониторинга
Была применена стратегия «зонированный учет + онлайн-мониторинг + модельный анализ». Территория разделена на 76 независимых узлов учета (зоны DMA), охватывающих 92,4% площади.
Инфраструктура сбора данных
- 98 электромагнитных расходомеров (DN100-DN1200)
- 216 точек контроля давления
- 45 комплектов анализаторов качества воды
- 320 терминалов акустического мониторинга
Аналитическая платформа
Интеграция 5 типов данных (SCADA, GIS, Billing, Patrols, Tickets). Использование методов минимального ночного расхода, анализа «давление-утечка» и построения изобар.
IV Процесс реализации: 4 этапа
Инвентаризация (3 мес.)
Проверка 1860 км труб, корректировка 2380 колодцев, добавление 47 тыс. записей о материалах и глубине залегания.
Пилотная проверка (4 мес.)
Тестирование в 12 зонах высокого риска. Подтверждено 136 действительных аномалий, отработан процесс «онлайн-оповещение — заявка — ремонт».
Масштабное развертывание (6 мес.)
Запуск оборудования на оставшихся 64 зонах. Улучшение связи NB-IoT с 87,4% до 98,2% благодаря солнечным панелям и шлюзам.
Оптимизация моделей (5 мес.)
Создание модели оценки риска утечек (скоринг по возрасту, материалу, истории разрывов) и калибровка приборов.
V Анализ утечек: Локализация и контроль
Ядром проекта стало управление утечками через анализ минимального ночного расхода (MNF). Пример успешной локализации:
Кейс: Зона DMA 3-го уровня (Север)
Проблема: MNF составлял 34,6 куб. м/ч. Платформа зафиксировала аномалию 5 дней подряд.
Решение: Акустический мониторинг + корреляция указали стык трубы DN200 (глубина 2,3 м). Ошибка локализации всего 0,8 м.
Итог: Потери сократились с 640 куб. м/сут до 6,8 куб. м/ч. Экономия ~19 тыс. куб. м в месяц.
Дополнительно внедрен механизм разделения физических и коммерческих потерь, а также автоматическое снижение ночного давления в 32 зонах риска для предотвращения новых разрывов.
VI Мониторинг давления и качества
Давление
Тепловые карты давления обновляются каждые 15 минут. Выявлено 1265 оповещений о низком давлении.
Результат: В одном из жилых комплексов давление стабилизировано в диапазоне 0,20–0,24 МПа, жалобы снизились с 41 до 9 в месяц.
Качество воды
Контроль мутности (<0,5 NTU) и остаточного хлора (>0,10 мг/л). Летом 2025 года зафиксирован спад хлора в конечной точке.
Результат: Персонал провел промывку участка DN150 за 4 часа. Показатели восстановлены. Массовых инцидентов не допущено.
VII Итоговые результаты: Экономика и эффективность
По состоянию на декабрь 2025 года проект работает стабильно уже 18 месяцев. Общие инвестиции составили ~68 млн юаней.
| Экономия воды | ~9,2 млн куб. м / год |
| Финансовая экономия | ~19,3 млн юаней / год |
| Срок окупаемости | ~3,6 года |
| Разрывы труб (DN≥300) | Снижение с 9 до 3 в год |
| Время подтверждения утечки | С 48 часов до 8 часов |
Предприятие перешло от модели «ремонт по жалобам» к «превентивному реагированию на основе данных», сформировав замкнутый цикл: мониторинг → анализ → заявка → ремонт → проверка.
VIII. Заключение и перспективы
Данный проект демонстрирует, что мониторинг водопроводных сетей — это не просто установка датчиков, а глубокая интеграция активов, данных и бизнес-процессов. Для городов со старой инфраструктурой этот подход обладает высокой воспроизводимостью.
В будущем развитие пойдет в сторону цифровых двойников и интеллектуального диспетчерского управления. Город планирует расширить мониторинг на пожарные гидранты и оценку остаточного ресурса труб. Как отмечают специалисты Yicai Technology, водопроводные сети превращаются из «скрытых подземных сооружений» в количественно оцениваемые и прогнозируемые активы городской инфраструктуры.
