某水务集团如何通过排水管网监测实现降本增效:易彩科技智能化改造实录
面对极端天气频发与城市化加速的双重挑战,排水管网监测已成为水务集团实现降本增效的关键路径。易彩科技深度参与的东南沿海城市主城区排水管网智能化改造工程,通过部署非接触式毫米波雷达与NB-IoT技术,成功将城市防涝从“被动应付”转变为“主动防御”,显著提升了应急响应速度与管网运维效率。
项目背景:老城区地下水网的“超载”危机
该沿海城市地处亚热带季风区,年均降水量超1600毫米,汛期台风与强降雨叠加,给地下排水系统带来巨大压力。主城区老旧管网多建于上世纪九十年代,存在雨污混接、管线老化及淤积堵塞等普遍问题。
过去三年间,该区域发生超警戒水位内涝事件12起,部分路段积水深度超过50厘米,严重阻碍交通并威胁居民安全。为系统性解决这一难题,当地水务局启动了覆盖150公里主干管网、涉及35个易涝点的智能化改造项目。
核心目标:从“被动抢险”向“主动防御”转变
本项目旨在利用数字化手段,实现对地下水网运行状态的实时感知。管理决策不再依赖人工巡检和事后报告,而是基于海量、实时的监测数据做出预判和调度,从而大幅提升城市防涝减灾能力,构建真正的“韧性城市”。
技术难点:地下密闭空间的工程挑战
地下管网监测面临复杂流态下的高精度测量难题。排水管道多为非满管重力流,流速波动剧烈,且污水中常伴随垃圾、泥沙等漂浮物,传统接触式传感器极易被缠绕或堵塞导致失效。
此外,地下检查井常年处于接近100%的湿度环境中,且充满硫化氢、甲烷等腐蚀性气体,普通工业级设备往往数月即报废。加之厚重的井盖屏蔽无线信号且无法铺设市电,如何在低功耗、弱信号条件下实现稳定通信与供电,是项目成败的关键。
解决方案:构建多维度的物联感知体系
针对上述挑战,易彩科技提供了基于非接触式测量与边缘计算技术的综合方案。在数据采集端,采用自主研发的毫米波雷达液位计与多普勒超声波流量计,彻底规避了杂物缠绕风险,即使在非满管、低流速状态下也能保障流量数据的精准度。
智能通信与长效续航设计
设备整体采用IP68最高等级防尘防水设计,外壳经特殊防腐处理以抵御硫化氢侵蚀。通信模块选用NB-IoT窄带物联网技术,具备广覆盖、强穿透特性,确保在信号屏蔽严重的地下井室也能稳定上传数据。
结合边缘计算算法,系统采用“智能休眠+事件触发”模式。常规状态下每日上报一次,一旦检测到降雨或液位突变,自动提升至每1-2分钟高频上报。这种策略使单组高能微孔锂电池寿命长达3至5年,大幅降低了运维成本。
实施过程:从节点选址到平台并网
项目实施历时四个月,首先利用水力模型分析精准筛选出120个关键监测节点,包括主干管交汇处及易涝片区上游来水点。随后,工程团队采用模块化支架系统,将传感器集成预制,单套设备安装时间控制在45分钟以内,极大提高了施工效率。
最后阶段进行系统联调,前端数据通过NB-IoT实时回传至“智慧水务一张图”平台。经过两周的压力测试,模拟暴雨与潮汐工况,数据显示网络丢包率低于0.5%,测量误差控制在2毫米以内,完全满足工程设计要求。
应急响应速度提升
响应时间由平均2小时压缩至15分钟。
成功避免3处主干道严重积水,保障早高峰交通。
管网健康量化评估
精准定位4处严重淤堵段和2处雨污串管点。
为非开挖修复提供支撑,避免盲目开挖浪费资金。
最终效果:数据驱动的防涝体系成效显著
该系统已平稳运行超过一个汛期。在7月台风强降雨期间,系统提前40分钟发出内涝预警,市政排涝泵车根据精确定位直接开赴隐患点,展现了数据驱动决策的巨大价值。
通过对连续三个月数据的拟合分析,管理部门发现了人工巡检难以察觉的问题,为后续修复工程提供了精准支撑。该项目的成功验证了高精度物联传感技术在复杂地下环境中的可靠性,证明了地下管网完全可以从“盲区”变为“透明”。