某水务集团如何通过供水管网监测实现降本增效
易彩科技完成某地级市供水管网智能化改造工程：基于多维监测的漏损控制与管网优化实践
近日，易彩科技（Ecolor Technology）顺利完成华东地区某地级市的供水管网智能化升级与监测工程。该项目直击城市供水系统在漏损控制、水压均衡及水质保障等维度的核心诉求，通过搭建全要素物联网监测体系与水力数据驱动模型，为当地水务运营提供了底层工程支撑。系统上线后，管网运行效率与供水安全性实现实质性跃升，也为国内同类存量管网改造提供了可复用的技术路径。
当前，国内城镇水务正经历从“重建设”向“重运维”的周期性切换。过去十年依赖管网扩张拉动增长的模式已触及天花板，水务企业考核重心全面转向产销差控制、吨水电耗与供水韧性。本次交付并非简单的硬件堆叠，而是对传统水务调度逻辑的深度重构。供水企业逐步摆脱粗放式管理，转向以数据为驱动的资产全生命周期运营。
一、存量管网老化倒逼管理升级，S市面临三重运维压力
S市作为华东地区重要的工业与居住节点城市，日均供水规模达65万吨，服务面积突破200平方公里。过去二十年，国内水务行业经历了大规模基建扩张。如今，行业周期已全面转入存量资产精细化运维阶段。国家发改委与住建部多次明确，到2025年城镇公共供水管网漏损率需控制在12%以内。S市老城区地下管网多敷设于上世纪八九十年代，灰口铸铁管与早期PE管材长期服役。材料疲劳、土壤电化学腐蚀与接口沉降叠加，导致管体微渗漏与暗漏频发。改造前，该市供水管网综合漏损率一度触及18.5%，显著高于现行管控红线。
- 高漏损成本黑洞：每流失一吨水，都意味着制水药剂、输配电耗及泵组折旧的无效消耗。水务企业面临“高产销差、低收益率”的结构性困境。
- 调度盲区风险：部分末梢管网及地势较高区域长期缺乏压力监测节点，形成数据盲区。水压频繁波动导致爆管风险攀升，二次供水设施运维滞后也直接威胁末梢水质安全。
- 水力工况失衡：局部压力过高会加速管材疲劳，夜间低流量时段的压力盈余更是加剧了暗漏。缺乏实时压力反馈的调度中心只能依靠经验设定泵站扬程，导致“一刀切”式加压普遍存在。
S市的困境在长三角同类老工业基地中极具代表性，存量管网的数字化体检与动态调优已成为破局刚需。
二、井下恶劣工况与数据孤岛，构成技术攻坚核心
项目进场勘察后，易彩科技工程团队梳理出三大核心瓶颈：
1. 历史资料断代
老城区地下管线交错纵横，历史竣工图纸缺失率高达30%。现有GIS系统无法准确反映管网实际拓扑关系与高程落差，直接制约水力模拟的初始精度。
2. 恶劣井下工况
供水阀门井常年处于无市电、高潮湿甚至汛期易积水的环境。常规传感器极易受潮短路，通信信号在地下密闭金属井内衰减严重。井下微环境存在复杂的冷凝水循环与杂散电流干扰。
3. 数据价值转化鸿沟
海量传感器回传的流量、压力、水质数据若缺乏专业算法清洗与机理模型支撑，仅停留在“数据看板”层面。水务调度人员难以从原始波形中剥离正常用水波动，更无法提前识别微漏演变为爆管的临界点。
三、“端边云”协同架构破局，DMA分区与算法模型深度融合
针对上述痛点，项目团队落地“多维物联感知+数字孪生分析”的闭环架构。硬件层采取规模化、高可靠部署策略。全市关键节点共安装450套高精度智能监测终端。
硬件层：高可靠部署
- 全覆盖监测：压力监测网络覆盖水厂出水总管、核心增压泵站出口、主干交汇点及典型末梢，实现分钟级至秒级高频采集。
- 水质在线追踪：精准锚定35个重点二次供水泵房及老旧小区接入点，实时追踪浊度、余氯、pH值等关键指标。
- 极致防护设计：所有终端采用IP68防护等级，内部全灌封工艺结合微功耗NB-IoT/4G双模传输模组。设备内置自适应休眠与事件唤醒逻辑，在恶劣井况下保障连续运行5年以上。
软件层：DMA与MNF算法
软件与算法层引入独立计量区（DMA）架构与夜间最小流量（MNF）分析模型。通过在主干管网加装高精度电磁流量计，系统以水力边界为基准，将全市管网物理划分为45个一级DMA分区与120个二级DMA分区。
MNF模型的核心在于识别“非正常用水”的流量基线。夜间2点至4点，居民用水趋近于零，此时管网流量若持续高于理论阈值，即可判定为物理漏损。
边缘侧完成数据清洗与异常初筛，云端负责长周期水力建模与策略优化。系统将漏点定位范围从“片区级”压缩至“管段级”，大幅缩短抢修队伍的排查半径，降低无效开挖成本。这种架构设计兼顾了实时性与算力经济性，使水力模型真正具备工程落地价值。
四、不停水施工与长周期基线标定，保障工程平稳落地
工程历时八个月，按管网普查、硬件施工、平台联调、并网运行四阶段稳步推进。普查阶段，技术团队引入探地雷达与声学相关仪，开展非开挖探测。作业重新测绘并修正近120公里核心管网的空间坐标与高程数据，补齐GIS底座短板。
关键技术亮点
- 声学相关仪：捕捉漏水产生的特定频段振动波，结合双点时差定位法，精准反演暗漏点三维坐标。
- 不停水开孔技术：采用快装式传感器支架，无需停水泄压即可贴合管壁，安装过程控制在30分钟内，最大限度减少对周边管网的压力冲击。
- 基线标定迭代：开展为期45天的基线数据采集，利用机器学习算法对历史工况进行回归训练，持续优化漏损识别阈值与压力预测参数。
人机协同的标定过程是智慧水务落地的核心。算法初期输出的预警工单需经现场复核，复核结果作为标注数据反哺模型。经过多轮迭代，系统对微漏信号的识别灵敏度显著提升，虚警率控制在3%以内。这种“数据驱动+经验校验”的闭环，确保了模型从实验室走向复杂工况的平滑过渡。
五、核心指标全面兑现，水务运营迈入精益化阶段
系统正式并网运行逾六个月，核心指标全面兑现设计预期：
由18.5%降至11.2%，年节约优质水资源约1750万立方米，直接挽回经济损失数千万元。
全网平均压力波动率下降，爆管事故率同比锐减42%，水泵综合能耗同步下降约8.5%。
在线监测系统全天候运行，成功拦截三次局部余氯异常衰减趋势，将水质风险消除在萌芽阶段。
抢修响应时间从过去的平均24小时缩短至2小时内，管网运维从“被动兜底”转向“主动干预”。压力精细化管理使泵组运行点始终贴近高效区，吨水电耗指标持续优化。
六、从被动抢修到预测性维护，智慧水务进入深水区
S市供水管网智能化改造的交付，验证了物联网底层感知、DMA水力分区与数据模型在现代水务管理中的工程价值。水务资产数字化并非简单的设备堆砌，而是“硬件高可靠+算法懂机理+业务强闭环”的系统工程。行业正在经历从经验调度向预测性维护的范式转换。
易彩科技将继续深耕工业物联网底层技术，强化边缘计算能力与专业水力学算法的深度融合。未来，企业将面向更广泛的智慧水务场景，提供标准化产品与定制化工程服务。通过打通感知层、传输层与业务应用层，助力城市供水系统构建韧性更强、能效更高、水质更优的现代化运行体系。
参考来源：住房和城乡建设部 - 城镇供水管网漏损控制及评定标准相关文件
