伴隨城市化進程,我國城市新增管網規模日趨擴大,老舊管網年久失修,給城市建設和安全帶來較大隱患。數字管網作為未來城市的基礎設施,能夠幫助我們守護好“城市生命線”,實現管線運行狀態的智能感知與監控,具有廣闊的應用前景與極高的重要性。
在“2024(第十六屆)上海水業熱點論壇”上,上海市水務局“供排水管網系統數字化應用工程研究中心”主任/上海萬朗水務科技集團有限公司董事長、高級工程師樊雪蓮作了題為“排水管網系統數字化應用與思考”的發言。
她指出,排水系統要想高質量發展,離不開數字的賦能。數字管網是智慧排水的核心,而數字管網的重點又在數據底板上,地基決定層高,數據底板就像大廈的地基一樣重要,沒有詳實準確的數據底板很難做好數字管網、數字排水。
樊雪蓮
城市管網亟待科學有效的數字化管理
當前城市排水、水環境治理面臨的諸多問題,都離不開管網。 城市管網問題是排水系統問題的核心。樊雪蓮重點介紹了上海市在這一領域的具體行動,她引用了上海市委書記陳吉寧在中央第一生態環境保護督察組督察上海市情況反饋會上的發言,陳書記強調污水收集處理要堅持系統觀念,加強“廠站網”一體化建設和運維,加快推進雨污混接整治和管道修復。當前,上海正在如火如荼地開展這項工作。
關于排水管網數字化管理的問題,陳書記也早在2010年出版的《城市排水管網數字化管理理論與應用》一書中,就有如下前瞻性觀點:如果我們不能對龐大復雜的地下排水管網進行科學有效的數字化管理,僅靠選擇排水體制和建設大量排水管網來解決城市排水管道問題是不經濟,不現實的。這段話深刻揭示了現代城市水環境治理中數字化管理的重要性和必要性。
建設數據底板 挖掘數據價值,數字管網中心應時成立
基于當前的實際問題和政策導向,今年8月28日,上海水務局“供排水管網系統數字化應用工程技術研究中心”成立了,中心由上海萬朗水務科技集團作為該中心的主任單位,聯合上海城投水務集團、上海市政工程設計研究總院、同濟大學等多家單位及國內外頂尖專家團隊,通過跨學科、跨專業、跨行業的緊密合作,解決城市管網系統建設中的復雜問題,推動數字管網的技術創新與發展,對標國際領先水平,為上海乃至全國的數字管網、數字水務、數字中國建設貢獻力量和智慧。
右圖為8月28日樊雪蓮在中心成立大會上致詞
中心的定位和目標明確,即“一個中心、兩個貫通,三網融合、四輪驅動、五位一體”,以數據為抓手,提供全過程數據管理下的規劃、建設、管理、養護、運維服務的系統解決方案。中心工作思路圍繞“數據”展開,從“數據底板”、“數據率定”、“數據仿真”、“數據管理”及“數據服務”,最終實現真正的“數據價值”。
聚焦三大領域 數字管網中心的創新與價值
在創新與任務實行方面,中心聚焦于三個核心領域來推進工作,分別是:數據臺賬、健康監測和智慧管理。
數據臺賬尤為重要,涵蓋了現場排查、勘測、診斷、數據的采集與校核、分析與判斷、展示與應用等若干環節。大家都知道,我們的管網系統乃至排水系統錯綜復雜、底數不清、問題繁多,盡管當下已經擁有較多的技術和人才,但因家底數據的完整性、準確性及更新的及時性等問題的存在,導致模型、算法、智能管控等難以實現。因此,構建完整準確的數據底板至關重要。
但在實際操作中面臨兩個問題:一方面,具備排查能力的專業人員缺乏信息化、數字化的理念和技術;另一方面,擅長信息技術的人員則缺乏一線排查的專業經驗。這就有了構建復合型團隊的需求,既能深入現場專業排查又能熟悉信息化、數字化的技術,實現從排查到方案,從數據到平臺智慧管理的無縫銜接。為此,萬朗集團自2017年起就開始打造這樣的團隊,打磨數據臺賬的關鍵技術,優化管網數據采集,提升數據維護效率,強化管網數據應用,為數字管網、數字水務的全面發展奠定堅實基礎。
數據臺賬工作還包括了云邊協同能力體系的建設。通過整合數據獲取、展示、分析與賦能四大環節,將排查、系統、平臺與臺賬更新有效融合,對具體業務賦能,以提供企業數字化、智慧化轉型的基礎平臺。
大量的數據采集并經過有效核準后,可以運用模型和算法對數據進行深入分析,以判斷識別如外水入侵、管網混接、管道破損、河道倒灌及水環境污染等問題,為管網系統的健康管理、雨污混接整治、水環境提升、排水系統的提質增效、道路安全管理、城市防汛等提供建設管理的決策依據。
數據臺賬的亮點和創新點在于其結合了上海市水務局2023年發布的雨污混接技術導則,和團隊多年積累的排查經驗,并借鑒了日本先進的云臺賬管理技術,形成了獨特的“萬朗普查工作手冊”。此外,還開發了一種名為“智能金箍棒”的多功能普查工具,本產品通過集成化設計,集成獲取排水井窖、泵站內水深、泥深、管網管徑、埋深、井深等多種數據,數據實時上傳后臺,簡化了排查流程,減輕了排查工作量;相關數據均由設備讀取和儲存,無需人工讀取或錄入,提高了測量精度;數據自動掛接,提升工作效率,解決多檢測工具數據成果共享交互難的問題;內置云邊協同的智能算法,減輕數據審核校對工作量;后臺GIS同步修正,實現管網數據進得來,出得去,用得好的效果。
健康監測是中心的第二項重點任務,主要關注的是管網系統及其配套設施、設備的健康狀態。不同于常規的液位、水量、流速和水質等運營數據的監測,這里強調的是管道及設施設備自身的健康監測,包括管道的沉降、滲漏、損害、變形、腐蝕、溫度、壽命、結構變化等狀況的檢測分析。通過監測可以深入了解管道及相關設備的實際使用狀況、預估剩余壽命,并識別存在的缺陷風險。目前國內專門從事這方面研究的機構很少,我們團隊自2014年以來已有很好的技術積累多項發明專利和案例經驗。
編輯:趙利偉
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