姜 嵐，錢小聰，馬寅晨

（中冶華天工程技術(shù)有限公司“互聯(lián)網(wǎng)+”研究院，南京 210019）

0 引言

排水管網(wǎng)是城市排水系統(tǒng)的重要載體，是解決城市內(nèi)澇等問題的重要著力點(diǎn)。近年來，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，國內(nèi)外相關(guān)城市均不同力度地投入到智慧排水業(yè)務(wù)體系建設(shè)中。以國內(nèi)城市為例，深圳市已在“互聯(lián)網(wǎng)＋智慧水務(wù)”的總體規(guī)劃下建設(shè)并完成了排水全過程的智慧化管理；上海市通過智慧排水展向世人展示其“生態(tài)優(yōu)先”的智城理念；南京市早在2017 年就出臺(tái)了《南京智慧水務(wù)五年規(guī)劃》，并不斷在排水管網(wǎng)智慧化建設(shè)中加大力度。本文基于對(duì)國內(nèi)各城市排水管網(wǎng)智慧化運(yùn)營案例的深入分析，以及對(duì)相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，對(duì)城市排水管網(wǎng)智慧化運(yùn)營平臺(tái)的建設(shè)以及管網(wǎng)狀況綜合評(píng)估提出可行的設(shè)計(jì)方案。

1 排水管網(wǎng)運(yùn)營需求分析

城市排水管網(wǎng)是衡量一個(gè)城市基礎(chǔ)設(shè)施完善程度的重要指標(biāo)。往往城市發(fā)展水平越高，排水管網(wǎng)的復(fù)雜度就越高，這也就給排水管網(wǎng)的后期運(yùn)營提出了更高的要求，帶來了更大的挑戰(zhàn)。

城市排水管網(wǎng)因其自身的特點(diǎn)及受環(huán)境等因素的影響而對(duì)運(yùn)營提出了更高的要求，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）排水管網(wǎng)分布廣，所處環(huán)境復(fù)雜，需要實(shí)時(shí)、全面地了解管網(wǎng)的相關(guān)情況。

（2）排水管網(wǎng)的運(yùn)維事務(wù)繁雜，不同類型的排水管網(wǎng)運(yùn)維重點(diǎn)不同，需要一種輔助手段保障運(yùn)維事務(wù)有效、高效地執(zhí)行。

（3）排水管網(wǎng)問題難以用肉眼分辨，機(jī)器監(jiān)測(cè)成本高，需要一種分析模型對(duì)排水管網(wǎng)的狀況做輔助分析。

2 智慧化運(yùn)營平臺(tái)設(shè)計(jì)

排水管網(wǎng)智慧化運(yùn)營平臺(tái)的整體設(shè)計(jì)緊緊圍繞排水管網(wǎng)運(yùn)營需求的滿足而展開，下面分別從架構(gòu)設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)兩個(gè)角度闡述智慧化運(yùn)營平臺(tái)是如何設(shè)計(jì)的。

2.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)

與其他智慧城市業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)模式類似，排水管網(wǎng)智慧化運(yùn)營平臺(tái)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)模式為五橫四縱。具體架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 架構(gòu)設(shè)計(jì)

五橫主要包括感知執(zhí)行層、ICT 基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)中心層、業(yè)務(wù)中臺(tái)層和應(yīng)用服務(wù)層。五橫的設(shè)計(jì)從排水管網(wǎng)的數(shù)據(jù)獲取、存儲(chǔ)、處理與分析、業(yè)務(wù)結(jié)合和業(yè)務(wù)應(yīng)用等角度來展開各個(gè)層次的專項(xiàng)設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分散關(guān)注、松散耦合、邏輯復(fù)用等目標(biāo)。

四縱主要包括安全保障體系、運(yùn)維保障體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和實(shí)施規(guī)范體系。四縱的設(shè)計(jì)以安全為基礎(chǔ)要求，在滿足管網(wǎng)運(yùn)維保障的基礎(chǔ)上，通過對(duì)行業(yè)各項(xiàng)規(guī)范體系的標(biāo)準(zhǔn)化融合，由實(shí)施規(guī)范體系來指導(dǎo)平臺(tái)的總體建設(shè)。

2.2 主要功能設(shè)計(jì)

根據(jù)排水管網(wǎng)的運(yùn)營管理需求，智慧化運(yùn)營平臺(tái)以精細(xì)化管理為核心理念，通過對(duì)運(yùn)營事務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化和流程化來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)智慧化。所涉及的主要功能包括以下幾項(xiàng)：

（1）基于排水管網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可視化管理，即精細(xì)化管理中的排水管網(wǎng)運(yùn)維功能。該功能以一張圖的形式展示排水管網(wǎng)的全部信息，如類別、管徑、流向、流量等。

（2）基于運(yùn)維規(guī)范要求的工單化事務(wù)管理，包括精細(xì)化管理中的管網(wǎng)運(yùn)維、泵站運(yùn)維、設(shè)備運(yùn)維和檢查井運(yùn)維。該功能通過對(duì)運(yùn)營事務(wù)的細(xì)化與深入分析，以標(biāo)準(zhǔn)化和流程化的處理手段保證排水管網(wǎng)運(yùn)營事務(wù)得到有序、高效的執(zhí)行。

（3）基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和分析模型的排水管網(wǎng)狀況評(píng)估，即智慧化評(píng)估功能。該功能通過系統(tǒng)內(nèi)置的分析模型和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，能夠?qū)崟r(shí)定性分析排水管網(wǎng)的狀況，并根據(jù)相關(guān)要求發(fā)出警告與提示。

3 綜合評(píng)估研究

基于檢測(cè)技術(shù)的排水管網(wǎng)健康狀況評(píng)估技術(shù)已相對(duì)成熟，但是評(píng)估成本高、流程復(fù)雜，在評(píng)估的實(shí)現(xiàn)頻率上很難達(dá)到排水管網(wǎng)的運(yùn)維需要?；谄脚_(tái)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，融合工藝運(yùn)營過程中的經(jīng)驗(yàn)與方法，建立基于大數(shù)據(jù)分析的排水管網(wǎng)狀況評(píng)估模型，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)排水管網(wǎng)狀況的實(shí)時(shí)評(píng)估。對(duì)排水管網(wǎng)狀況的評(píng)估主要包括如下幾個(gè)方面：

（1）基于GIS 數(shù)據(jù)的拓?fù)浞治觯瑢?duì)排水管網(wǎng)的錯(cuò)接、混接、漏接等狀況做出科學(xué)評(píng)估。

（2）基于排水管網(wǎng)輸送能力計(jì)算的排水管網(wǎng)健康程度分析，對(duì)排水管網(wǎng)的滲漏、破損等做出指示性評(píng)估。

（3）基于流量與水質(zhì)分析模型，對(duì)排水管網(wǎng)雨污分流效果進(jìn)行評(píng)估。

4 結(jié)語

城市排水管網(wǎng)智慧化運(yùn)營整體解決方案已日漸成熟，但是，關(guān)于智慧化運(yùn)營平臺(tái)的細(xì)節(jié)性功能設(shè)計(jì)與處理仍是行業(yè)參與者需要不斷努力挖掘的重點(diǎn)內(nèi)容，這樣才能讓行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的地基更加堅(jiān)實(shí)。此外，作為排水管網(wǎng)運(yùn)營業(yè)務(wù)的輔助支撐手段，智慧化運(yùn)營平臺(tái)還應(yīng)持續(xù)致力于將工藝技術(shù)和業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)與信息技術(shù)充分融合的研究，利用信息技術(shù)解決行業(yè)痛點(diǎn)問題。文中提到的綜合評(píng)估即為其中一個(gè)重要方向，筆者還將繼續(xù)深入探尋。