國內首創糞井液位在線監測系統

李延濤

環境衛生代表著一個城市的文明程度。這其中，公共衛生間糞便消納是一項重要內容。本文介紹了北京市朝陽區環境衛生服務中心研發的糞井液位在線監測系統的特點、作用、意義和發展方向。

該系統是朝陽環衛2015年研發的智能化項目，投入運行以來平穩良好，開創了國內同行業先例，為“智能環衛”可持續發展打下了良好的基礎，在國內同行業發揮了示范和引領作用。

一、傳統抽運模式明顯滯后，不能滿足“大環衛”發展要求

糞井液位在線監測系統采用先進的超聲傳感器系列技術，可對公共衛生間糞井液位高度、氣體成分和液體含量進行在線監測和成分分析，通過掌握各地區的如廁量，為管理部門提供數據，以便合理安排作業車輛，及時進行抽運作業（圖1）。

在環衛作業的服務鏈中，涉及居民群眾最多的問題是公共衛生間的服務工作。公共衛生間大多建于居民小區、街道等人流密集的地段，一般配有液體沖洗或發泡處理設施。公共衛生間的排放物大都進入糞井管道，部分直通市政管線。傳統的抽運模式主要以溝通為主，糞井預滿時通知作業人員進行抽運，或者根據如廁量計算出固定的時間，安排車輛進行抽運。由于傳統的抽運模式較為單一，通過人為控制因素，進行日常作業，因此在溝通方面極易出現時間上的偏差，導致糞井滿冒。特別是在雨季時節，時常出現漲滿現象，影響環境衛生。

二、系統模式的技術優勢

糞井液位在線監測系統可以準確無誤地監測糞井液位高度、體積，分析固廢物含量和氣體成分。該系統的設備整體由XZHI-ULCG-05M-1型GPRS無線液位檢測系統和XZHI-ULCG-05M-1型液位變送器，由XZHI-ULCG-05M-1型GPRS數據記錄儀兩部分構成，測量精度保持在1.0%-3.0%左右，分辨率為5mm，可在單獨供電的狀態下維持12個月。此外，設備整體的環境適宜溫度為-30至60℃，防護等級為IP68，可在48至72小時浸水后正常工作。主機和電源采用IP68防護技術，壁掛式活動支架。其最大特點一是采用非接觸式、高性價比、易于安裝維護的液位監測終端，無需接觸介質即可滿足糞井液位的測量要求；二是不受糞井內易燃和易爆氣體影響，在易腐蝕性等惡劣條件下仍能保持正常工作，不會對糞井造成安全隱患。

非接觸式測量優勢。在城市的市政管網中，糞井需要間隔一段時間后清淤，清淤過程的常見方式是使用長柄污泥勺來挖取糞井底部的淤泥。在清淤的過程中，作業人員是不會注意保護水下設備的，即使使用抽水車上的橡膠管來抽取污泥，也會把糞井中的設備吸進管道。因此，如果采用接觸式的測量方式，與污水接觸的部分就會被損壞。

非接觸式測量安全可靠。市政管道經過一段時間后就會積累一定數量的污泥、砂石、垃圾等，現有的清理方式大多使用高壓水槍，把管道內的污泥、垃圾等沖洗到糞井內，或是機械清理，用纜繩拉動與管道直徑相符的清理機械，把管道內的污泥、垃圾等排到糞井內。這兩種方式都會對接觸式測量設備造成損壞，以致報廢率始終居高不下。

非接觸式測量設備單獨供電。市政管道和糞井大多建在道路上，設備供電如果使用市電供電，需要連接電纜，即把電纜從糞井內抽出來后再與路邊的供電電纜連接，損壞率可想而知。如果在糞井內布設專用供電電纜，不僅費用高昂，而且考慮到定期的清淤需要，一旦電纜受損，對作業人員極易造成傷害。此外，國內一些城市還有采用野外常用的太陽能供電方式，但是也因為以上原因，無法在市政管網上使用。所以，使用電池對其進行單獨供電既提升了安全系數，又確保了檢測質量。

糞井液位檢測設備采用的是超聲波物位儀、距離變送器，特點是設備占用空間小，集超聲波傳感器、溫度傳感器、超聲伺服電路、變送電路為一體，整機電路緊湊、簡潔，內部信號隔離輸出更適合工況，因此具有良好的穩定性和可靠性。一旦糞井出現滿冒，設備不再進行測量并進行自我保護，同時仍能正常發出報警提示，即在系統中可以區分不工作的設備是由于滿冒還是故障造成。

在系統在線檢測的通訊設備中采用了中間件技術，系統被分為應用層、業務處理對話層、通訊層三部分，實現了多種無線通訊方式的混合接入。入網的移動目標和固定目標可以根據自身特點，選擇采用Internet， GPRS/3G數據傳輸方式。對于監控中心的應用處理模塊，通訊方式更加透明化，同時具有多模塊接入優點。糞井液位采集設備支持GPRS/3G數據傳輸方式，由于采用了可靠的數據傳輸方式的系統監控模塊，確保了糞井液位采集設備正常穩定工作。

適應多角度組合操控。糞井液位在線監測系統具有較強的生命力和開放性，遵循當前業界普遍認可的、先進的技術理念和國際標準，以適應動態發展的需求，即最大限度地利用計算機網絡、設備和軟件，滿足了其他運行管理系統的操作要求和特性。

此外，按照系統分析、統籌規劃的理念，對系統終期容量及網絡發展規劃進行方案設計，提供高擴展性，確保系統在性能、功能上的可擴展性，滿足不同業務需要，并方便今后進行其他業務系統的擴展和再開發。

三、為實現“大環衛”作業信息化進行了有益探索

截至目前，糞井液位在線監測系統已成功安裝、平穩運行了數座公共衛生間的糞井，通過數字傳導、智能梳理，有效利用科技手段進行抽運作業，對優化傳統的指揮調度模式打下了基礎（圖2）。當然，傳統模式被新模式替代需要一個過程，但是就該系統而言已趨于平穩應用狀態，整體流暢的使用要求將為擴展“大環衛”理念，推進環衛信息化作業智能化發揮更大作用，在可行性條件的支持下，實現與公共衛生間管理一體化的城市環衛大格局。

與發達國家相比，我國環衛行業管理模式相對粗放。特別是信息化建設起步時間比較晚，缺乏建設經驗以及完整的發展規劃，管理水平相對滯后。而隨著智慧城市的建設，城市管理信息化將波及多個領域，促其發生質的變化。如此，反觀我國環衛行業信息化建設，應該說技術集成理論正在日趨走向成熟，必將推動環衛行業信息化建設的發展步伐，這是必然趨勢，也是環衛行業面對的新課題和新挑戰，否則就不能適應智慧城市建設發展的需要。

（責任編輯：李靜敏）