城市排水管網智能化管理平臺的建設設想

施為兵，范敏智

(南京市測繪勘察研究院股份有限公司，江蘇 南京 210002)

城市排水管網智能化管理平臺的建設設想

施為兵*，范敏智

(南京市測繪勘察研究院股份有限公司，江蘇 南京 210002)

為實現排水管網建設、運行和維護的精細化管理目標，利用GIS、互聯網和物聯網技術構建排水管網信息管理系統平臺。建立從設計到施工，從竣工到投入使用并進入養護階段，直至最終廢棄的檔案信息管理系統，將具有綜合管理、預報預警、風險評估、實時反饋等功能。

排水管網管理；GIS技術；互聯網；物聯網

1 引 言

每年的汛期，都是對城市排水設施的一次考驗。排水設施是城市的基礎，關系到群眾生活及城市的正常運轉。近年來，政府對市政設施維護的專項經費逐年增加，但管養維護還是采用傳統的模式和方法，市政排水設施的日常檢查和維修養護工作基本是靠人力和簡單的工具進行，效率不高。而發現問題往往要通過深度巡查或市民群眾反映，事先排查預警的技術和能力極為欠缺。在科技日益發達的今天，如何通過智能化管理來提高城市排水管網運行、維護效率，建立具有綜合管理、預報預警、風險評估、實時反饋等功能的綜合信息管理平臺是本文論述的重點。

2 智能化管理平臺介紹

排水管網的智能化管理平臺是基于GIS技術的排水管網信息管理系統，將基礎地理信息和排水管網信息有效地融合為一體，并通過互聯網、物聯網技術建立不同的子平臺供排水管網管理單位、養護單位、施工單位、社會公眾使用，通過對子平臺上傳的數據進行分析，實時評估排水管網運行狀態，以實現對排水管網的智能化管理和維護。

智能化管理平臺在功能上不僅包含傳統地理信息系統的標準空間查詢應用功能，還包括了管理、養護、施工、數據更新等功能，擴展功能有污染源追溯、積淹水預警、公眾參與反饋等。

3 智能化管理平臺基礎數據

智能化管理平臺建設需要基礎數據支持，包括排水管網普查數據、排水運行監測數據、排水管道養護數據、排水管道檢測數據、排水管道施工數據等。前兩類數據是平臺建設的基礎，必不可少，后三類數據可以在養護、檢測、施工完成后更新。

排水管網普查數據是智能化管理平臺最基礎的數據，由測繪單位將排水管網的流向、管徑、材質、標高等數據調查清楚并上傳至排水管網數據庫，管理平臺通過讀取數據庫更新排水管網信息。

排水運行監測數據是由智慧井蓋、水質監測設施、流動監測站、影像監視站等設備通過物聯網技術實時上傳至管理平臺的云端服務器。智慧井蓋是集多種信息傳感融合為一體的警報系統。當智慧井蓋出現破損、移位時，會立即發送報警信息至管理平臺，供遠程實時智能監管井蓋情況。這種井蓋還能夠監控井內水量狀態、排水管道流量狀態、排水管道淤積狀態，還能監測有毒氣體，防止地下管道爆炸。水質監測設施可以實時監測管道內水質情況，當水質出現污染時會立即發送報警信息至管理平臺，管理平臺根據水質監測設施測得的污染物濃度情況追溯污染源頭，查找相應的排水戶。水位監測和影像監視站在管道內和入河口水位達到警戒線時會立即發送報警信息至管理平臺，供管養單位快速處理積淹水情況。

4 智能化管理平臺建設

智能化管理平臺建設包括以下子系統，如圖1所示：

(1)基礎數據管理子系統：所有基礎數據上傳后都由該系統管理，是管理人員全面掌握排水管網數據、信息及管道狀況的工具。

(2)監測預警子系統：通過對基礎數據的接收、分析，對污染、淤積(堵塞)、積(淹)水情況進行預(報)警。

圖1排水管網智能化管理平臺總體結構圖[3]

圖2 排水管網智能化管理平臺界面[3]

(3)巡查養護子系統：面向管線養護單位辦理事務的需要，提供基于電腦的平臺子系統和基于手機端的App。管道養護單位通過平臺接收養護任務和巡檢任務，完成任務后將養護數據和管道檢測數據上傳至管理平臺的云端服務器，管理平臺根據養護狀況和管道運行監測數據定期提醒養護。手機App為巡檢人員提供管網數據訪問，問題上報，照片獲取，視頻獲取等功能，同時系統可以自動記錄巡視人員的工作軌跡。

(4)信息發布及管理子系統：面向排水管網管理單位業務和信息發布的需要，提供基于電腦的平臺子系統和基于手機端的App。管理人員可以辦理各項業務，接收信息和發布信息。

(5)社會公眾反饋子系統：社會公眾可通過微信或平臺App等方式反映身邊 10 m內排水管網出現的問題并拍照上傳，管理平臺接收照片及位置信息經審核后發送給養護單位處理，如圖2所示。

5 平臺的更新

平臺的更新包括數據更新，系統維護升級，后續擴展功能接入等。

數據更新：隨著城市建設不斷發展，排水管道信息也不斷變化，排水管網數據需要不斷完善更新，以保證管理平臺數據的現勢性。施工單位的施工信息、管道養護檢測數據也要及時上傳，管理平臺對排水管網運行狀況的分析與評估是建立在大數據的基礎上，缺少數據就不能準確反映管道運行狀況。

系統維護升級：隨著硬件發展對其他智能設備接入的支持和平臺在運行過程中發現的問題都需要進行系統維護升級，不斷完善。

擴展功能接入：后續可以接入規劃、城管、水務等在排水管網這一塊的業務，也可以逐步接入泵站、閘閥等排水設施控制系統。

6 結 語

本文對未來城市排水管網的管理平臺進行一些設想和展望，通過GIS技術融合互聯網和物聯網的排水管網信息管理系統將具有綜合管理、預報預警、風險評估、實時反饋等功能。通過智能化管理將極大優化社會資源，節約人力成本，提高管理效率，保障城市排水管網健康運行。

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TheIdeaofBuildinganIntelligentManagementforUrbanDrainagePipeNetwork

Shi Weibing，Fan Minzhi

(Nanjing Research Institute of Surveying Mapping & Geotechnical Investigation Co.，Ltd，Nanjing 210002，China)

In order to achieve the goal of fine management of the construction，operation and maintenance of the drainage network，GIS，Internet and Internet of things technology were used to construct the information management system of the drainage network.From design to construction，from the completion and put into use to enter the maintenance phase，the archives information management system eventually abandoned，with comprehensive management，forecasting and early warning，risk assessment，real-time feedback and other functions.

drainage pipe network management；GIS technology；Internet；Internet of things

1672-8262(2017)05-136-03

P208.2

B

2017—07—14

施為兵(1988—)，男，工程師，主要從事排水管網檢測、地下管線探測、工程物探工作。