信息化在排水管網“五位一體”管理流程的應用

周莉芬 蔡海燕

摘要：近年來，隨著城市黑臭水體治理，海綿城市建設、城鎮達標區污水處理提質增效等工程的推進，城市地下排水管網的問題也日益凸顯并得到重視。排水管網的“五位一體”管理是解決管網問題的治本之策，“五位一體”指排水管網的排查、測繪、檢測、修復及評估這五個方面統籌為一個整體。管網有效的管理離不開信息化手段的輔助，本文以昆山市排水管網養護智慧運營監管服務為案例，闡述信息化在排水管網五位一體管理中的實際應用。

關鍵詞： 排水管網;信息化;五位一體;排查;測繪;檢測;修復;評估

一、引言

“五位一體”指代排水管網的排查、測繪、檢測、修復及評估。通過排查，了解排水管網的本底問題;通過測繪，理清排水管網的詳細情況;通過檢測，查清管道結構性缺陷和功能性缺陷;通過修復，解決管網的問題病癥;通過評估，分析管網結構風險，量化管網管理效益。

二、排查

排查階段主要解決城鎮污水收集處理系統存在的“高水位、低濃度，高負荷、低效益”問題，以“擠外水，治混接，收污水，減溢流”為目標，以污水收集服務范圍為單元，結合管網拓撲關系，科學劃分排查區塊，做一片成一片。信息化在排查階段的主要作用：排查人員通過手機端App能夠在排查現場實時查看周圍管網的所有臺賬信息;通過App可以便捷地錄入排查成果及上報排查中發現的問題;通過后臺軟件對排查成果的管理，便于后期查閱和分析。

（一）確保排查成果的延續性

當前管網排查很容易進入一個盲區，忽視排查人員的穩定性。私企中標開展排查工作，經過一輪排查后，這批人員已經熟知當地管網情況，卻又要被指派到其他地區開展工作。下一輪排查又換一批新人，導致對管網情況始終都是一知半解。雖然管網情況有一定的動態特性，但對應的排查人員卻需要穩定，解決此問題的有效辦法就是依托信息化的輔助支撐，信息化固化成果實現長效管理。

（二）確保排查過程數據的完整性

前期通過流量計、液位計和水質儀等硬件設備接入的監測數據，了解水環境質量、污水水量和濃度，初步確定排查范圍和排查順序。后續現場排查時可以通過App實時查看當前管網走向、埋深、管徑等信息，并可直接上傳隱患信息，避免成果資料遺失，成果資料保存管理不再以文件的形式堆積，通過建立關聯關系直接存入數據庫，極大方便了現場人員對周圍管網資料的實時查閱。

（三）實現排查長效管理更便利

排查人員可以在APP地圖上標注自己的興趣點，備注具體問題情況，設置興趣點等級，從問題的發現到問題的解決，實現長效閉環管理。

三、 測繪

測繪工作主要是通過探測的方式采集區域內所有管網的分布及臺賬信息。通過管網測繪可以查清排水管網的基本情況，摸清家底。信息化在測繪過程的主要作用：通過數據校驗功能檢查每一條測繪成果是否符合規范，對不符合規范的數據定位原因，并通過復核、修正保證測繪數據的準確性;通過探測成圖功能對測繪成果進行統一成圖，進而準確量化測繪成果;基于準確的測繪數據進行管網運行狀態的分析。

（一）確保測繪成果的準確性

管網數據是排水系統智慧運營的根基，為了建設成一個全面準確的管網數 據中心，昆山市排水管網養護智慧運營監管服務項目從一開始就制定了測繪成果提交規范。測繪單位依據下發的探測成果規范提交測繪數據，數據處理單位通過軟件提供的探測成圖功能，對探測成果進行規范化審核，然后對數據進行核查入庫。對發現的問題數據及時通知現場測繪單位進行復核修正，最終達到測繪的每一條數據都能入庫、入庫的每一條數據都符合標準化的效果。為后期智慧水務的建設打下堅實的數據基礎。

（二）診斷分析管網的運行狀態

基于準確的管網測繪數據，利用管網的管徑、流向、子類、起點標高、終點標高等屬性信息以及管網的空間拓撲聯通關系，結合專業的算法可進行管網運行狀態的分析，通過分析能夠發現運行狀態有問題的管網：混接管、大小管、逆坡管、抬高管等問題管道，軟件對這些問題管道進行分專題管理展示，以此輔助管理者通過一張圖了解管轄區域所有管道的運行狀態，以及問題嚴重程度，進而有針對性地進行修復，保障排水管網的暢通。

四、檢測

排水管網檢測通常采用CCTV檢測、QV檢測兩種主要方式，通過檢測可以查清管道及檢查井的結構性缺陷和功能性缺陷及缺陷等級。信息化在檢測過程的主要作用：規范檢測成果的提交，包括檢測視頻、檢測報告、圖片及所有成果文件的命名規范;檢查檢測成果的質量，包括檢測長度、檢測視頻和報告的匹配度等;建立地圖上管段數據和檢測成果的一一對應關系;基于準確的檢測數據進行管網健康狀態的分析;檢測過程的事件上報及管理。

（一）確保檢測成果的規范化

通過制定一套規范的檢測成果提交規范，包括：編碼規范、檢測文件的命名規范、檢測視頻的格式、檢測文件和圖形數據的匹配關系等規范，可實現檢測成果和管段一一對應關系的建立，在管網地圖上任意點擊一段管網，就可以方便的查看此管段之前的所有檢測視頻、檢測報告及圖片等資料，極大了方便了對歷史檢測資料的查閱，充分發揮檢測成果的數據價值。解決了無信息化時檢測的圖檔資料文件化存儲導致很難查閱的問題，實現了永久保存管理。

（二）診斷分析管網的健康狀態

根據管網的檢測成果，分析管網的健康狀態：功能性缺陷（破裂、變形、錯位、脫節、滲漏、腐蝕、膠圈脫落、支管暗接、異物侵入）、結構性缺陷（沉積、結垢、障礙物、樹根、洼水、壩頭、浮渣），然后結合缺陷等級（共分為四個等級），通過配圖發布服務形成管網健康狀態專題圖，并對不同缺陷等級的管網用不同的顏色展示，這樣，在一張圖上能夠直觀查看所有管網的健康狀態以及存在缺陷管網的分布位置，有利于管理者根據輕重緩急制定針對性的修復計劃。

（三） 檢測過程中的事件上報及管理

排水管網檢測過程中，發現的異常事件：污水直排、雨污混接、溢流污染、地表水倒灌、外水入滲等問題以及排水戶接管情況，都可以在手機端App直接進行事件上報，形成異常事件庫，指導后續的日常巡檢養護。進行養護任務時可以事先查看該小區或者道路的所有異常信息，針對隱患點重點養護，提高工作效益。

五、修復

管道修復是指對存在破損、缺陷等問題的管道采取各種技術使其恢復正常的使用功能，排水管道的修復方式主要分為開挖修復和非開發修復。信息化在修復過程的主要作用：流程化管理整個修復工程的事前、事中和事后的工作開展時間、內容、地點等信息;通過后臺管理軟件可實時查看修復前后的差別;統計分析修復工程的工作量，為修復工程的考核和結算提供準確的數據支撐依據;分析缺陷管道修復的優先等級，合理安排修復計劃。

（一）監管修復工程的質量

通過手機端APP對現場修復工作進行全流程管理，記錄修復過程的臺賬信息，包含缺陷類型、修復長度、修復時間、修復內容、修復單位、修復過程的視頻及圖片等等，形成統一臺賬，實時上傳到后臺數據庫，在后臺管理軟件的修復管理專題上，能夠實時查看所有正在進行的修復工程，包括修復進度、修復前后的視頻比對、實際修復的長度、修復所有的材料清單等，便于管理者實時掌握修復工作的質量，實現了所有修復事件的可追溯。

（二）分析缺陷管道修復的優先等級

通過管道檢測技術，發現的管道變形、破損、沉積等缺陷問題，分析管網缺陷等級。軟件利用后臺專業算法，對每段缺陷管網進行綜合分析，根據設定的缺陷因子，綜合判定每段管網需要修復的緊急程度，確定優先等級，管理人員可以根據軟件提供的修復意見（修復的優先等級、修復方式、修復材料等），合理安排修復工程，使修復計劃安排更合理、更科學。

（三）量化修復工程的工程量

管網修復工程的實際工程量和計劃工程量時有不一致的情況，導致管理人員對管網修復工程的結算缺少準確的數據支撐。通過軟件提供的對修復工程的全流程數字化管理功能模塊，實時記錄每個工程的到達時間、結束時間、修復方式、工人和車輛的數量、材料清單等內容，準確量化每個工程的實際修復長度，再結合軟件后臺配置的原材料價格、修復單價等參數，系統能夠自動統計每個修復工程的結算費用。同時，結合軟件對整個審批結算流程的信息化管理，實現無紙化、移動化辦公的同時，提高效率節能減排。

六、評估

評估是五位一體管理中最后一個環節，主要是利用信息化技術對排水管理中已開展工作的效益進行評估，總結經驗以數字為依據，更好地開展下一步工作。信息化在評估過程的主要作用：基于大數據和核心算法，評估地下管網的安全結構風險;結合物聯設備的實時監測數據，評估分析現場修復項目的實施效果;對區域水環境質量的變化進行評估。

（一）評估管網結構的安全風險

地下管道的爆管、滲水是造成城市道路塌陷的主要原因之一，據不完全公開報道統計，我國在2018年4月至2019年5月共發生244起城市道路塌陷事故，造成39人受傷，33人死亡，造成重大人員傷亡和經濟損失。通過五位一體工作積累的海量數據，結合管網風險評估核心算法，能夠評估出高風險管網存在的位置，提醒管理者重點關注，可以優先安排養護或者改造，實時監控風險及時采取措施，減少或避免重特大事故的發生。

（二）評估已開展項目的綜合效益

利用信息化技術，對已開展的項目效益進行評估，追蹤分析問題是否解決。一方面通過對實時數據的分析，特別是水量數據，分析管網修復、養護及納管等工作的開展效益;另一方面通過分析泵站、污水廠水量水質的變化，評估區域水環境質量及排水系統問題（外水入侵、雨污混接、入滲入流等）的嚴重程度，為管理決策提供數據支撐。

（三）評估制定合理的養護計劃

根據軟件積累的基礎數據和歷史養護數據，結合養護全覆蓋的要求，評估制定出合理的養護計劃：對從未養護過的管網區域優先進行養護;對歷史養護過程中發現問題比較大的區域加大養護頻率;對歷史養護過程中處于健康運行的管網區域減少養護頻率;對通過物聯網設備實時監測發現問題的管網區域進行優先養護等等。通過后臺數據中心積累的大數據，綜合評估分析，挖掘數據價值，合理制定養護計劃，有效利用養護資金，避免過度養護或養護不足。

七、結束語

排水管網的“五位一體”管理，排查是先決條件，測繪是堅實基礎，檢測是技術手段，修復是重要保障，評估是長效支撐，五個方面形成一個整體，相互影響、相互作用。在“五位一體”的整個實施過程中，通過信息化手段，實現基礎測繪數據的標準化、業務管理流程的數字化、風險事故決策的科學化和日常運營的智慧化。

昆山排水管網智慧運營監管服務項目在整個軟件研發過程中，利用了包含物聯網、GIS、圖像對比、大數據分析在內的多種新技術，真正將昆山市排水管理需求與信息化進行了深度融合，提高管理效益，實現長效管理。

作者單位：周莉芬? ? 昆山市水務局

蔡海燕? ? 上海啟呈信息科技有限公司

參? 考? 文? 獻

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