國內(nèi)首創(chuàng)糞井液位在線監(jiān)測系統(tǒng)

李延濤

環(huán)境衛(wèi)生代表著一個(gè)城市的文明程度。這其中，公共衛(wèi)生間糞便消納是一項(xiàng)重要內(nèi)容。本文介紹了北京市朝陽區(qū)環(huán)境衛(wèi)生服務(wù)中心研發(fā)的糞井液位在線監(jiān)測系統(tǒng)的特點(diǎn)、作用、意義和發(fā)展方向。

該系統(tǒng)是朝陽環(huán)衛(wèi)2015年研發(fā)的智能化項(xiàng)目，投入運(yùn)行以來平穩(wěn)良好，開創(chuàng)了國內(nèi)同行業(yè)先例，為“智能環(huán)衛(wèi)”可持續(xù)發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)，在國內(nèi)同行業(yè)發(fā)揮了示范和引領(lǐng)作用。

一、傳統(tǒng)抽運(yùn)模式明顯滯后，不能滿足“大環(huán)衛(wèi)”發(fā)展要求

糞井液位在線監(jiān)測系統(tǒng)采用先進(jìn)的超聲傳感器系列技術(shù)，可對公共衛(wèi)生間糞井液位高度、氣體成分和液體含量進(jìn)行在線監(jiān)測和成分分析，通過掌握各地區(qū)的如廁量，為管理部門提供數(shù)據(jù)，以便合理安排作業(yè)車輛，及時(shí)進(jìn)行抽運(yùn)作業(yè)（圖1）。

在環(huán)衛(wèi)作業(yè)的服務(wù)鏈中，涉及居民群眾最多的問題是公共衛(wèi)生間的服務(wù)工作。公共衛(wèi)生間大多建于居民小區(qū)、街道等人流密集的地段，一般配有液體沖洗或發(fā)泡處理設(shè)施。公共衛(wèi)生間的排放物大都進(jìn)入糞井管道，部分直通市政管線。傳統(tǒng)的抽運(yùn)模式主要以溝通為主，糞井預(yù)滿時(shí)通知作業(yè)人員進(jìn)行抽運(yùn)，或者根據(jù)如廁量計(jì)算出固定的時(shí)間，安排車輛進(jìn)行抽運(yùn)。由于傳統(tǒng)的抽運(yùn)模式較為單一，通過人為控制因素，進(jìn)行日常作業(yè)，因此在溝通方面極易出現(xiàn)時(shí)間上的偏差，導(dǎo)致糞井滿冒。特別是在雨季時(shí)節(jié)，時(shí)常出現(xiàn)漲滿現(xiàn)象，影響環(huán)境衛(wèi)生。

二、系統(tǒng)模式的技術(shù)優(yōu)勢

糞井液位在線監(jiān)測系統(tǒng)可以準(zhǔn)確無誤地監(jiān)測糞井液位高度、體積，分析固廢物含量和氣體成分。該系統(tǒng)的設(shè)備整體由XZHI-ULCG-05M-1型GPRS無線液位檢測系統(tǒng)和XZHI-ULCG-05M-1型液位變送器，由XZHI-ULCG-05M-1型GPRS數(shù)據(jù)記錄儀兩部分構(gòu)成，測量精度保持在1.0%-3.0%左右，分辨率為5mm，可在單獨(dú)供電的狀態(tài)下維持12個(gè)月。此外，設(shè)備整體的環(huán)境適宜溫度為-30至60℃，防護(hù)等級為IP68，可在48至72小時(shí)浸水后正常工作。主機(jī)和電源采用IP68防護(hù)技術(shù)，壁掛式活動(dòng)支架。其最大特點(diǎn)一是采用非接觸式、高性價(jià)比、易于安裝維護(hù)的液位監(jiān)測終端，無需接觸介質(zhì)即可滿足糞井液位的測量要求；二是不受糞井內(nèi)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(huì)對糞井造成安全隱患。

非接觸式測量優(yōu)勢。在城市的市政管網(wǎng)中，糞井需要間隔一段時(shí)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(yè)人員是不會(huì)注意保護(hù)水下設(shè)備的，即使使用抽水車上的橡膠管來抽取污泥，也會(huì)把糞井中的設(shè)備吸進(jìn)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(huì)被損壞。

非接觸式測量安全可靠。市政管道經(jīng)過一段時(shí)間后就會(huì)積累一定數(shù)量的污泥、砂石、垃圾等，現(xiàn)有的清理方式大多使用高壓水槍，把管道內(nèi)的污泥、垃圾等沖洗到糞井內(nèi)，或是機(jī)械清理，用纜繩拉動(dòng)與管道直徑相符的清理機(jī)械，把管道內(nèi)的污泥、垃圾等排到糞井內(nèi)。這兩種方式都會(huì)對接觸式測量設(shè)備造成損壞，以致報(bào)廢率始終居高不下。

非接觸式測量設(shè)備單獨(dú)供電。市政管道和糞井大多建在道路上，設(shè)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(nèi)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(nèi)布設(shè)專用供電電纜，不僅費(fèi)用高昂，而且考慮到定期的清淤需要，一旦電纜受損，對作業(yè)人員極易造成傷害。此外，國內(nèi)一些城市還有采用野外常用的太陽能供電方式，但是也因?yàn)橐陨显?，無法在市政管網(wǎng)上使用。所以，使用電池對其進(jìn)行單獨(dú)供電既提升了安全系數(shù)，又確保了檢測質(zhì)量。

糞井液位檢測設(shè)備采用的是超聲波物位儀、距離變送器，特點(diǎn)是設(shè)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(jī)電路緊湊、簡潔，內(nèi)部信號(hào)隔離輸出更適合工況，因此具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。一旦糞井出現(xiàn)滿冒，設(shè)備不再進(jìn)行測量并進(jìn)行自我保護(hù)，同時(shí)仍能正常發(fā)出報(bào)警提示，即在系統(tǒng)中可以區(qū)分不工作的設(shè)備是由于滿冒還是故障造成。

在系統(tǒng)在線檢測的通訊設(shè)備中采用了中間件技術(shù)，系統(tǒng)被分為應(yīng)用層、業(yè)務(wù)處理對話層、通訊層三部分，實(shí)現(xiàn)了多種無線通訊方式的混合接入。入網(wǎng)的移動(dòng)目標(biāo)和固定目標(biāo)可以根據(jù)自身特點(diǎn)，選擇采用Internet， GPRS/3G數(shù)據(jù)傳輸方式。對于監(jiān)控中心的應(yīng)用處理模塊，通訊方式更加透明化，同時(shí)具有多模塊接入優(yōu)點(diǎn)。糞井液位采集設(shè)備支持GPRS/3G數(shù)據(jù)傳輸方式，由于采用了可靠的數(shù)據(jù)傳輸方式的系統(tǒng)監(jiān)控模塊，確保了糞井液位采集設(shè)備正常穩(wěn)定工作。

適應(yīng)多角度組合操控。糞井液位在線監(jiān)測系統(tǒng)具有較強(qiáng)的生命力和開放性，遵循當(dāng)前業(yè)界普遍認(rèn)可的、先進(jìn)的技術(shù)理念和國際標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)動(dòng)態(tài)發(fā)展的需求，即最大限度地利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備和軟件，滿足了其他運(yùn)行管理系統(tǒng)的操作要求和特性。

此外，按照系統(tǒng)分析、統(tǒng)籌規(guī)劃的理念，對系統(tǒng)終期容量及網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，提供高擴(kuò)展性，確保系統(tǒng)在性能、功能上的可擴(kuò)展性，滿足不同業(yè)務(wù)需要，并方便今后進(jìn)行其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的擴(kuò)展和再開發(fā)。

三、為實(shí)現(xiàn)“大環(huán)衛(wèi)”作業(yè)信息化進(jìn)行了有益探索

截至目前，糞井液位在線監(jiān)測系統(tǒng)已成功安裝、平穩(wěn)運(yùn)行了數(shù)座公共衛(wèi)生間的糞井，通過數(shù)字傳導(dǎo)、智能梳理，有效利用科技手段進(jìn)行抽運(yùn)作業(yè)，對優(yōu)化傳統(tǒng)的指揮調(diào)度模式打下了基礎(chǔ)（圖2）。當(dāng)然，傳統(tǒng)模式被新模式替代需要一個(gè)過程，但是就該系統(tǒng)而言已趨于平穩(wěn)應(yīng)用狀態(tài)，整體流暢的使用要求將為擴(kuò)展“大環(huán)衛(wèi)”理念，推進(jìn)環(huán)衛(wèi)信息化作業(yè)智能化發(fā)揮更大作用，在可行性條件的支持下，實(shí)現(xiàn)與公共衛(wèi)生間管理一體化的城市環(huán)衛(wèi)大格局。

與發(fā)達(dá)國家相比，我國環(huán)衛(wèi)行業(yè)管理模式相對粗放。特別是信息化建設(shè)起步時(shí)間比較晚，缺乏建設(shè)經(jīng)驗(yàn)以及完整的發(fā)展規(guī)劃，管理水平相對滯后。而隨著智慧城市的建設(shè)，城市管理信息化將波及多個(gè)領(lǐng)域，促其發(fā)生質(zhì)的變化。如此，反觀我國環(huán)衛(wèi)行業(yè)信息化建設(shè)，應(yīng)該說技術(shù)集成理論正在日趨走向成熟，必將推動(dòng)環(huán)衛(wèi)行業(yè)信息化建設(shè)的發(fā)展步伐，這是必然趨勢，也是環(huán)衛(wèi)行業(yè)面對的新課題和新挑戰(zhàn)，否則就不能適應(yīng)智慧城市建設(shè)發(fā)展的需要。

（責(zé)任編輯：李靜敏）