信息化在排水管網(wǎng)“五位一體”管理流程的應(yīng)用

周莉芬 蔡海燕

摘要：近年來(lái)，隨著城市黑臭水體治理，海綿城市建設(shè)、城鎮(zhèn)達(dá)標(biāo)區(qū)污水處理提質(zhì)增效等工程的推進(jìn)，城市地下排水管網(wǎng)的問(wèn)題也日益凸顯并得到重視。排水管網(wǎng)的“五位一體”管理是解決管網(wǎng)問(wèn)題的治本之策，“五位一體”指排水管網(wǎng)的排查、測(cè)繪、檢測(cè)、修復(fù)及評(píng)估這五個(gè)方面統(tǒng)籌為一個(gè)整體。管網(wǎng)有效的管理離不開(kāi)信息化手段的輔助，本文以昆山市排水管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)智慧運(yùn)營(yíng)監(jiān)管服務(wù)為案例，闡述信息化在排水管網(wǎng)五位一體管理中的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 排水管網(wǎng);信息化;五位一體;排查;測(cè)繪;檢測(cè);修復(fù);評(píng)估

一、引言

“五位一體”指代排水管網(wǎng)的排查、測(cè)繪、檢測(cè)、修復(fù)及評(píng)估。通過(guò)排查，了解排水管網(wǎng)的本底問(wèn)題;通過(guò)測(cè)繪，理清排水管網(wǎng)的詳細(xì)情況;通過(guò)檢測(cè)，查清管道結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷;通過(guò)修復(fù)，解決管網(wǎng)的問(wèn)題病癥;通過(guò)評(píng)估，分析管網(wǎng)結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)，量化管網(wǎng)管理效益。

二、排查

排查階段主要解決城鎮(zhèn)污水收集處理系統(tǒng)存在的“高水位、低濃度，高負(fù)荷、低效益”問(wèn)題，以“擠外水，治混接，收污水，減溢流”為目標(biāo)，以污水收集服務(wù)范圍為單元，結(jié)合管網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系，科學(xué)劃分排查區(qū)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(guò)手機(jī)端App能夠在排查現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)查看周?chē)芫W(wǎng)的所有臺(tái)賬信息;通過(guò)App可以便捷地錄入排查成果及上報(bào)排查中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題;通過(guò)后臺(tái)軟件對(duì)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(xù)性

當(dāng)前管網(wǎng)排查很容易進(jìn)入一個(gè)盲區(qū)，忽視排查人員的穩(wěn)定性。私企中標(biāo)開(kāi)展排查工作，經(jīng)過(guò)一輪排查后，這批人員已經(jīng)熟知當(dāng)?shù)毓芫W(wǎng)情況，卻又要被指派到其他地區(qū)開(kāi)展工作。下一輪排查又換一批新人，導(dǎo)致對(duì)管網(wǎng)情況始終都是一知半解。雖然管網(wǎng)情況有一定的動(dòng)態(tài)特性，但對(duì)應(yīng)的排查人員卻需要穩(wěn)定，解決此問(wèn)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(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效管理。

（二）確保排查過(guò)程數(shù)據(jù)的完整性

前期通過(guò)流量計(jì)、液位計(jì)和水質(zhì)儀等硬件設(shè)備接入的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，了解水環(huán)境質(zhì)量、污水水量和濃度，初步確定排查范圍和排查順序。后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)排查時(shí)可以通過(guò)App實(shí)時(shí)查看當(dāng)前管網(wǎng)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(guò)建立關(guān)聯(lián)關(guān)系直接存入數(shù)據(jù)庫(kù)，極大方便了現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)周?chē)芫W(wǎng)資料的實(shí)時(shí)查閱。

（三）實(shí)現(xiàn)排查長(zhǎng)效管理更便利

排查人員可以在APP地圖上標(biāo)注自己的興趣點(diǎn)，備注具體問(wèn)題情況，設(shè)置興趣點(diǎn)等級(jí)，從問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)到問(wèn)題的解決，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效閉環(huán)管理。

三、 測(cè)繪

測(cè)繪工作主要是通過(guò)探測(cè)的方式采集區(qū)域內(nèi)所有管網(wǎng)的分布及臺(tái)賬信息。通過(guò)管網(wǎng)測(cè)繪可以查清排水管網(wǎng)的基本情況，摸清家底。信息化在測(cè)繪過(guò)程的主要作用：通過(guò)數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能檢查每一條測(cè)繪成果是否符合規(guī)范，對(duì)不符合規(guī)范的數(shù)據(jù)定位原因，并通過(guò)復(fù)核、修正保證測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性;通過(guò)探測(cè)成圖功能對(duì)測(cè)繪成果進(jìn)行統(tǒng)一成圖，進(jìn)而準(zhǔn)確量化測(cè)繪成果;基于準(zhǔn)確的測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的分析。

（一）確保測(cè)繪成果的準(zhǔn)確性

管網(wǎng)數(shù)據(jù)是排水系統(tǒng)智慧運(yùn)營(yíng)的根基，為了建設(shè)成一個(gè)全面準(zhǔn)確的管網(wǎng)數(shù) 據(jù)中心，昆山市排水管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)智慧運(yùn)營(yíng)監(jiān)管服務(wù)項(xiàng)目從一開(kāi)始就制定了測(cè)繪成果提交規(guī)范。測(cè)繪單位依據(jù)下發(fā)的探測(cè)成果規(guī)范提交測(cè)繪數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理單位通過(guò)軟件提供的探測(cè)成圖功能，對(duì)探測(cè)成果進(jìn)行規(guī)范化審核，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行核查入庫(kù)。對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題數(shù)據(jù)及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪單位進(jìn)行復(fù)核修正，最終達(dá)到測(cè)繪的每一條數(shù)據(jù)都能入庫(kù)、入庫(kù)的每一條數(shù)據(jù)都符合標(biāo)準(zhǔn)化的效果。為后期智慧水務(wù)的建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（二）診斷分析管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)

基于準(zhǔn)確的管網(wǎng)測(cè)繪數(shù)據(jù)，利用管網(wǎng)的管徑、流向、子類(lèi)、起點(diǎn)標(biāo)高、終點(diǎn)標(biāo)高等屬性信息以及管網(wǎng)的空間拓?fù)渎?lián)通關(guān)系，結(jié)合專業(yè)的算法可進(jìn)行管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的分析，通過(guò)分析能夠發(fā)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)有問(wèn)題的管網(wǎng)：混接管、大小管、逆坡管、抬高管等問(wèn)題管道，軟件對(duì)這些問(wèn)題管道進(jìn)行分專題管理展示，以此輔助管理者通過(guò)一張圖了解管轄區(qū)域所有管道的運(yùn)行狀態(tài)，以及問(wèn)題嚴(yán)重程度，進(jìn)而有針對(duì)性地進(jìn)行修復(fù)，保障排水管網(wǎng)的暢通。

四、檢測(cè)

排水管網(wǎng)檢測(cè)通常采用CCTV檢測(cè)、QV檢測(cè)兩種主要方式，通過(guò)檢測(cè)可以查清管道及檢查井的結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷及缺陷等級(jí)。信息化在檢測(cè)過(guò)程的主要作用：規(guī)范檢測(cè)成果的提交，包括檢測(cè)視頻、檢測(cè)報(bào)告、圖片及所有成果文件的命名規(guī)范;檢查檢測(cè)成果的質(zhì)量，包括檢測(cè)長(zhǎng)度、檢測(cè)視頻和報(bào)告的匹配度等;建立地圖上管段數(shù)據(jù)和檢測(cè)成果的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系;基于準(zhǔn)確的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行管網(wǎng)健康狀態(tài)的分析;檢測(cè)過(guò)程的事件上報(bào)及管理。

（一）確保檢測(cè)成果的規(guī)范化

通過(guò)制定一套規(guī)范的檢測(cè)成果提交規(guī)范，包括：編碼規(guī)范、檢測(cè)文件的命名規(guī)范、檢測(cè)視頻的格式、檢測(cè)文件和圖形數(shù)據(jù)的匹配關(guān)系等規(guī)范，可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)成果和管段一一對(duì)應(yīng)關(guān)系的建立，在管網(wǎng)地圖上任意點(diǎn)擊一段管網(wǎng)，就可以方便的查看此管段之前的所有檢測(cè)視頻、檢測(cè)報(bào)告及圖片等資料，極大了方便了對(duì)歷史檢測(cè)資料的查閱，充分發(fā)揮檢測(cè)成果的數(shù)據(jù)價(jià)值。解決了無(wú)信息化時(shí)檢測(cè)的圖檔資料文件化存儲(chǔ)導(dǎo)致很難查閱的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了永久保存管理。

（二）診斷分析管網(wǎng)的健康狀態(tài)

根據(jù)管網(wǎng)的檢測(cè)成果，分析管網(wǎng)的健康狀態(tài)：功能性缺陷（破裂、變形、錯(cuò)位、脫節(jié)、滲漏、腐蝕、膠圈脫落、支管暗接、異物侵入）、結(jié)構(gòu)性缺陷（沉積、結(jié)垢、障礙物、樹(shù)根、洼水、壩頭、浮渣），然后結(jié)合缺陷等級(jí)（共分為四個(gè)等級(jí)），通過(guò)配圖發(fā)布服務(wù)形成管網(wǎng)健康狀態(tài)專題圖，并對(duì)不同缺陷等級(jí)的管網(wǎng)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(wǎng)的健康狀態(tài)以及存在缺陷管網(wǎng)的分布位置，有利于管理者根據(jù)輕重緩急制定針對(duì)性的修復(fù)計(jì)劃。

（三） 檢測(cè)過(guò)程中的事件上報(bào)及管理

排水管網(wǎng)檢測(cè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)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(wèn)題以及排水戶接管情況，都可以在手機(jī)端App直接進(jìn)行事件上報(bào)，形成異常事件庫(kù)，指導(dǎo)后續(xù)的日常巡檢養(yǎng)護(hù)。進(jìn)行養(yǎng)護(hù)任務(wù)時(shí)可以事先查看該小區(qū)或者道路的所有異常信息，針對(duì)隱患點(diǎn)重點(diǎn)養(yǎng)護(hù)，提高工作效益。

五、修復(fù)

管道修復(fù)是指對(duì)存在破損、缺陷等問(wèn)題的管道采取各種技術(shù)使其恢復(fù)正常的使用功能，排水管道的修復(fù)方式主要分為開(kāi)挖修復(fù)和非開(kāi)發(fā)修復(fù)。信息化在修復(fù)過(guò)程的主要作用：流程化管理整個(gè)修復(fù)工程的事前、事中和事后的工作開(kāi)展時(shí)間、內(nèi)容、地點(diǎn)等信息;通過(guò)后臺(tái)管理軟件可實(shí)時(shí)查看修復(fù)前后的差別;統(tǒng)計(jì)分析修復(fù)工程的工作量，為修復(fù)工程的考核和結(jié)算提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐依據(jù);分析缺陷管道修復(fù)的優(yōu)先等級(jí)，合理安排修復(fù)計(jì)劃。

（一）監(jiān)管修復(fù)工程的質(zhì)量

通過(guò)手機(jī)端APP對(duì)現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)工作進(jìn)行全流程管理，記錄修復(fù)過(guò)程的臺(tái)賬信息，包含缺陷類(lèi)型、修復(fù)長(zhǎng)度、修復(fù)時(shí)間、修復(fù)內(nèi)容、修復(fù)單位、修復(fù)過(guò)程的視頻及圖片等等，形成統(tǒng)一臺(tái)賬，實(shí)時(shí)上傳到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，在后臺(tái)管理軟件的修復(fù)管理專題上，能夠?qū)崟r(shí)查看所有正在進(jìn)行的修復(fù)工程，包括修復(fù)進(jìn)度、修復(fù)前后的視頻比對(duì)、實(shí)際修復(fù)的長(zhǎng)度、修復(fù)所有的材料清單等，便于管理者實(shí)時(shí)掌握修復(fù)工作的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了所有修復(fù)事件的可追溯。

（二）分析缺陷管道修復(fù)的優(yōu)先等級(jí)

通過(guò)管道檢測(cè)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)的管道變形、破損、沉積等缺陷問(wèn)題，分析管網(wǎng)缺陷等級(jí)。軟件利用后臺(tái)專業(yè)算法，對(duì)每段缺陷管網(wǎng)進(jìn)行綜合分析，根據(jù)設(shè)定的缺陷因子，綜合判定每段管網(wǎng)需要修復(fù)的緊急程度，確定優(yōu)先等級(jí)，管理人員可以根據(jù)軟件提供的修復(fù)意見(jiàn)（修復(fù)的優(yōu)先等級(jí)、修復(fù)方式、修復(fù)材料等），合理安排修復(fù)工程，使修復(fù)計(jì)劃安排更合理、更科學(xué)。

（三）量化修復(fù)工程的工程量

管網(wǎng)修復(fù)工程的實(shí)際工程量和計(jì)劃工程量時(shí)有不一致的情況，導(dǎo)致管理人員對(duì)管網(wǎng)修復(fù)工程的結(jié)算缺少準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。通過(guò)軟件提供的對(duì)修復(fù)工程的全流程數(shù)字化管理功能模塊，實(shí)時(shí)記錄每個(gè)工程的到達(dá)時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、修復(fù)方式、工人和車(chē)輛的數(shù)量、材料清單等內(nèi)容，準(zhǔn)確量化每個(gè)工程的實(shí)際修復(fù)長(zhǎng)度，再結(jié)合軟件后臺(tái)配置的原材料價(jià)格、修復(fù)單價(jià)等參數(shù)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)統(tǒng)計(jì)每個(gè)修復(fù)工程的結(jié)算費(fèi)用。同時(shí)，結(jié)合軟件對(duì)整個(gè)審批結(jié)算流程的信息化管理，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化、移動(dòng)化辦公的同時(shí)，提高效率節(jié)能減排。

六、評(píng)估

評(píng)估是五位一體管理中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，主要是利用信息化技術(shù)對(duì)排水管理中已開(kāi)展工作的效益進(jìn)行評(píng)估，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)以數(shù)字為依據(jù)，更好地開(kāi)展下一步工作。信息化在評(píng)估過(guò)程的主要作用：基于大數(shù)據(jù)和核心算法，評(píng)估地下管網(wǎng)的安全結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn);結(jié)合物聯(lián)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，評(píng)估分析現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)項(xiàng)目的實(shí)施效果;對(duì)區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量的變化進(jìn)行評(píng)估。

（一）評(píng)估管網(wǎng)結(jié)構(gòu)的安全風(fēng)險(xiǎn)

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(jù)不完全公開(kāi)報(bào)道統(tǒng)計(jì)，我國(guó)在2018年4月至2019年5月共發(fā)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(jīng)濟(jì)損失。通過(guò)五位一體工作積累的海量數(shù)據(jù)，結(jié)合管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估核心算法，能夠評(píng)估出高風(fēng)險(xiǎn)管網(wǎng)存在的位置，提醒管理者重點(diǎn)關(guān)注，可以優(yōu)先安排養(yǎng)護(hù)或者改造，實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)險(xiǎn)及時(shí)采取措施，減少或避免重特大事故的發(fā)生。

（二）評(píng)估已開(kāi)展項(xiàng)目的綜合效益

利用信息化技術(shù)，對(duì)已開(kāi)展的項(xiàng)目效益進(jìn)行評(píng)估，追蹤分析問(wèn)題是否解決。一方面通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析，特別是水量數(shù)據(jù)，分析管網(wǎng)修復(fù)、養(yǎng)護(hù)及納管等工作的開(kāi)展效益;另一方面通過(guò)分析泵站、污水廠水量水質(zhì)的變化，評(píng)估區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量及排水系統(tǒng)問(wèn)題（外水入侵、雨污混接、入滲入流等）的嚴(yán)重程度，為管理決策提供數(shù)據(jù)支撐。

（三）評(píng)估制定合理的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃

根據(jù)軟件積累的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和歷史養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)，結(jié)合養(yǎng)護(hù)全覆蓋的要求，評(píng)估制定出合理的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃：對(duì)從未養(yǎng)護(hù)過(guò)的管網(wǎng)區(qū)域優(yōu)先進(jìn)行養(yǎng)護(hù);對(duì)歷史養(yǎng)護(hù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題比較大的區(qū)域加大養(yǎng)護(hù)頻率;對(duì)歷史養(yǎng)護(hù)過(guò)程中處于健康運(yùn)行的管網(wǎng)區(qū)域減少養(yǎng)護(hù)頻率;對(duì)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的管網(wǎng)區(qū)域進(jìn)行優(yōu)先養(yǎng)護(hù)等等。通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)中心積累的大數(shù)據(jù)，綜合評(píng)估分析，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，合理制定養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，有效利用養(yǎng)護(hù)資金，避免過(guò)度養(yǎng)護(hù)或養(yǎng)護(hù)不足。

七、結(jié)束語(yǔ)

排水管網(wǎng)的“五位一體”管理，排查是先決條件，測(cè)繪是堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，檢測(cè)是技術(shù)手段，修復(fù)是重要保障，評(píng)估是長(zhǎng)效支撐，五個(gè)方面形成一個(gè)整體，相互影響、相互作用。在“五位一體”的整個(gè)實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)信息化手段，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、業(yè)務(wù)管理流程的數(shù)字化、風(fēng)險(xiǎn)事故決策的科學(xué)化和日常運(yùn)營(yíng)的智慧化。

昆山排水管網(wǎng)智慧運(yùn)營(yíng)監(jiān)管服務(wù)項(xiàng)目在整個(gè)軟件研發(fā)過(guò)程中，利用了包含物聯(lián)網(wǎng)、GIS、圖像對(duì)比、大數(shù)據(jù)分析在內(nèi)的多種新技術(shù)，真正將昆山市排水管理需求與信息化進(jìn)行了深度融合，提高管理效益，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效管理。

作者單位：周莉芬? ? 昆山市水務(wù)局

蔡海燕? ? 上海啟呈信息科技有限公司

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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