信息化在排水管网“五位一体”管理流程的应用

周莉芬 蔡海燕

摘要：近年来，随着城市黑臭水体治理，海绵城市建设、城镇达标区污水处理提质增效等工程的推进，城市地下排水管网的问题也日益凸显并得到重视。排水管网的“五位一体”管理是解决管网问题的治本之策，“五位一体”指排水管网的排查、测绘、检测、修复及评估这五个方面统筹为一个整体。管网有效的管理离不开信息化手段的辅助，本文以昆山市排水管网养护智慧运营监管服务为案例，阐述信息化在排水管网五位一体管理中的实际应用。

关键词： 排水管网;信息化;五位一体;排查;测绘;检测;修复;评估

一、引言

“五位一体”指代排水管网的排查、测绘、检测、修复及评估。通过排查，了解排水管网的本底问题;通过测绘，理清排水管网的详细情况;通过检测，查清管道结构性缺陷和功能性缺陷;通过修复，解决管网的问题病症;通过评估，分析管网结构风险，量化管网管理效益。

二、排查

排查阶段主要解决城镇污水收集处理系统存在的“高水位、低浓度，高负荷、低效益”问题，以“挤外水，治混接，收污水，减溢流”为目标，以污水收集服务范围为单元，结合管网拓扑关系，科学划分排查区块，做一片成一片。信息化在排查阶段的主要作用：排查人员通过手机端App能够在排查现场实时查看周围管网的所有台账信息;通过App可以便捷地录入排查成果及上报排查中发现的问题;通过后台软件对排查成果的管理，便于后期查阅和分析。

（一）确保排查成果的延续性

当前管网排查很容易进入一个盲区，忽视排查人员的稳定性。私企中标开展排查工作，经过一轮排查后，这批人员已经熟知当地管网情况，却又要被指派到其他地区开展工作。下一轮排查又换一批新人，导致对管网情况始终都是一知半解。虽然管网情况有一定的动态特性，但对应的排查人员却需要稳定，解决此问题的有效办法就是依托信息化的辅助支撑，信息化固化成果实现长效管理。

（二）确保排查过程数据的完整性

前期通过流量计、液位计和水质仪等硬件设备接入的监测数据，了解水环境质量、污水水量和浓度，初步确定排查范围和排查顺序。后续现场排查时可以通过App实时查看当前管网走向、埋深、管径等信息，并可直接上传隐患信息，避免成果资料遗失，成果资料保存管理不再以文件的形式堆积，通过建立关联关系直接存入数据库，极大方便了现场人员对周围管网资料的实时查阅。

（三）实现排查长效管理更便利

排查人员可以在APP地图上标注自己的兴趣点，备注具体问题情况，设置兴趣点等级，从问题的发现到问题的解决，实现长效闭环管理。

三、 测绘

测绘工作主要是通过探测的方式采集区域内所有管网的分布及台账信息。通过管网测绘可以查清排水管网的基本情况，摸清家底。信息化在测绘过程的主要作用：通过数据校验功能检查每一条测绘成果是否符合规范，对不符合规范的数据定位原因，并通过复核、修正保证测绘数据的准确性;通过探测成图功能对测绘成果进行统一成图，进而准确量化测绘成果;基于准确的测绘数据进行管网运行状态的分析。

（一）确保测绘成果的准确性

管網数据是排水系统智慧运营的根基，为了建设成一个全面准确的管网数 据中心，昆山市排水管网养护智慧运营监管服务项目从一开始就制定了测绘成果提交规范。测绘单位依据下发的探测成果规范提交测绘数据，数据处理单位通过软件提供的探测成图功能，对探测成果进行规范化审核，然后对数据进行核查入库。对发现的问题数据及时通知现场测绘单位进行复核修正，最终达到测绘的每一条数据都能入库、入库的每一条数据都符合标准化的效果。为后期智慧水务的建设打下坚实的数据基础。

（二）诊断分析管网的运行状态

基于准确的管网测绘数据，利用管网的管径、流向、子类、起点标高、终点标高等属性信息以及管网的空间拓扑联通关系，结合专业的算法可进行管网运行状态的分析，通过分析能够发现运行状态有问题的管网：混接管、大小管、逆坡管、抬高管等问题管道，软件对这些问题管道进行分专题管理展示，以此辅助管理者通过一张图了解管辖区域所有管道的运行状态，以及问题严重程度，进而有针对性地进行修复，保障排水管网的畅通。

四、检测

排水管网检测通常采用CCTV检测、QV检测两种主要方式，通过检测可以查清管道及检查井的结构性缺陷和功能性缺陷及缺陷等级。信息化在检测过程的主要作用：规范检测成果的提交，包括检测视频、检测报告、图片及所有成果文件的命名规范;检查检测成果的质量，包括检测长度、检测视频和报告的匹配度等;建立地图上管段数据和检测成果的一一对应关系;基于准确的检测数据进行管网健康状态的分析;检测过程的事件上报及管理。

（一）确保检测成果的规范化

通过制定一套规范的检测成果提交规范，包括：编码规范、检测文件的命名规范、检测视频的格式、检测文件和图形数据的匹配关系等规范，可实现检测成果和管段一一对应关系的建立，在管网地图上任意点击一段管网，就可以方便的查看此管段之前的所有检测视频、检测报告及图片等资料，极大了方便了对历史检测资料的查阅，充分发挥检测成果的数据价值。解决了无信息化时检测的图档资料文件化存储导致很难查阅的问题，实现了永久保存管理。

（二）诊断分析管网的健康状态

根据管网的检测成果，分析管网的健康状态：功能性缺陷（破裂、变形、错位、脱节、渗漏、腐蚀、胶圈脱落、支管暗接、异物侵入）、结构性缺陷（沉积、结垢、障碍物、树根、洼水、坝头、浮渣），然后结合缺陷等级（共分为四个等级），通过配图发布服务形成管网健康状态专题图，并对不同缺陷等级的管网用不同的颜色展示，这样，在一张图上能够直观查看所有管网的健康状态以及存在缺陷管网的分布位置，有利于管理者根据轻重缓急制定针对性的修复计划。

（三） 检测过程中的事件上报及管理

排水管网检测过程中，发现的异常事件：污水直排、雨污混接、溢流污染、地表水倒灌、外水入渗等问题以及排水户接管情况，都可以在手机端App直接进行事件上报，形成异常事件库，指导后续的日常巡检养护。进行养护任务时可以事先查看该小区或者道路的所有异常信息，针对隐患点重点养护，提高工作效益。

五、修复

管道修复是指对存在破损、缺陷等问题的管道采取各种技术使其恢复正常的使用功能，排水管道的修复方式主要分为开挖修复和非开发修复。信息化在修复过程的主要作用：流程化管理整个修复工程的事前、事中和事后的工作开展时间、内容、地点等信息;通过后台管理软件可实时查看修复前后的差别;统计分析修复工程的工作量，为修复工程的考核和结算提供准确的数据支撑依据;分析缺陷管道修复的优先等级，合理安排修复计划。

（一）监管修复工程的质量

通过手机端APP对现场修复工作进行全流程管理，记录修复过程的台账信息，包含缺陷类型、修复长度、修复时间、修复内容、修复单位、修复过程的视频及图片等等，形成统一台账，实时上传到后台数据库，在后台管理软件的修复管理专题上，能够实时查看所有正在进行的修复工程，包括修复进度、修复前后的视频比对、实际修复的长度、修复所有的材料清单等，便于管理者实时掌握修复工作的质量，实现了所有修复事件的可追溯。

（二）分析缺陷管道修复的优先等级

通过管道检测技术，发现的管道变形、破损、沉积等缺陷问题，分析管网缺陷等级。软件利用后台专业算法，对每段缺陷管网进行综合分析，根据设定的缺陷因子，综合判定每段管网需要修复的紧急程度，确定优先等级，管理人员可以根据软件提供的修复意见（修复的优先等级、修复方式、修复材料等），合理安排修复工程，使修复计划安排更合理、更科学。

（三）量化修复工程的工程量

管网修复工程的实际工程量和计划工程量时有不一致的情况，导致管理人员对管网修复工程的结算缺少准确的数据支撑。通过软件提供的对修复工程的全流程数字化管理功能模块，实时记录每个工程的到达时间、结束时间、修复方式、工人和车辆的数量、材料清单等内容，准确量化每个工程的实际修复长度，再结合软件后台配置的原材料价格、修复单价等参数，系统能够自动统计每个修复工程的结算费用。同时，结合软件对整个审批结算流程的信息化管理，实现无纸化、移动化办公的同时，提高效率节能减排。

六、评估

评估是五位一体管理中最后一个环节，主要是利用信息化技术对排水管理中已开展工作的效益进行评估，总结经验以数字为依据，更好地开展下一步工作。信息化在评估过程的主要作用：基于大数据和核心算法，评估地下管网的安全结构风险;结合物联设备的实时监测数据，评估分析现场修复项目的实施效果;对区域水环境质量的变化进行评估。

（一）评估管网结构的安全风险

地下管道的爆管、渗水是造成城市道路塌陷的主要原因之一，据不完全公开报道统计，我国在2018年4月至2019年5月共发生244起城市道路塌陷事故，造成39人受伤，33人死亡，造成重大人员伤亡和经济损失。通过五位一体工作积累的海量数据，结合管网风险评估核心算法，能够评估出高风险管网存在的位置，提醒管理者重点关注，可以优先安排养护或者改造，实时监控风险及时采取措施，减少或避免重特大事故的发生。

（二）评估已开展项目的综合效益

利用信息化技术，对已开展的项目效益进行评估，追踪分析问题是否解决。一方面通过对实时数据的分析，特别是水量数据，分析管网修复、养护及纳管等工作的开展效益;另一方面通过分析泵站、污水厂水量水质的变化，评估区域水环境质量及排水系统问题（外水入侵、雨污混接、入渗入流等）的严重程度，为管理决策提供数据支撑。

（三）评估制定合理的养护计划

根据软件积累的基础数据和历史养护数据，结合养护全覆盖的要求，评估制定出合理的养护计划：对从未养护过的管网区域优先进行养护;对历史养护过程中发现问题比较大的区域加大养护频率;对历史养护过程中处于健康运行的管网区域减少养护频率;对通过物联网设备实时监测发现问题的管网区域进行优先养护等等。通过后台数据中心积累的大数据，综合评估分析，挖掘数据价值，合理制定养护计划，有效利用养护资金，避免过度养护或养护不足。

七、结束语

排水管网的“五位一体”管理，排查是先决条件，测绘是坚实基础，检测是技术手段，修复是重要保障，评估是长效支撑，五个方面形成一个整体，相互影响、相互作用。在“五位一体”的整个实施过程中，通过信息化手段，实现基础测绘数据的标准化、业务管理流程的数字化、风险事故决策的科学化和日常运营的智慧化。

昆山排水管网智慧运营监管服务项目在整个软件研发过程中，利用了包含物联网、GIS、图像对比、大数据分析在内的多种新技术，真正将昆山市排水管理需求与信息化进行了深度融合，提高管理效益，实现长效管理。

作者单位：周莉芬    昆山市水务局

蔡海燕    上海启呈信息科技有限公司

參  考  文  献

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