在數(shù)字浪潮席卷全球的今天,水務行業(yè)正經(jīng)歷著一場深刻的變革。當‘大數(shù)據(jù)’與‘智慧水務’相遇,一場以數(shù)據(jù)為驅(qū)動的治水、管水、用水革命已然拉開序幕。而這場革命的第一步,也是最關鍵的一步,便是數(shù)據(jù)采集。它如同智慧水務的‘感官系統(tǒng)’與‘神經(jīng)網(wǎng)絡’,從水循環(huán)的每一個角落獲取信息,為后續(xù)的分析、決策與控制奠定基石。
一、智慧水務數(shù)據(jù)采集的“全景圖”:覆蓋水循環(huán)全鏈路
傳統(tǒng)水務的數(shù)據(jù)采集往往局限于水廠生產(chǎn)、管網(wǎng)壓力等少數(shù)關鍵點,數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象嚴重。而智慧水務的數(shù)據(jù)采集,則構(gòu)建了一張覆蓋“水源地—水廠—管網(wǎng)—用戶—排水—處理—回用”的全生命周期感知網(wǎng)絡。
- 水源與水廠監(jiān)測:通過部署在水源地(河流、水庫、湖泊)的水質(zhì)多參數(shù)在線監(jiān)測儀、流量計、視頻監(jiān)控,實時采集原水的pH值、濁度、氨氮、藻類、水位等信息。水廠內(nèi)部則密集布設傳感器,監(jiān)測混凝、沉淀、過濾、消毒等各工藝環(huán)節(jié)的關鍵參數(shù)(如加藥量、池體水位、濾池壓差、余氯含量),以及設備運行狀態(tài)(水泵電流、電壓、振動頻率)。
- 供水管網(wǎng)動態(tài)感知:這是數(shù)據(jù)采集的難點與重點。通過安裝在管網(wǎng)關鍵節(jié)點(如泵站、閥門、管道交匯處、小區(qū)入口)的智能水表、壓力變送器、流量計、噪聲記錄儀、水質(zhì)監(jiān)測點,實時采集管網(wǎng)壓力、瞬時流量、累計水量、漏損噪聲、管網(wǎng)水質(zhì)(余氯、濁度)等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是診斷管網(wǎng)健康、優(yōu)化調(diào)度、及時發(fā)現(xiàn)漏損的“聽診器”。
- 用戶端精細化計量:智能水表(如NB-IoT、LoRa水表)的普及,實現(xiàn)了從“月讀”到“分鐘級”甚至“秒級”的用水數(shù)據(jù)采集。它不僅能精準計量用水量,還能通過用水模式分析(如夜間最小流量)輔助判斷戶內(nèi)是否漏水,并支持遠程閥控。
- 排水與污水處理監(jiān)控:在排水管網(wǎng)、提升泵站、污水處理廠,布設液位計、流量計、水質(zhì)分析儀(COD、氨氮、總磷、總氮)、氣體傳感器(H2S、CH4),實時掌握污水水量、水質(zhì)、管網(wǎng)充滿度以及處理效能,為防洪排澇和達標排放提供數(shù)據(jù)支撐。
二、核心技術:讓數(shù)據(jù)“采得到、傳得回”
海量數(shù)據(jù)的采集,離不開一系列先進技術的支撐:
- 物聯(lián)網(wǎng)(IoT)與智能傳感器技術:這是數(shù)據(jù)采集的硬件基礎。現(xiàn)代傳感器正朝著微型化、低功耗、高精度、多參數(shù)融合的方向發(fā)展。智能傳感器內(nèi)置微處理器,具備初步的數(shù)據(jù)處理與自校準能力。
- 低功耗廣域網(wǎng)絡(LPWAN):針對水務資產(chǎn)分布廣、環(huán)境復雜、部分節(jié)點供電困難的特點,NB-IoT、LoRa等LPWAN技術憑借其廣覆蓋、低功耗、大連接、低成本的優(yōu)勢,成為連接海量監(jiān)測終端(尤其是智能水表)的“黃金通道”,解決了傳統(tǒng)通信方式(如GPRS)覆蓋不足、功耗高的痛點。
- 邊緣計算:并非所有數(shù)據(jù)都需要上傳云端。在數(shù)據(jù)采集端(如智能網(wǎng)關、高級傳感器)部署邊緣計算能力,可以對原始數(shù)據(jù)進行本地預處理(如濾波、壓縮、特征提取)、異常識別和即時報警,大幅減少網(wǎng)絡傳輸帶寬壓力和云端處理負擔,并提升系統(tǒng)實時響應能力。
- 無人機與衛(wèi)星遙感:對于大范圍的水源地水域監(jiān)測、管網(wǎng)沿線地表狀況巡查、非法排污口排查等,無人機搭載高光譜相機、熱成像儀,以及衛(wèi)星遙感技術,提供了宏觀、高效的數(shù)據(jù)采集手段。
三、價值彰顯:從數(shù)據(jù)到智慧的關鍵一躍
全面、實時、精準的數(shù)據(jù)采集,其價值遠不止于記錄。它是智慧水務所有高級應用的“源頭活水”:
- 保障供水安全:實時水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)絡如同“電子哨兵”,能在污染物擴散早期發(fā)出預警,為啟動應急預案贏得寶貴時間。
- 優(yōu)化運營與節(jié)能降耗:基于全網(wǎng)的壓力、流量數(shù)據(jù),可構(gòu)建管網(wǎng)水力模型,實現(xiàn)水泵的優(yōu)化調(diào)度,在保證服務壓力的前提下,顯著降低泵送能耗。
- 精準控漏降損:通過分析DMA(獨立計量區(qū)域)的夜間最小流量、壓力與流量相關性,可以快速定位漏損區(qū)域。聲學傳感器網(wǎng)絡能進一步精確定位漏點,將漏損率從看不見的“黑洞”變?yōu)榭蓽y量、可控制的關鍵績效指標。
- 提升客戶服務:高頻次的用水數(shù)據(jù)使預付費、階梯水價、異常用水提醒(可能提示漏水或獨居老人安全)等個性化服務成為可能,提升了用戶體驗和用水效率。
- 輔助科學決策:長期積累的海量數(shù)據(jù),通過大數(shù)據(jù)分析,可以揭示用水規(guī)律、設備壽命周期、管網(wǎng)老化趨勢,為管網(wǎng)改造、水廠擴建、應急預案制定等長期規(guī)劃提供數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策支持。
###
數(shù)據(jù)采集,是智慧水務大廈的基石。它正從傳統(tǒng)的點狀、被動、人工模式,向全網(wǎng)、實時、自動化的智能感知時代邁進。挑戰(zhàn)依然存在:如何確保海量終端的長周期穩(wěn)定運行與低成本維護?如何實現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的標準化與高質(zhì)量治理?如何在采集過程中更好地保障數(shù)據(jù)安全?
隨著傳感器技術、通信技術和人工智能技術的進一步融合,數(shù)據(jù)采集將更加智能、無感和泛在。每一滴水、每一段管道、每一臺設備的狀態(tài)都將被實時感知和數(shù)字映射,最終匯成城市水系的“數(shù)字孿生體”,讓水務管理真正變得可知、可控、可預測,從而開啟一個更安全、高效、綠色、韌性的智慧水務新時代。
如若轉(zhuǎn)載,請注明出處:http://www.szgangcheng.com.cn/product/50.html
更新時間:2026-01-06 01:39:41