一、方案背景
随着城市化进程的不断推进，城市供排水管网作为城市基础设施的关键组成部分，其安全稳定的运行对于确保城市居民的日常生活、工业生产活动以及整个生态环境的健康具有至关重要的作用。近年来，由于各种原因，城市供排水管网事故频繁发生，包括但不限于管道爆裂、泄漏等问题，这些问题不仅给城市带来了巨大的经济损失，还可能引发一系列的环境污染事件、火灾等严重的次生灾害。城市供排水管网监测系统的建立和完善，能够实现对城市供水和排水系统的实时监控，及时发现潜在的问题并迅速采取措施进行处理，从而保障供水和排水的安全性，提升城市基础设施的管理效率，有效预防水污染和城市内涝的发生。因此，加强城市供排水管网监测系统的建设，提升管网运行的安全水平，已经成为推动城市可持续发展的一项重要而紧迫的任务。
二、系统组成
城市供排水管网监测系统是以流量监测仪器为核心，运用现代传感技术、自动测量、自动控制技术、计算机应用技术、以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测系统。系统主要由现场采集单元、数据处理单元（测量主机）、通信网络和监控中心数据服务平台组成。城市供排水管口以及关键交汇口部署监测站（水位计、流量计、流速仪、压力计等)，接入水文水利网关(RTU)，实时采集水位、流量、流速、水压等数据并通过5G/4G或光纤网络远程传送至排水管理部门平台，实现远程监控、超限告警、设备定位等功能，管理人员可以随时了解城区各区域排水管网运行状态并解决漏损问题，既满足供排水管网日差巡查的管理需求，系统组成城市供排管网监测系统总体架构由感知层、传输层、数据层、服务层、应用层以及标准规范和运行保障体系组成。
感知层：无线液位变送器、水位监测仪位于物联网结构中的最底层，通过传感网络获取感知信息。感知层是物联网的核心，是信息采集的关键部分。
网络层：网络层是数据通信的核心，是数据传输的主要通道，网络层主要采用NB-IoT通信网络，具备覆盖广、连接多、速率快、成本低、功耗低、架构优等特点。
平台层：通信服务层由物联网设备管理平台组成，实现数据的汇集与管理，为管网监测平台及其他应用平台提供专业、便捷的数据接口服务。
应用层：为供排水管网监测系统平台及第三方应用平台，为运维部门、管线权属单位等相关部门提供数据展示、决策分析等信息服务。
三、系统功能：
█实时监测系统：实时监控城市供水和排水系统的运行状态，涵盖水量、水质、压力等关键参数的实时数据。通过先进的传感器和监控设备，确保对城市水循环系统的每一个环节都能进行精确的跟踪和记录。
█数据采集机制：自动化的数据采集系统不间断地收集各个监测点的信息，并对这些数据进行实时记录。通过确保数据的准确性和时效性，为后续的数据分析和决策提供可靠的基础。
█异常报警机制：一旦监测到系统运行出现异常或关键参数超出预设的安全阈值，系统将立即触发警报。这包括通过声音、光线或数字通讯方式，向运维人员和管理者发送即时通知，以便迅速响应潜在的问题。
█数据分析与报告：对采集到的大量数据进行深入分析，利用先进的算法和模型，生成趋势图、报表等直观的分析结果。这些分析结果能够帮助管理者全面了解系统的运行状况，及时发现潜在的问题，并作出相应的调整和优化。
█预警预测功能：结合历史数据和当前的运行状态，系统能够预测未来可能出现的风险和问题。通过提前识别潜在的风险点，管理者可以采取预防措施，减少系统故障和意外停机的风险。
█远程控制能力：通过远程控制系统，运维人员可以对供排水设备进行远程启停、调节等操作。这不仅提高了操作的便捷性，还能在紧急情况下迅速作出反应，确保系统的稳定运行。
█维护管理工具：系统提供全面的设备维护和故障排查工具，帮助运维团队高效地进行日常维护和故障处理。通过预防性维护和快速响应机制，确保系统的长期稳定性和可靠性。
█信息共享平台：实时将监测数据和管理信息共享给城市管理部门、应急响应团队和其他相关部门。通过建立一个高效的信息共享平台，提高决策效率，确保在紧急情况下能够迅速协调各方资源，共同应对挑战。
四、系统价值
城市供排水管网监测系统在确保城市供排水系统的安全、稳定与高效运行方面扮演着至关重要的角色。这一系统能够实时监控管网中的关键参数，包括但不限于压力、流量和水质等，从而确保整个供排水网络的顺畅运作。通过这种实时监测，相关部门能够迅速发现潜在的问题和异常情况，并及时采取相应的应对措施，有效提升对突发事故的应急处理能力。此外，精确的监测数据有助于减少不必要的水资源浪费，优化水资源的分配和使用，进而提高城市供排水服务的整体质量和效率。通过这些努力，城市居民能够享受到更加可靠和高效的供水服务，同时也有助于推动城市可持续发展和环境保护。
