在城市化进程加速推进的当下,污水管网作为城市"地下血脉",承担着污水收集、传输与处理的核心功能。然而,传统污水管网监测体系长期面临数据滞后、感知盲区、响应迟缓等痛点,导致管道淤积、污水溢流、雨污混接等问题频发。厦门海川润泽物联网科技有限公司凭借其在水利信息化领域的深厚积累,构建了以"感知-传输-分析-决策"为核心的智能污水管网监测体系,通过多维度技术融合与创新,为城市水环境治理提供了系统性解决方案。
一、感知层:全要素精准捕获,构建数据采集基石
污水管网的运行状态监测依赖于对流量、水位、水质等核心参数的实时感知。厦门海川润泽通过部署高精度传感器网络,实现了对污水管网运行状态的全方位捕捉。
1. 多普勒超声波流量计:浑水环境下的流量测量专家
传统流量计在泥沙含量高的污水环境中易因颗粒物干扰导致测量失真,而海川润泽研发的多普勒超声波流量计通过高频脉冲技术与三维流场建模,突破了浑水测量瓶颈。该设备采用200kHz超声波脉冲,结合流速梯度算法,可实现0.01m/s的流速分辨率,在含沙量30kg/m³的污水中仍保持±2%的测量精度。其多声道阵列设计可同步采集不同水层流速数据,构建三维流场模型,动态修正测量系数,有效解决了传统设备因管道淤积导致的精度衰减问题。
2. 雷达水位计:非接触式监测的可靠选择
针对污水管网中腐蚀性强、维护难度大的特点,海川润泽推出的雷达水位计采用FMCW模式,通过发射高频微波信号并接收水面反射信号计算水位高度。该设备支持非接触式安装,避免了与污水直接接触,显著降低了设备腐蚀风险。其毫米级测量精度与微功耗设计,可满足泵站、检查井等关键节点长期稳定运行需求,单次充电续航周期长达6个月。
3. 智能水质传感器:污染溯源的"电子鼻"
水质监测是污水管网管理的核心环节。海川润泽集成光学传感技术的水质监测模块,可实时监测COD、氨氮、pH值等关键指标。该设备采用无试剂检测原理,通过多光谱分析技术识别污染物特征,在某工业园区应用中,成功溯源多起偷排事件,将河道COD指标降低35%。其IP68防护等级与自清洁功能,确保了在高腐蚀、高悬浮物环境下的长期可靠运行。
二、传输层:双模通信保障,打造数据传输高速路
污水管网监测场景具有监测点分散、网络条件复杂的特点。海川润泽通过构建"LoRa+4G/5G"双模通信体系,实现了数据传输的可靠性与经济性平衡。
1. LoRa低功耗广域网:分散节点的经济之选
对于居民区、工业区等支管网监测点,海川润泽采用LoRa通信模块实现低速率、长距离数据传输。该技术通过扩频调制与信道跳频技术,在复杂地下环境中仍可保持稳定连接,单基站覆盖半径达3公里。其微功耗特性使设备可依赖电池供电运行3年以上,显著降低了运维成本。
2. 4G/5G高速网络:关键节点的实时保障
在排水主管网出口、泵站等核心节点,海川润泽部署支持4G/5G的遥测终端机HC-TX90S。该设备集成多协议转换功能,可同时接入流量计、水位计、水质传感器等设备,实现数据本地预处理与加密传输。其断网续传机制确保在网络中断时可存储48小时监测数据,网络恢复后自动补传,保障了数据完整性。
三、平台层:AI赋能分析,挖掘数据深层价值
海川润泽构建的智慧水务平台,通过大数据分析与机器学习技术,实现了从数据采集到决策支持的闭环管理。
1. 数字孪生引擎:管网运行的虚拟镜像
平台基于GPU并行计算技术,构建了百万级网格单元的管网数字孪生模型。该模型可实时模拟污水流动状态,结合气象、用水量等外部数据,预测未来24小时管网负荷变化。在某城市内涝防治项目中,系统提前6小时预警了3处低洼区域积水风险,为应急调度争取了关键时间窗口。
2. 异常检测算法:隐患识别的"火眼金睛"
针对污水管网异常事件,平台部署了基于LSTM神经网络的流量异常检测模型。该模型通过学习历史数据中的正常流态模式,可自动识别管道破裂、非法排污等异常事件。在某工业园区应用中,系统成功检测到夜间异常流量峰值,溯源发现某企业违规排放高浓度废水,避免了重大环境污染事故。
3. 区块链存证:数据可信的"数字印章"
为保障水权交易、排污许可等场景的数据可信性,海川润泽将区块链技术引入监测平台。所有流量、水质数据经加密处理后上链存证,确保数据不可篡改。在河北地下水超采区治理项目中,区块链存证为农业水权交易提供了可信计量依据,促进了水资源合理配置。
四、应用层:场景化落地,驱动管理效能升级
海川润泽通过模块化设计,构建了覆盖排水调度、防汛应急、管网优化等场景的解决方案体系。
1. 智能调度系统:从经验驱动到数据驱动
平台集成的水力模型可根据实时监测数据,自动生成最优调度方案。在城市污水处理厂应用中,系统通过动态调整泵站运行频率,使处理能耗降低18%,同时减少了污水溢流次数。其可视化调度界面支持拖拽式操作,管理人员可直观监控管网运行状态,快速响应突发情况。
2. 防汛预警系统:内涝防治的"智慧大脑"
针对城市内涝问题,平台构建了"监测-预警-响应"三级防控体系。当监测到水位超过警戒值时,系统自动触发预警机制,通过短信、APP推送等方式通知相关人员。其与气象部门的数据对接功能,可结合降雨预报提前调整预警阈值。在2024年汛期,该系统成功预警了12次内涝风险,避免了直接经济损失。
3. 管网健康评估:从被动维护到主动预防
平台通过分析流量、水质、压力等数据的变化趋势,评估管网健康状态。其内置的管网劣化预测模型,可提前识别管道腐蚀、接口渗漏等潜在风险。在城市老旧管网改造项目中,系统筛选出高风险管段,指导精准开挖维修,使改造效率提升40%,施工成本降低25%。
五、技术生态:开放协同,构建产业创新共同体
海川润泽通过"硬件+平台+服务"的模式,构建了覆盖全产业链的技术生态体系。
1. 标准制定者:引领行业规范化发展
公司参与编制多项行业标准,其遥测终端机HC-TX90S的Type-C调试接口、Nano SIM卡槽等设计被多家企业效仿。其主导设计的监测设备通信协议,实现了与主流水务平台的无缝对接,降低了系统集成成本。
2. 产学研合作:驱动技术创新迭代
公司与厦门大学、集美大学等高校共建联合实验室,在AI算法优化、新材料应用等领域开展前沿研究。例如,与某高校合作研发的纳米涂层传感器,将设备使用寿命从3年延长至5年,显著降低了全生命周期成本。
3. 全生命周期服务:保障系统稳定运行
海川润泽配备专业施工团队,提供从设备安装调试到后期运维的全流程服务。其开发的振动监测与声发射检测技术,可预判设备故障,使运维成本降低45%,故障响应速度提升70%。公司还提供定制化培训服务,确保客户能够熟练使用系统功能。