近日，銳錸論文《淺談基于“智能化硬件+智慧化軟件+價(jià)值化服務(wù)”的供水管網(wǎng)漏損控制體系建設與應用》刊登于《環(huán)球表計》期刊2021年第3期(9月版)季刊“水/氣專(zhuān)題”欄目。

淺談基于“智能化硬件+智慧化軟件+價(jià)值化服務(wù)”的供水管網(wǎng)漏損控制體系建設與應用

摘要：中國是全球人均水資源最貧乏的國家之一，水資源分布不均，隨著(zhù)城鎮化的加快，城市規模逐步擴大，用水需求日益增多，缺水問(wèn)題也越漸突出。與此同時(shí)，城市供水管網(wǎng)老化、腐蝕嚴重，漏損一直居高不下或反復。據有關(guān)統計估算，供水管網(wǎng)漏損造成的每年經(jīng)濟損失高達200億，如何有效降低和控制漏損是長(cháng)期困擾我國供水企業(yè)的一大難題。本文以吉安水務(wù)集團有限公司的試點(diǎn)區域分區計量為例，簡(jiǎn)要介紹基于“智能化硬件+智慧化軟件+價(jià)值化服務(wù)”的整體解決方案在供水管網(wǎng)漏損管控中的應用。通過(guò)實(shí)踐證明，“智能化硬件+智慧化軟件+價(jià)值化服務(wù)”的整體解決方案能有效降低漏損率，控制產(chǎn)銷(xiāo)差，保障供水安全。

01 引言

現階段，供水管網(wǎng)漏損率和產(chǎn)銷(xiāo)差率仍處于高居不下的狀態(tài)。因管網(wǎng)老化漏損嚴重，劣質(zhì)表計計量不準確，平臺信息封閉、分散、缺乏統一的管理體系，對異常表、漏損管網(wǎng)的周檢缺乏合理的運維機制，基礎平臺支撐能力弱及功能不完善，水務(wù)業(yè)務(wù)應用系統建設智慧化程度低等潛在問(wèn)題造成的水資源浪費無(wú)法估量。據2019年供水年鑒統計，我國城鎮供水管網(wǎng)平均漏損率為15%左右，但由于統計范圍等原因，實(shí)際情況可能遠超于15%。

2020年10月20日，中國城鎮供水排水協(xié)會(huì )正式發(fā)布《城鎮水務(wù)2035年行業(yè)發(fā)展規劃綱要》，明確今后15年我國城鎮水務(wù)行業(yè)的發(fā)展目標和指標，到2035年全國供水管網(wǎng)漏損率控制在10%以?xún)?。因此，通過(guò)建設供水管網(wǎng)漏損控制體系解決漏損和節約水資源等問(wèn)題迫在眉睫。

從2015年開(kāi)始，吉安水務(wù)集團有限公司陸續通過(guò)在管網(wǎng)上增設流量壓力監測點(diǎn)進(jìn)行分區建設，推行分區計量管理工作，同時(shí)進(jìn)行表計升級改造，逐步將機械水表替換為帶無(wú)線(xiàn)遠傳的電磁水表并上傳至平臺監控。但是因為種種原因，實(shí)際效果并不明顯。到2020年8月，針對城區供水管網(wǎng)運行問(wèn)題，吉安水務(wù)集團有限公司與上海銳錸水務(wù)科技有限公司達成共識，建立合作，從“智能化硬件+智慧化軟件+價(jià)值化服務(wù)”漏損控制體系建設入手，將青原區設為試點(diǎn)，深入開(kāi)展分區計量建設和管理，降低產(chǎn)銷(xiāo)差。

02 智能化硬件：水表合理選型

表計既是供水管網(wǎng)漏損控制體系中的首要部分，又是智慧水務(wù)管網(wǎng)系統分析處理用水數據并提供合理科學(xué)的解決方案的基礎。根據國際水協(xié)(IWA)水平衡定義，供水企業(yè)產(chǎn)銷(xiāo)差率中的漏損水量由表觀(guān)漏損和真實(shí)漏失構成。表計選型、使用和管理對降低產(chǎn)銷(xiāo)差起到至關(guān)重要的作用。為此，吉安水務(wù)集團有限公司通過(guò)考量計量性能、表務(wù)管理、經(jīng)濟成本、安全衛生、用戶(hù)體驗等多方面影響因素，最終選用了銳錸水務(wù)自主研發(fā)的智能表計。根據試點(diǎn)區域給水管網(wǎng)實(shí)際情況，在取得了初步選型建議的基礎上，吉安水務(wù)集團有限公司大膽實(shí)踐，不斷完善，將大量現有水表更換為適用于工商用戶(hù)水量結算和小區水量考核總管的D系列電磁水表和適用于應急水源和管網(wǎng)分區計量的M系列電磁流量計。

該電磁水表基于法拉第電磁感應原理測量，且導流管為直通結構，無(wú)任何可動(dòng)部件，有較寬的量程比和極低的始動(dòng)流量，使得計量更靈敏，更準確，同時(shí)運行可靠，維護方便，長(cháng)期穩定性好。在工商用戶(hù)貿易結算方面，電磁水表能避免因機械水表磨損導致的計量偏差和計量糾紛;在小區總管水量考核方面，電磁水表能正反向測量，準確測量夜間最小流量，并結合軟件分析，準確評估存量漏損，及時(shí)預警新增漏損，指導及時(shí)檢漏與維修，從而降低物理漏失。

該電磁流量計實(shí)現了應急水源水量與壓力的實(shí)時(shí)監測;大容量的鋰電池解決了管網(wǎng)分區流量計太陽(yáng)能供電系統不穩定導致的數據丟失問(wèn)題，保障了管網(wǎng)分區流量數據的準確性和完整性。

03 智慧化軟件：建立智慧水務(wù)信息化平臺

供水管網(wǎng)信息化管理是實(shí)現供水管網(wǎng)科學(xué)高效管理與優(yōu)化運行的現代化科學(xué)技術(shù)。針對管理與決策、信息化系統發(fā)展與運維、專(zhuān)題業(yè)務(wù)與運維信息化、現場(chǎng)作業(yè)與移動(dòng)化等方面，吉安水務(wù)集團有限公司搭建了智慧水務(wù)管網(wǎng)系統，通過(guò)獲取試點(diǎn)區域的各類(lèi)靜態(tài)及動(dòng)態(tài)數據，構建數據庫，建立智慧化、智能化、信息化的水務(wù)管理模式，使供水管網(wǎng)管理實(shí)現智能、實(shí)時(shí)與閉環(huán)。

截至目前，“吉安水務(wù)分區計量管理系統”應用功能模塊已逐步建設了“大用戶(hù)管理”、“分區管理”、“小區DMA管理”、“調度管理”、“二供管理”、“表具管理”和“漏水管理”7個(gè)主功能模塊，7個(gè)功能模塊各有不同的子模塊，服務(wù)不同的業(yè)務(wù)，表計、數據、業(yè)務(wù)、管理之間既各自獨立又相互關(guān)聯(lián)，構建起以分區計量管理系統為核心的產(chǎn)銷(xiāo)差控制管理體系。

大用戶(hù)管理模塊

大用戶(hù)管理模塊主要負責對收費用水大戶(hù)進(jìn)行全生命周期管理，從設備、水量、業(yè)務(wù)三個(gè)層面進(jìn)行分析預警，從而控制計量損失，有效管理用水大戶(hù)。目前，吉安水務(wù)集團有限公司試點(diǎn)區已成功接入945臺遠傳收費大表。

分區管理模塊

分區管理模塊負責量化不同區域的漏損水量和分布，便于根據不同計量分區的特點(diǎn)與流量變化，檢測其供水情況，量身定制漏損控制目標與方案，實(shí)施差異化管理，針對性地開(kāi)展漏損控制工作。如果某區域的流量發(fā)生急劇變化的時(shí)候，監控系統將根據常規流量情況進(jìn)行分析并根據下一級分區的流量情況作出基本的漏損區域推斷。通過(guò)分析地形和組織結構，吉安水務(wù)集團有限公司將供水區域劃分成吉州區、井開(kāi)區、青原區三個(gè)一級分區，其中試點(diǎn)區域通過(guò)管網(wǎng)邊界流量計劃分了三個(gè)二級分區。

住宅小區DMA管理模塊

住宅小區DMA管理模塊是獨立計量區管理模塊，在區域管理的框架下進(jìn)一步細化區域管理，即為三級分區。通過(guò)在進(jìn)水口安裝水量監控表，對某小區域用水情況進(jìn)行監控，在充分掌握該區域的基礎信息的情況下，評估其漏損水平，提供決策支持。若有新增漏損出現，可觸發(fā)預警功能，及時(shí)實(shí)施管網(wǎng)調度處理。為此，吉安水務(wù)集團有限公司建立了124個(gè)DMA，其中試點(diǎn)區域建有35個(gè)DMA。綜合考慮了整個(gè)小區的基本情況后，吉安水務(wù)集團有限公司在系統內設置了合理科學(xué)的預警閾值，當考核表的凈夜間最小流量超過(guò)預設值時(shí)，將會(huì )自動(dòng)報警，提醒供水調度指揮中心及管網(wǎng)維修部門(mén)處理管網(wǎng)檢漏工單。

漏水管理模塊

漏水管理模塊包含漏點(diǎn)監控、上報、維修、分析等業(yè)務(wù)應用，對漏點(diǎn)數據進(jìn)行綜合、統一管理，規范檢漏和維修信息記錄并輔助決策。為進(jìn)一步評估試點(diǎn)區域的漏失水平和檢漏管理現狀，第三方檢漏團隊進(jìn)行了為期20天的漏點(diǎn)普查，共維修了60處漏點(diǎn)，減少漏失水量77.5m3/h，減少年漏水水量67.89萬(wàn)m3。

調度管理模塊

調度管理模塊側重于管網(wǎng)監測和壓力管理，包含了應急水源、水廠(chǎng)和管網(wǎng)監測的數據與分析以及壓力分布展示，后續吉安水務(wù)集團有限公司還將接入高頻壓力監測點(diǎn)，構建壓力監控管理，優(yōu)化統籌調度。

二供管理模塊

二供管理模塊為二次供水運行監控人員提供遠程監控工具，引入全覆蓋的視頻監控系統，對二次供水泵房和沿途加壓泵站進(jìn)行監控管理，實(shí)現遠程實(shí)時(shí)在線(xiàn)監控無(wú)人值守的泵房，通過(guò)分析泵房運行監控信息、泵房詳情和視頻，及時(shí)、準確的發(fā)現二次供水運行問(wèn)題。

表具管理模塊

表具管理模塊是其他模塊功能能夠有效運行的基礎。它具備電子臺賬業(yè)務(wù)應用，能詳細記錄每一臺遠傳設備的信息、狀態(tài)等基礎信息，有利于提升信息系統集成度，消除信息交互屏障。吉安水務(wù)集團有限公司共接入了1384臺遠傳設備，其中1383臺在用，1臺報廢拆下。

04 價(jià)值化服務(wù)：推行全生命周期支持服務(wù)

截至2021年6月底，經(jīng)過(guò)近10個(gè)月的七個(gè)階段的項目實(shí)施，吉安水務(wù)集團有限公司的漏損控制綜合管理體系初步建成，從2020年8月份到2021年5月份產(chǎn)銷(xiāo)差率由27.81%下降至18.90%，產(chǎn)銷(xiāo)差率下降了8.91%。

第一階段：建立基礎信息臺賬

2020年8月15日至9月5日，吉安水務(wù)集團有限公司以水量傳遞為主線(xiàn)，以遠傳大表數據上系統為目標，對水廠(chǎng)、管網(wǎng)流量監測點(diǎn)、遠傳大表進(jìn)行全面普查，共排查了5個(gè)水廠(chǎng)的流量計量、17個(gè)管網(wǎng)流量監測點(diǎn)及1082臺遠傳大表，并建立了信息臺賬，為流量數據接入系統平臺打下了基礎。

第二階段：提出產(chǎn)銷(xiāo)差控制建議

2020年9月20日至9月26日，在第一階段普查的基礎上，一方面對第一階段遺漏的、未見(jiàn)的、疑問(wèn)的對象進(jìn)行現場(chǎng)排查和確認，完善臺賬并與各個(gè)營(yíng)業(yè)所對接數據，更正和優(yōu)化營(yíng)收系統信息數據;另一方面深入調研并抽查大用水量機械表，評估試點(diǎn)區域流量計量的管理現狀。通過(guò)對比分析各項參數，提出了《吉安水務(wù)集團有限公司現場(chǎng)調研匯總報告和試點(diǎn)區域產(chǎn)銷(xiāo)差控制建議》。

第三階段：確定產(chǎn)銷(xiāo)差控制方案

2020年10月29日至11月4日，吉安水務(wù)集團有限公司確定了針對試點(diǎn)區域到2021年6月底產(chǎn)銷(xiāo)差率降至15%的控制目標及技術(shù)手段，確定了《吉安水務(wù)集團有限公司試點(diǎn)區域產(chǎn)銷(xiāo)差控制方案》。

第四階段：建立DMA管理模式

2020年12月9日至12月19日，吉安水務(wù)集團有限公司對已經(jīng)安裝了考核表的小區進(jìn)行了現場(chǎng)調研，對未安裝考核表的小區進(jìn)行了信息梳理，并在系統平臺上線(xiàn)DMA管理模塊，建立了24個(gè)小區DMA，實(shí)現了小區漏損預警。在此期間，對主要水廠(chǎng)3#、4#、5#、6#出廠(chǎng)水的某知名品牌的流量計進(jìn)行現場(chǎng)校驗以及遠傳改造，解決了供水總量因數據遠傳造成的誤差問(wèn)題。

第五階段：建立二級分區

2021年，吉安水務(wù)集團有限公司設立了“吉安水務(wù)集團有限公司試點(diǎn)區域分區計量項目部”，銳錸技術(shù)服務(wù)團隊開(kāi)始常駐項目部。2021年3月23日至4月23日，試點(diǎn)區域加裝管網(wǎng)流量和壓力監測點(diǎn)，并將試點(diǎn)區域劃分成3個(gè)二級分區，對試點(diǎn)區域實(shí)行區域精細化管理。在此期間，改造了6個(gè)存在故障的管網(wǎng)流量監測點(diǎn)，對試點(diǎn)區域存在故障的遠傳大表進(jìn)行了維修，確保數據監測的準確、穩定。

第六階段：完善漏點(diǎn)管理

2021年5月24日至6月12日，第三方檢漏團隊對試點(diǎn)區域做了全面檢漏，有效檢出并維修了60個(gè)漏點(diǎn)，降低了試點(diǎn)區域的物理漏失，上線(xiàn)了系統平臺漏水管理模塊。

第七階段：初步建成產(chǎn)銷(xiāo)差綜合管理體系

2021年7月2日，吉安水務(wù)集團有限公司完成了老服務(wù)器數據遷至新服務(wù)器操作，分區計量系統所有數據均存儲于新服務(wù)器，告別了老服務(wù)器數據時(shí)?？ㄍ５膯?wèn)題。至此，試點(diǎn)區域產(chǎn)銷(xiāo)差綜合管理體系初步建成。

05 結語(yǔ)

吉安水務(wù)集團有限公司通過(guò)落實(shí)“智能化硬件+智慧化軟件+價(jià)值化服務(wù)”漏損控制整體解決方案，有效降低了產(chǎn)銷(xiāo)差，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益，進(jìn)一步提升了企業(yè)精細化管理效能。隨著(zhù)我國政府和城市及供水企業(yè)對水資源管理的加強，對供水管網(wǎng)漏損控制技術(shù)發(fā)展的重視，今后大量基于該類(lèi)技術(shù)的漏損控制方法將會(huì )源源不斷的涌現出來(lái)，不斷解決漏損率和產(chǎn)銷(xiāo)差率的疑難雜癥,為漏損控制工作開(kāi)辟嶄新的思路，為供水管網(wǎng)漏損控制技術(shù)現代化發(fā)展提供更多的實(shí)踐應用經(jīng)驗。

編輯：趙凡