供水管網是城市運行的“生命線”,其運行安全直接關系到社會生產和居民生活的穩定。隨著城市化進程加快,傳統的人工巡檢和粗放式管理已難以滿足對供水管網高效、精準、安全監控的需求。因此,基于物聯網和自動化技術的供水管道壓力監控與報警系統應運而生,成為保障供水安全、降低漏損、優化調度的重要工具。本文以唐山平升電子技術開發有限公司在供水管道監控系統領域的實踐為例,探討該系統的核心構成、關鍵技術及其報警系統的開發。
一、 供水管道壓力監控系統的核心價值
供水管道壓力監控系統旨在對管網關鍵節點(如輸水干管、區域分界點、用水大戶入口等)的壓力進行實時、連續的遠程監測。其核心價值體現在:
- 安全保障:實時監測壓力異常(如超壓、欠壓),及時發現爆管、泄漏風險,防止次生災害。
- 漏損控制:通過壓力趨勢分析和夜間最小流量監測,輔助定位疑似漏點,有效降低管網漏損率。
- 優化調度:為水廠泵站和分區調壓提供精準數據支持,實現科學調度,平衡管網壓力,節能降耗。
- 精細管理:積累海量運行數據,為管網規劃、改造與維護提供決策依據,提升管理智能化水平。
二、 系統架構與關鍵技術
一個典型的供水管道壓力監控系統通常采用分層分布式架構:
- 感知層:由部署在管網監測點的壓力變送器/傳感器、數據采集終端(RTU)構成。唐山平升電子作為專業的物聯網解決方案提供商,其DATA-系列遙測終端在此環節發揮關鍵作用,負責壓力數據的精準采集、現場存儲與初步處理。
- 傳輸層:負責將現場數據遠程傳輸至監控中心。根據現場條件,可采用4G/5G、NB-IoT、LoRa等無線通信技術,或光纖、以太網等有線方式,確保數據傳輸的穩定性、實時性與低功耗。
- 平臺層:即監控中心軟件平臺。平臺接收、存儲、處理和分析來自各監測點的數據,實現可視化展示(如電子地圖、趨勢曲線、數據列表)。平升電子的“城市供水管網監測系統”軟件平臺,具備強大的數據管理與分析功能。
- 應用層:面向管理人員提供壓力監控、報警處理、報表統計、移動APP訪問等具體應用服務。
三、 報警系統的開發與實現
報警系統是整套監控體系的“神經中樞”和“哨兵”,其開發的可靠性與智能化水平直接決定系統效能。唐山平升電子在報警系統開發中著重以下幾個方面:
- 多級報警機制:
- 閾值報警:設定壓力上限、下限及變化率閾值。當監測數據超越預設安全范圍或發生急劇變化時,立即觸發報警。
- 設備狀態報警:對終端設備電池電壓低、通信中斷、傳感器故障等自身狀態進行監測并報警。
- 關聯分析報警:結合流量、閥門狀態等多參數進行邏輯判斷,例如某點壓力驟降而下游流量無明顯變化,可能提示該點與下游之間存在嚴重泄漏。
- 多元化報警通知:報警觸發后,系統通過多種渠道確保信息及時送達責任人:
- 平臺聲光提示:監控中心大屏幕和電腦軟件界面產生醒目的視覺和聲音警示。
- 短信/語音通知:自動向預設的手機號碼發送報警短信或撥打電話。
- 移動APP推送:通過專用APP向管理人員推送報警詳情。
- 微信/郵件通知:集成主流通訊工具,拓寬信息送達渠道。
- 報警處理與閉環管理:
- 系統記錄完整的報警信息(時間、點位、數值、類型等),并生成報警日志。
- 支持報警確認、派單、處理結果反饋的全流程電子化跟蹤,形成“報警-處置-消警”的閉環管理,確保每一起報警事件得到有效處理。
- 提供歷史報警查詢與統計分析功能,幫助管理者識別高頻報警點,優化報警閾值,提升管網薄弱環節。
- 智能化演進:結合人工智能與大數據分析技術,報警系統正從“閾值觸發”向“智能預測”發展。通過機器學習算法對歷史壓力數據、天氣、用水模式等進行深度挖掘,實現壓力異常趨勢的早期預警和泄漏風險的智能研判,變被動響應為主動預防。
四、 與展望
以唐山平升電子技術開發有限公司為代表的專業廠商,通過將先進的傳感技術、物聯網通信技術、軟件平臺與專業的行業知識相結合,開發的供水管道壓力監控與報警系統,已成為水務企業實現智慧水務轉型不可或缺的基礎設施。隨著傳感器成本的降低、通信技術的演進以及AI算法的深化應用,該系統將更加智能化、集成化,并與水力模型、調度系統、營收系統等深度聯動,為構建安全、高效、綠色的城市供水體系提供更強大的技術支撐,最終實現供水服務的提質增效與安全保障能力的全面提升。