城市排水管网信息化应用研究

城市排水管网信息化应用研究

作者：魏天光

来源：《建筑工程技术与设计》2014年第10期

摘要：为了有效地解决城市排水管网系统滞后城市发展而造成内涝、水环境恶化等问题以及排水行业中固有问题，，城市排水行业可采用新技术和新手段，促进排水管网管理信息化、标准化、精细化和自动化，保障城市排水管网正常运行，指导城市排水管网规划、设计、建设和运行，提供快速、优质的排水公共服务，实现城市可持续发展。 关键词：排水管网 信息化 服务 GIS

近年来，我国部分大中型城市相继遭遇了内涝灾害，北京、上海、广州、武汉、长沙、南昌等城市不同程度地发生了城市内涝，频频上演“看海”“观瀑”等情景，人们的正常生活出行受到了重大影响。城市内涝成为民众关注的焦点，如何解决城市内涝，已经成为各方需要迫切解决的课题。除城市内涝外，城市水环境恶化，排水公共服务能力不足，也影响人们日常生活。这些现象暴露出城市排水行业存在问题，如目前排水设施设计标准偏低，市政排水设施配套滞后城市发展，排水设施维护运行水平较低等。城市排水行业迫切需要提升行业管理水平，保障城市排水管网正常运行，缓解城市内涝，改善城市水环境，服务社会。 1.排水管网信息化应用目标

为了有效地解决城市排水管网系统滞后城市发展而造成内涝、水环境恶化等问题以及排水行业中固有问题，城市排水行业可采用新技术和新手段，提升城市排水管网管理的水平，实现城市排水管网信息化管理，并达到以下几个具体目标：

1）实现城市排水设施管理信息化、标准化、精细化和自动化，保障城市排水管网正常运行，指导城市排水管网规划、设计、建设和运行，适应城市发展需求；

2）实现城市排水管网的闭环管理，缓解城市内涝，提高城市污水收集率，改善水环境。 2.排水管网信息化应用建设内容

排水管网信息化应用建设包括以下具体内容：

1）排水管网数据库建设应用：建立排水管网数据标准及数据更新机制，实现排水设施基础信息及日常管养维护信息的现势性；

2）排水管网综合管理平台建设应用：建立检查井、重点排水户等排水设施人员及车辆巡检管理系统，对水位、流量、雨量等实施多方位的在线监测和收集，对重要排水设施实施视频

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监控，构建排水物联网，实现平台服务的动态移动与固定相结合，以信息化、标准化、精细化、智能化为依据，构建以信息服务、业务应用、数据共享三位一体的排水管网管理平台。 3.排水管网信息化应用 3.1排水管网数据库 3.1.1排水管网数据标准

排水管网数据标准规定了排水设施相关数据的内容、分类与编码、数据属性结构，要素实体代码及图层组织等内容。适用于城市排水设施调查及采集建库、更新维护、制图分析以及建立城市排水地理信息系统，将为相关部门和应用提供排水设施的数量、质量和空间等信息的规范。数据标准建设是排水管网信息化建设的基础。 3.1.2排水管网空间数据库

通过已建立的排水管网空间数据库，收集与排水运行相关的数据、在线监测数据，其中特别关注运行异常的数据，将其录入排水管网数据库，使排水信息平台的应用数据保持滚动更新，并适时发出故障或淤积具体排水设施点段的预警，可为研究、决策、管理人员提供实时可查有效的基础数据。

3.1.3排水管网数据库数据更新机制

建立排水管网空间数据、运维数据、地形数据、排水户数据等排水管网数据定期更新机制，保障排水管网相关数据的现势性，为主管部门及相关单位提供最具实效性的排水管网数据服务，同时实现与相关单位的业务协同。 3.2排水管网综合管理平台

排水管网综合管理平台是基于排水管网数据库，整合排水设施电子巡检管理系统、在线监测系统、视频监控系统等信息化内容，在架构上统一规划，统一接口，实现各项建设内容的数据和流程实现无缝对接，最终形成以GIS为基础，以排水业务为支撑，以在线数据为活力，以专业软件功能为展现方法的综合平台。 3.2.1排水设施电子巡检管理系统 3.2.1.1排水设施电子巡检管理

在城市排水管网管理中，因为排水管网属于地下隐蔽工程，在现场很难将图上管网与现实中的管网一一对应，这样就造成了管网管理的困难。为了让管网管理人员能快速在现场找到指定管线，或是在现场能迅速定位到图上位置，可以通过电子标签技术来实现。排水管网电子标

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识体系建设，充分利用射频识别技术、GIS技术、GPS技术和通信技术建立适用于排水管网现场巡检维护需要的标识体系，并对管网日常巡检工作提供有效的监督作用。 3.2.1.2车辆电子巡检管理

车辆巡检管理基于排水管网管理平台，车辆配置定位调度装置，在突发事件、大型活动等情况下，调度中心根据需要向巡检车辆下达任务，巡检车辆收到任务并执行任务，调度中心可实时监控执行应急任务的巡检车辆的位置，及巡检车辆上的摄像监视器。在监控地图上实时显示车辆的位置、车辆行驶路线、车载视频等信息；用户可以打开多个监控窗口跟踪不同的巡检车辆，并显示车辆的相关信息（如，车号、速度、方向等）；支持车辆定位查询、车载视频浏览、线路监控、轨迹回放。 3.2.2在线监测系统

当前的管网检查需要通过人力查看检查井盖下的排水状况，这种方式很难延续，难以实现长期连续对管网的检查和观测，更不能给排水管网问题及时预警。那么在管网的重要节点上设置液位在线监测设备就可以解决对管网连续检查和观测的难题。液位在线监测系统是通过无线传输技术，为管网管理人员提供实时管网运行数据，该数据的获取和分析，不仅可以为排水管网的安全运行提供预警信息，还可以为管网管理人员对排水系统的运行和调度提供指导依据。 3.3排水管网决策系统 3.3.1排水模型

为了解决城市排水管网现状问题，评估厂、泵站和排水管线的运行状况，根据不断获取的厂、站、排水管网静态、动态等相关数据输入排水系统水力模型，并利用水力模型进行评估和分析，找出排水系统存在的问题，本着经济高效、突出重点的原则，提出解决方案，保障排水系统的合理性和安全性，同时使污水厂的运行稳定，改善出水水质，降低曝气、泵送、加药等环节的物料及能源浪费，带来巨大的效益。 3.3.2排水防汛预警和生产调度决策支持系统

基于城市排水模型建立的排水防汛预警和生产调度决策支持系统，系统可获取厂、站、排水管网静态、动态等相关数据并结合城市降雨实时相关数据，进行模拟计算暴雨等突发事件的处理结果，并提供处置方案，为排水主管部门提供排水防汛预警、排水管网运行维护管理调度和城市排水管控提供决策依据。 3.4公共服务平台

为了更好提供排水公共服务，向社会公众及时发布排水防汛信息，宣传排水安全及法规，提高公众对排水设施的保护意识，共同营造和维护城市水环境，需要建立排水公共服务平台。

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公共服务平台基于排水信息平台门户，提供排水信息发布及查询（泵站、闸站雨天运行情况说明、排水问题的处理情况说明）、投诉处理、互动交流、排水公共服务（预警告示、防汛指引、排水接驳及许可证办理等）等公共服务功能。 结束语

人类社会正快速发展进步，城市排水管网作为“城市的良心”，随着城市市政管理水平的不断提高、公共服务意识的不断增强以及新技术新手段的不断涌现，必将对其管理提出更高要求。城市排水管网信息化研究应用也随之不断深入，特别是水力模型的应用推广，必将提升排水行业管理水平，同时带来更大的社会经济效益，促进社会发展。 参考文献：

[1]陈吉宁，赵冬泉等著.城市排水管网数字化管理理论与应用[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[2]顾鲍超.基于GIS的城市排水管网综合管理系统[J].中国给水排水，2007，23（20）：31-34.