城市供水系统串联水源地、净水厂区、地下管网、居民用水终端,是维系城市正常运转的基础民生设施。长久以来,水务运维工作大多依靠人员实地巡检、老师傅实操经验判断设备工况,地下管网破损、水质波动、水泵机组异常等问题,往往要等到居民反馈停水、水压不稳后才能开展处置工作,故障处置周期较长,管网水资源损耗、厂区能耗支出长期处于偏高状态。随着物联网、数字孪生、大数据分析技术逐步下沉到公用事业领域,水务数字化运维逐步成为各地水司优化管理体系的主流方向,依托数据流打通水务全链条管理壁垒,让水务运维由被动抢修转向主动预判管控。
水务数字化运维的底层运行逻辑,建立在全域感知网络搭建之上。运维体系的第一层布局为现场感知终端,工作人员在水源区域布设多参数水质传感器,持续捕捉水体浊度、酸碱度、藻类含量等多项指标;在城市地下管网沿线搭配压力、流量、声学采集设备,结合 GIS 地理信息系统标记管线坐标;水厂内部水泵、阀门、配电柜加装状态采集模块,搭配居民端智能远传水表,形成覆盖 “源头至龙头” 的立体化数据采集网络。各类监测数据借助低功耗通信网络上传至云端平台,边缘计算节点完成本地即时数据处理,缩短异常信号的传输时延,平台端汇总海量时序数据,为运维分析提供原始依据。
依托汇聚的海量数据,数字化运维搭建两层应用体系,分别对应现场作业管控与后台调度分析。现场运维层面搭建线上工单管理体系,系统识别设备振动异常、管网压力骤降、区域用水量突增等异常信号后,自动生成维修工单,结合运维人员定位信息就近派发任务,维修人员通过移动端接收作业内容、调取管线图纸、上传检修记录,形成预警、派单、施工、核验的闭环流程。部分项目引入巡检机器人、AR 实景辅助设备,工作人员实地检修时可借助设备直观查看管线预埋结构与实时运行参数,降低地下管线施工误损的概率,优化一线巡检的作业效率。
后台管理板块依靠大数据算法与数字孪生模型深化运维价值。数字孪生技术依托实地测绘数据搭建和物理管网、水厂设施一一对应的虚拟三维模型,管理人员在管控大屏中即可直观查看深埋地下管线的排布走向,模拟水压变化、管道老化带来的工况改变,针对爆管、管网渗漏事故可以快速锁定大致区域,压缩排查耗时。大数据算法依托长期积累的用水数据、设备运行数据,拟合城市用水峰谷规律,协助调度人员调整水厂出水压力与机组运行数量,合理控制生产能耗;同时依托设备历史故障样本构建预测模型,识别轴承磨损、管路锈蚀等早期隐性故障,在部件失效前安排计划性维保,减少非计划停机带来的供水影响。
现阶段水务数字化运维落地过程中,依旧存在不少现实阻碍。早期铺设的老旧供水设施硬件兼容性偏弱,新增感知设备改造需要分步实施,一次性整体替换会产生较高投入成本;不同水厂、管网片区原有信息化系统建设周期不一,数据格式、传输标准存在差异,多源数据整合梳理需要投入对应治理工作;中小县域水务单位缺少专业数字化运维管理人员,系统搭建完成后,人员技能匹配度会影响平台功能的常态化使用。针对这类现实问题,多数水务单位会采用分步建设方案,优先改造漏损偏高、故障频发的核心管网路段与主力水厂,分模块完成数据中台对接,同步搭配常态化人员技能培训,循序渐进释放数字化运维的实际价值。
水务数字化运维不是单纯的软硬件系统加装,而是用水数据贯穿运维全流程的管理模式升级。它没有舍弃传统运维的实操经验,而是用数据量化设备运行状态、管控管网运行风险,弱化人工经验带来的判断偏差。对于城市供水行业而言,数字化运维的持续落地,既能缩减管网水资源损耗、控制厂区日常运营成本,也可以稳定水质管控水平,提升居民用水体验。未来随着 AI 智能分析模型的持续迭代,水务运维的自主研判、自主调控能力还会稳步提升,让城市供水这条看不见的脉络,依靠稳定的数据体系长久平稳运转。