2023优秀案例丨河口区城乡市政管网综合治理及智慧化 建设工程智慧管网建设项目

河口区城乡市政管网综合治理及智慧化

建设工程智慧管网建设项目

卢俊彪   毕宝刚   王桂花

东营市河口区综合行政执法局 

正元地理信息集团股份有限公司

近年来，国家对城市管网的重视力度逐步加大。2020年10月，山东省人民政府办公厅印发《关于加快推进新型智慧城市建设的指导意见》，提出提升市政综合管理能力。2021年4月，东营市人民政府办公室印发《东营市城市地下管线建设管理专项提升方案》，要求推进地下管线普查，完善相关数据信息。2021年9月，国务院安委会办公室印发《城市安全风险综合监测预警平台建设指南（试行）》，要求突出对人口集中、产业集聚、设施老旧的城市生命线风险，实时监测燃气管网泄漏、沼气浓度、供水管网泄漏、城市内涝、道路坍塌、桥梁病害等指标参数。

结合国家及省市政策文件要求，进一步加强河口区地下管网监管水平，东营市开展河口区智慧管网项目建设，摸清管网“家底”。在河口区已有管网普查数据基础上，汇聚分散在各权属单位管网数据，为管网业务应用系统建设打好数据基础。建设河口区管网大数据中心，开展排水、燃气、供热、供水专项管网物联网监测及管理、智慧管网综合监管系统等建设，提高河口区管网运行管理水平，为河口区管网管理工作提供科学的决策依据，实现定位管理精细化、安全监管综合化、应急处置高效化、信息共享全面化，构筑安全稳固的城市地下“生命线”。

河口智慧管网综合监管平台作为河口智慧城市建设的重要组成部分，紧紧围绕着河口区智慧城市整体规划和总体要求，以整合、全面、实用、高效为目标，以充分利旧、统筹整合、杜绝重复建设为出发点，综合运用物联网、大数据、三维GIS等技术手段，开展地下管网大数据中心、管网物联网监测、智慧管网综合监管、基础支撑及基础信息管理平台建设，全面提升河口区地下管网在线监控覆盖范围和预警能力。

1. 管网大数据中心

建设河口区地下管网大数据中心，摸清管网“家底”，解决地下生命线“看不见”“家底不清”等问题。对分散在各权属单位的管网信息资源进行汇聚整合及三维建模、对河口区约20km小区地下管网进行普查，获取最新的主城区51km2地上三维模型，实现对河口区管网地上地下数据的全面收集和充分整合，确保数据全面、真实、准确，形成河口区管网地上地下“一张数字底图”。

2. 管网物联网监测

构建管网运行实时感知网，由覆盖排水、燃气、热力、供水管网等城市基础设施的前端感知设备和数据传输网络组成，实现管网整体安全运行状态的实时监测和智能感知。

（1）排水管网在线监测

开展排水管网智能监测，在接入污水处理厂已有系统及监测数据基础上，结合实际业务需求，对排水管网重点关注区域的液位、有毒有害气体、易积水点及河道的水位等进行监测，实时感知排水管网运行状态，及时对异常情况进行预警报警，提高排水管网安全运行监测预警能力。

（2）燃气管网在线监测

燃气管网安全监测专项建设，以接入河口管道燃气公司及液化气公司已有监测数据为主，并计划选取学校、商场、超市等人员密集重点区域阀门井进行燃气泄漏监测。监测数据根据燃气管网管理权责分别共享至河口燃气公司，确保相关单位及时接收报警、消除安全隐患。

（3）供热管网在线监测

供热管网实时监测数据以对接河口供热公司监测数据、视频数据为主，结合河口区供热管理实际需求，更换老旧或数据不准确压力监测设备。

（4）供水管网在线监测

供水管网运行监测以对接河口供水公司实时监测数据、视频数据为主，不再进行供水相关物联网设备布设安装。

3. 智慧管网综合监管

（1）智慧管网综合监管

实现城市地下管网数据信息综合管理，基于河口三维影像地图，充分接入排水、燃气、供热、供水等监测数据，对地下管网及附属设施运行状态、各类风险因素变动趋势进行实时监测，自动对超过预先设置阈值的情况进行预警和报警，从而构建地下管网综合动态监管网络，确保实现对地下管网微观运行状态的感知，实现地上地下“一张图”的综合管理应用。建设排水、供水、燃气、热力管网专题，提高管网运行安全水平。包括智慧管网综合监管系统（大屏总览）、排水管网安全运行监测预警专题、燃气管网安全运行监测预警专题、供水管网安全运行监测预警专题、供热管网安全运行监测预警专

题，如图1所示。

（2）排水泵站在线监测

以泵站在线监测数据、管网空间数据为基础，对地下排水管网和泵站等物联网设备进行状态展示和信息管理，实现远程监控排水泵站水位、流量、泵站运行状态等信息，提升排水管网系统的泵站调度方案设计、模拟、评估以及运行能力，为保障排水设施的安全稳定运行提供智慧化管理手段，提高城市防洪排涝能力，如图2所示。

（3）城市排水内涝监测预警

基于对汛情信息的实时采集与汇集，形成综合动态监管网络，涵盖城市降雨量、积水点、河道水位、窨井水位、泵站水位等一系列指标，构建集监测、预警、调度、决策于一体的防汛系统，贯穿汛前、汛中及汛后防汛全过程，实现城市防汛的全方面监管预警，如图3所示。

4. 基础支撑及基础信息管理

（1）智慧管网基础信息管理

以二三维可视化方式向管理者直观展示管网的数据“家底”，如图4、图5所示，打造集“管网设施统一管理——管网设施查询编辑——管网设施统计分析”于一体的管网管理模式，方便管理人员进行管网数据的更新、管理、分析、应用，在维护管网数据的准确性和现势性的同时，为管网规划设计、施工及运行管理、管网维修养护、管网病害治理、地下空间开发利用提供基础数据支持。智慧管网基础信息管理包括综合管网地理信息系统、综合管网三维应用系统和管网健康档案管理系统。

（2）基础应用支撑平台

基础应用支撑平台包括二、三维基础地理信息平台、物联网统一接入平台、视频统一接入系统等，提高多源异构数据接入、整合能力，建立统一服务目录，并对整合后的各类服务、多种物联网感知设备采集数据以及视频监控设备进行统一管理；提供从服务到平台全方位的监控机制及多维度的平台运行数据分析，支持集成统一用户和单点登录系统。

1. 基于CIM技术构建区域数字孪生映射，筑牢管网智慧运营底座

基于CIM（城市信息模型）、IoT（物联网）等技术，通过仪器探查获取地下管线类别、走向、埋深等数据，通过航空摄影等手段获取地上建构筑物实景数据，基于正元公司自主研发的“正元地球”地理信息平台，构建区域地上地下一体化数字孪生模型，接入排水、燃气、热力、供水管网前端感知设备实时监测数据，构建实体城市与虚拟世界逐一映射的全时空、全空间、全要素的数字孪生城市，为精准掌握城市管网三维数据、实时掌握城市管网运行状态、创新管网运营监管模式提供底层支撑。

2. 视频智能分析赋能管网综合管理，提升城市管理水平

自主研发并训练多种视频智能识别分析模型，提取视频中的时空特征，实现目标场景要素的智能识别，覆盖积水点、泵站、污水排口、河道等场景，实现不依赖传感器的水位监测、污水排口排放状态监测、泵站运行状态监测、人员靠近河边及落水监测。从而有效减少硬件设施投资，减轻人工巡检压力，拓展信息化监管业务范围，提升城市管理智能化程度，保障管网运行及人民群众生命财产安全。

3. 跨领域综合AI分析模型，真正实现跨领域综合监管

打破传统意义上的供水、排水等业务系统独自运作的惯例，基于统一的数字孪生底座，从中抽取原本分散于各个系统的关键数据，结合自研内涝、排水、管网健康度等AI分析模型，实现真正的城市管网统一智能化预警预报，为防洪排涝指挥调度、洪涝风险分析、污染溯源等提供决策辅助服务，实现城市跨领域综合监管。

4. 时空信息、数据、业务融合，赋能城市生命线本质安全

针对城市生命线，基于数字孪生底座，以时空信息为纽带，与管理业务系统无缝融合，使数字世界与现实世界的实时同步，实现“过去任意时刻可复现、当前时空可精准呈现、未来趋势可智能推演”。物联网设备的全时精准监测与系统智能预警，彻底改变

过去城市生命线管理中依赖热线报修、人工现场巡查发现问题的传统管理模式，变被动接报为主动智能预警，大幅减少管线公共事件发生的可能性。业务系统叠加数字孪生底座，改变以往手动台账、人工分发任务的模式，实现信息化、智能化、流程化、闭环化管网任务管理新形态，不断提升城市生命线本质安全和智慧化治理服务水平，有力保障城市生命线安全稳定运行及人民群众生命财产安全。

1. 推动城市相关智慧产业的发展、赋能产业结构优化升级

建设智慧管网项目，推动城市相关智慧产业的发展，形成产业规模效应，推动产业结构优化升级。以智慧管网建设作为亮点，助力城市智慧化建设，将智慧管网的管理方式融入城市管理体系中，实现城市管理模式的“智慧化”。通过全面提高管网管理信息化、智能化、集成化水平，打造安全、高效、运行平稳的智慧管网，提高城市管理水平。

2. 增强管网运营中应急事件预防处置能力

在日常运营中，可以通过系统精准查看管线信息，智能预测未来发展趋势，提前发现管网的风险和隐患，制定应急预案，快速响应和处置突发事件，减少灾害的损失和影响。在应急处置中，可以基于数字孪生底座快速获取第一手基础信息和监测信息，提高管理响应速度、信息精准度，保障管网安全，促进区域经济和社会和谐。

3. 打破数据孤岛，实现多部门信息共享，提升管理能力

智慧管网项目的建设，打破了原有的烟囱系统模式，构建了高效立体的智慧管网物联感知体系、共融共享的数字孪生底座、相互关联的业务管理系统，实现了定位管理精细化、安全监管综合化、应急处置高效化、信息共享全面化，从而推进城市地下管网管理由经验向知识的智慧化管理转型，提高各部门信息共享交换与协同工作能力。

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