物联网技术驱动下的城市排水管道智能化管理策略研究

物联网技术驱动下的城市排水管道智能化管理策略研究

芦永鑫 王东成 蒙玉恩 肖琳 盛心怡

天津职业技术师范大学 天津市 300222

摘要：随着城市化进程的加速，城市排水管道系统作为城市基础设施的重要组成部分，其运行效率与安全性直接关系到城市的防洪排涝、环境保护及居民生活质量，物联网技术作为新一代信息技术的重要分支，为城市排水管道的智能化管理提供了全新的解决方案。本文首先概述了物联网技术的基本原理与应用领域，随后分析了城市排水管道智能化管理的必要性。在此基础上，重点探讨了物联网技术在城市排水管道智能化管理中的应用策略，旨在提升城市排水管道的管理水平，保障城市的可持续发展。

关键词：物联网技术；城市排水管道；智能化管理

城市排水管道作为城市水循环系统的关键环节，承担着收集、输送和处理城市污水的重任，然而，传统的人工管理模式存在效率低下、响应迟缓、维护成本高等问题，难以满足现代城市对排水管道高效、安全、环保的管理需求，物联网技术的引入，为城市排水管道的智能化管理带来了前所未有的机遇。通过物联网技术，可以实现对排水管道运行状态的实时监测、智能分析与预警，以及远程控制与自动化运维，从而提高管理效率，降低运维成本，保障城市排水系统的稳定运行。

一、物联网技术概述

物联网技术是一种通过信息传感设备，如射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等，按照约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，物联网技术主要由感知层、网络层和应用层三层构成，感知层负责采集物理世界中的信息，网络层负责信息的传输，应用层则负责信息的处理和应用。在城市排水管道管理中，物联网技术可以应用于管道流量、水质、压力等参数的实时监测，以及管道破损、堵塞等异常情况的及时发现，通过物联网技术，可以实现对排水管道运行状态的全面感知和实时监控，为管道的智能化管理提供可靠的数据支持。

二、城市排水管道智能化管理的重要性

城市排水管道作为城市基础设施的重要组成部分，其运行效率与安全性对城市防洪排涝、环境保护及居民生活质量具有重要影响，然而，传统的人工管理模式存在诸多问题，如效率低下、响应迟缓、维护成本高等，难以满足现代城市对排水管道高效、安全、环保的管理需求。智能化管理通过引入物联网技术，可以实现对排水管道运行状态的实时监测和智能分析，及时发现并处理异常情况，提高管理效率，智能化管理还可以降低运维成本，延长管道使用寿命，保障城市排水系统的稳定运行，此外，智能化管理还有助于提升城市防洪排涝能力，保护城市生态环境，提高居民生活质量，因此，实现城市排水管道的智能化管理对于保障城市防洪安全、提升环境保护水平、提高居民生活质量具有重要意义。

三、物联网技术驱动下的城市排水管道智能化管理策略

（一）实时监测与预警系统的建立

实时监测与预警系统是城市排水管道智能化管理的重要组成部分，通过部署传感器网络，可以实时采集管道流量、水质、压力等参数信息，并将这些信息传输至数据中心进行处理和分析，通过对数据的实时监测和分析，可以及时发现管道运行状态的异常变化，如流量突增、水质恶化、压力异常等，从而实现对管道异常情况的及时发现和预警。在建立实时监测与预警系统时，需要合理选择传感器类型和布局方案，确保数据采集的准确性和全面性，同时，还需要建立高效的数据传输和处理机制，确保数据的实时性和可靠性，此外，还需要根据管道运行特点和实际需求，设计合理的预警机制和应急预案，以便在异常情况发生时能够及时响应和处理。

（二）智能分析与决策支持系统的构建

智能分析与决策支持系统是城市排水管道智能化管理的核心部分，通过引入大数据分析和挖掘技术，可以对实时监测数据进行深度分析和挖掘，发现管道运行状态的潜在规律和趋势，为管道管理提供科学依据，还可以建立管道运行状态评估与预测模型，对管道的未来运行状态进行预测和评估，为管道的维护和管理提供决策支持。在构建智能分析与决策支持系统时，需要选择合适的数据分析和挖掘算法，确保分析结果的准确性和可靠性，还需要建立完善的数据库和数据仓库，存储和管理历史数据和实时监测数据，为数据分析和挖掘提供数据支持，此外，还需要根据管道管理需求和实际情况，设计合理的决策支持模型和算法，为管道的维护和管理提供科学、合理的决策建议。

（三）远程控制与自动化运维体系的优化

远程控制与自动化运维体系是城市排水管道智能化管理的重要手段，通过引入远程控制技术，可以实现对管道阀门的远程开关控制、泵站的远程启停控制等，从而提高管道管理的效率和响应速度，还可以建立自动化运维流程，实现管道维护和管理的自动化和智能化，降低运维成本和人力成本。在优化远程控制与自动化运维体系时，需要选择合适的远程控制技术和自动化设备，确保远程控制的可靠性和安全性，还需要建立完善的运维流程和规范，确保运维工作的有序进行，此外，还需要加强运维人员的培训和管理，提高运维人员的技能水平和综合素质，为管道的远程控制和自动化运维提供有力保障。在远程控制与自动化运维体系的优化过程中，还需要注重与实时监测与预警系统、智能分析与决策支持系统的集成和协同，通过实现三个系统之间的信息共享和协同工作，可以进一步提高管道管理的效率和水平，保障城市排水系统的稳定运行。

结束语：

物联网技术作为新一代信息技术的重要分支，为城市排水管道的智能化管理提供了全新的解决方案，通过实时监测与预警系统的建立、智能分析与决策支持系统的构建以及远程控制与自动化运维体系的优化，可以实现对城市排水管道的高效、安全、环保管理。这不仅有助于提升城市防洪排涝能力、保护城市生态环境、提高居民生活质量，还有助于推动城市基础设施的智能化升级和可持续发展，因此，应加大对物联网技术在城市排水管道智能化管理中的应用研究和推广力度，为城市的可持续发展贡献力量。

参考文献：

[1]杨明霞. 城市排水管道检测机器人研究进展 [J]. 广东建材, 2023, 39 (08): 132-134.

[2]林鹏. 城市排水管道泄漏检测技术现状及未来发展新见解 [J]. 给水排水, 2023, 59 (S1): 926-935. 作者简介：芦永鑫（2003.8-），男，汉族，河北省张家口市，本科，研究方向：自动化（电气技术教育）

王东成(2000.10-)，男，汉族，天津市，本科，研究方向:自动化

蒙玉恩（2005.1-），男，汉族，广西桂林市，本科，研究方向：自动化

肖琳（2002.2-），女，汉族，天津市滨海新区，本科，研究方向：自动化（电气技术教育）

盛心怡（2005.12-），女，汉族，山东省烟台市，本科，研究方向：新能源汽车工程

国家级大学生创新创业训练计划项目训练资助“基于物联网技术的城市排水管道智能监测系统”（项目编号202410066011）