北京市市政工程設計研究總院有限公司水資源與環境二院副院長、教授級高工，
中國城鎮供水排水協會青年工作者委員會副主任委員，
中國工程建設標準化協會城市給水排水專業委員會第八屆青年委員會委員，
給水排水凈水技術雜志青年編委。
主要從事市政給排水設計及給水處理理論和技術研究工作。
同樣在王院長演講的時候呢，
大家可以在留言區進行交流。
結束以后，
我們將選擇兩個問題進行探討，
請王院長做報告。
哎，
感謝王總的介紹。
那么大家下午，
很高興能夠借此機會跟大家分享一下我們在城市給水管網安全運行保障智能監管平臺的一些工作成果。
今天呢主要包括這三方面的內容。
首先是對于城市給水管網安全運行的一個需求分析。
然后呢，
只介紹一下這個城市給水管網安全運行保障智能監管平臺。
最后是一個總結。
根據國家發改委的統計數據，
到了二零二一年末呢，
我國常住人口的這個城鎮化率呢已經達到了百分之六十四點七二。
然后城鎮化的這樣的一個建設的推動呢，
使得我們城市地下管網的一個建設呢也進入了一個高速發展的這樣一個階段。
由于我們在改革開放的發展前期的一個總體的建設以及管理水平是嚴重滯后的。
所以說近些年我們可以看到這個管網事故呢已經從一個潛伏期進入到了一個爆發期。
各類管道的一個破壞事故，
包括一些泄露的爆炸，
這樣的一些事故，
還有路面塌陷，
包括了一些運行的安全事件等等呢，
是頻發的狀態，
帶來了一比較全巨大的經濟損失和人員傷亡。
同時呢也造成了嚴重的這樣的一些社會影響，
引起了大家的一個廣泛的關注。
根據二零二一年的一個全國地下管線事故的一個統計分析報告呢，
可以看到近三年我們的這個地下管線的一個破壞事故年平均的增長率就高達了大概百分之九十八的這樣的一個增長率。
另外呢是按照管線的一個類型分呢，
我們可以看到給水管道的一個事故呢是比較多的，
而且是有二零二一年到了七百一十九起，
然后占整個這個管網破壞的統計總數的一個百分之五十三的這樣一個比例。
分析了一下，
導致地下管線破壞事故的原因呢，
主要包括了有四類。
首先是自身的一個管道結構性的一個隱患，
其次是在外力作用下的一個破壞。
還有呢就是環境因素造成的。
然后這個第四方面呢就是一些管理上的缺陷。
其中對于給水管道來說呢，
它的主要的一個破壞原因呢是自身管道里的一個結構性隱患導致導致的。
然后那個其次呢是外力的一個破壞因素。
可以看到我們的這個城市地下管網呢是城市安全有序運行的一個重要的基礎。
所以說也是我們城市高質量發展的一個重要內容。
因此呢國家的住建部是在二零二零年呢發布了關于城市地下市政基礎設施的建設的指導意見，
在這個意見當中呢，
就提出了要推動數字化、智能化的建設，
提升我們城市地下市政基礎設施的一個數字化和智能化的水平。
建立和完善城市的這個基礎設施的綜合管理信息平臺，
來排查我們的治理安全隱患，
健全風險防控的這樣一些機制。
是希望是通過我們的這個信息化智能化的一個技術呢，
來推動我們這個電地下市政基礎設施的一個管理手段和模式，
以及理念上的一個創新，
從而來提升這個運行管理效率和管理的這個管道事故的一個監測預警的一個能力。
同時呢在今年按照國家對于建設韌性城市的這樣一個要求，
然后同時是考慮堅持節水優先，
然后來提高我們水資源利用率的這樣的一個需求。
所以說住建部和發改委呢也聯合發布了關于加強公共供水管網的一個漏損控制的這樣一個通知。
通知當中呢，
是供，
是一共是有五項工作內容，
包括了我們來實施這個管網改造。
然后對于管網的一個分區計量，
管網的壓力調控，
還有呢就是管網的一個智能化的建設以及管理的制度的一個完善。
其中對于開展供水管網智能化建設這個工程呢，
主要是推動供水企業在完成從我們供水管網信息化建設的基礎上呢，
是來實施我們智能化的一個改造。
在這個供水管網的建設，
還有它的一個改造過程當中呢，
我們可以同步的來輻射相應的一個監測傳感器，
然后來建立基于物聯網的一個供水智能化的管理平臺。
同時呢是對供水設施一個運行狀態，
以及它的一個水量水水量、水壓、水質這些信息呢能夠進行一個實時的監測。
從而呢我們是可以精準的一個對管網的一個漏損點進行一個定位。
同時呢對于管網的一個壓力區域呢，
是進行一個智能化的調節，
逐步來提高我們這個城市的供水管網漏損的信息化智慧化的管理水平。
并且呢將一些已經比較發發展的比較的這樣典型地區的在城市供水管網的智能化改造和運行管理的這樣的一個經驗呢是進行一個推廣。
另外就是針對這個城市管道老化的一個更新改造。
國務院呢是在解釋在今年是發布了一個城市燃氣管道等老化更新這個改造的實施方案。
這個更新改造的實施過程當中呢，
也是需要同步的推進這個數字化、網絡化、智能化的建設。
然后在管道的一些重要的節點來安裝我們的智能化的感知設備，
能夠完善的這個智能化的控制系統，
實現知識會運行。
并且呢建立和完善市政的這個基礎設施綜合信息管綜合管理信息平臺。
我們也知道就是我們的主題呢是關注城市的一個供水安全。
供水安全呢也是我們的重要的一個民生工程。
然后事關我們這個人民群眾的身體健康和社會穩定。
所以說近期這個住建部、發改委還有疾控中心呢，
也是調研和發布了關于加強城市供水安全保障工作的一個通知。
通知當中呢也要求推進這個供水智能化的一個管理水平來持續的提高供水的一個監管信息化水平。
通過這個推進供水管道的一個設施普查，
來完善我們的這個信息動態更新機制，
實時的更新供水設施的這個信息底圖，
使得我們后續的一個智能化的智慧的決策有一個很的一個基礎。
然后對于一個一些有條件的地區呢，
也就是我們當我們的供水管網信息化程度比較高的地區呢，
可以通過結合這個管網的更新改造，
然后增加我們管網當中的智能感知的一些設備。
然后同時呢也建設我們這個城市供水，
物聯網以及運行調度平臺。
平臺上需要的一些主要的功能。
包括了首先就是設施的一個底數的動態更新，
然后實時的這樣的運行狀態的監測，
對于風險的情景的模型，
你預測。
另外呢就是對于優化調度的一個輔助支持，
從而呢使得供水企業在運行運營當中呢提高這個精細化的管理水平。
我們這個水斜呢也是主編的城鎮水務，
二零三五年的供水發展規劃綱要當中，
對于智慧水務方面的一些規劃指標，
主要包括了地信息系統閉幕在線的監測設備在線監測。
然后包括了自動智能控制、數字化管理信息與服務與信息公開、智能智慧化決策、網絡安全這八個方面也是分了不同的城市規模以及城市的等級，
分別提出了相應的規劃的要求。
這也就指導了我們的供水行業在未來的智慧化的這個水務建設當中有有所依據。
所以綜上所述呢為了推動我們這個城市供水行業的高質量發展，
然后是需要通過我們這個信息化智能化的一個手段來實現我們這個管網的安全運行保障。
所以說基于上述的這樣的一個研究背景跟需求，
然后我們是由同濟大學牽頭，
是開展了國家重點研發計劃。
這個項目的名稱呢是城市市政管網運行安全保障技術研究，
主要是針對了城市燃氣供水和排水管道來開展研究，
然后實現市政管線的精準的定位。
然后在線的監測與診斷，
事故管網的快速修復與風險控制，
還有就是系統的運行，
安全的綜合監測與智能監管。
我們北京市政院呢是作為課題七的一個牽頭單位，
主要是針對給排水管網的一個安全運行保障，
集成智能監管平臺來開展研究工作。
然后課題的參加單位呢還包括了北京清控人居環境研究院有限公司和哈爾濱工業大學。
下面主要介紹一下我們這個課題的一些主要的一個研究者成果。
首先，
隨著五g跟物聯網、大數據、云計算等等這些新技術的一個迅猛發展，
可以看到國內的一個城鎮供水行業呢，
也是從這個信息化向智慧化的這樣的一個在發展。
一方面呢企業越來越多的這個大量的一個管網運行數據是存在那兒不知道具體要怎么用。
另一方面呢，
國家跟行業對于剛才我們也提到了管網安全的一個監管需求是不斷提升的。
所以說外部的一個要求跟企業自身的一個需求，
這個雙方面的一個驅動之下呢，
就需要更加精細實時動態的這樣的一個管控方式。
然后最終實現給水管網安全運行監管的一個經濟化跟智慧化。
我們也總結了近些年在智慧水務項目建設項目當中，
與管網安全運行監管相關的一些關鍵詞呢，
就包括了設備的在線監測。
然后監管平臺管網的監控，
以及我們這里提到的系統的集成等等。
現在一般的一個供水企業在給水管網的管理，
信息平臺的主要功能主要是有三個方面。
第一個呢就是管網系統，
主要是針對管道和附屬設施的一個技術的信息數據等等。
然后其次呢，
管網監測呢主要是包括了在線的這個流量壓力以及水質的一個信息的監測。
水利模型呢大多也都是剛才新教授也提到了，
是離線的靜態的這樣的模型。
然后可以通過離線的這樣一個狀態呢分析水利水質的一個模擬課題研究呢主要還是基于提高安全風險防控這樣一個目的。
所以說構建的這個安全運行保障集成智能監管平臺，
主要是有五方面的功能。
在管網系統功能方面呢，
主要是注重了動態跟迭代的更新。
然后其次呢是增加了運行安全風險評估系統來提高約維護巡檢的一個效率。
然后同時呢我們是對于這個安全運行的監測系統呢，
主要是除了一般的一些水量流壓力水質監測之外呢，
也加增加了對于管道自身結構變化和所處環境的一個監測。
另外就是增加了給水管網的這個爆管的識別及定位的這樣一個系統。
最后呢是利用運行這個仿真模型來實現一個智能化的調度。
首先呢就是我們如何來科學規范全面系統的來構建這個城市給水管網基礎數據庫。
然后在這個工作當中呢，
我們是編制完成了給水管網的一個數據普查方案，
通過一個規范化化的一個工作的流程和這個普查結果的一個規范化的技術方式。
然后可以為后續建立智能化的管控平臺，
創造一個良的基礎條件。
在構建給水管網基礎數據信基礎信息數據庫的系統當中呢，
我們主要是結合了我們管網安全運行風險評估以及后續安全運行監測，
還有仿真智能調度他們的一個應用的需求。
所以說是將給水系統、給水管道、澆水點等等。
這以及包括了養護信息等八方的這個數據納入了數據庫當中。
然后利用地理信息系統的這個空間數據的管理，
整合分析和可視化的這樣的一個能力呢，
為給水管網的一個海量數據的管理提供了相應的一個支撐。
另外呢就是我們這個課題是作為整個項目的在給水和排水方面的一個集成的這樣的一個課題。
所以說平臺當中呢也集成了多種的一個供水管網運行安全風險評估技術。
這些技術呢包括是由這個天津大學、同濟大學等單位他們形成的這樣的一些評估方法。
然后通過一個值，
借助這個智能監管平臺來進行一個集中的一個應用，
從而來提高我們的這個風險評估的效率。
另外呢也能提升我們供水管網的安全保障的一個能力。
首先一共是集成了四種評估方法。
第一種呢就是對于這基于動態風險評估的一個評價方法。
這個方法主要是建立基于這個結構環境管道人為和管理這五方面的一個指標體系。
利用了層次分析法來考慮指標間的一個耦合作用權重。
同時呢通過模糊綜合多因素的這樣一個風險評估模型，
對于管網安全運行的風險是進行了一個評估。
然后他評估的數據呢主要是利用了技術平臺的一個技術系統當中的一些管網的基礎數據，
包括一些養護的一些信息。
同時呢結合了實時監測的一個水壓跟流量的數據，
然后也增加了對于溫度變化指標的一個考慮，
來對管道的安全進行一個實時的風險計算，
然后從而進行一個動態的一個風險評估。
在這里多提一句呢，
就是溫度的一個大幅度變化。
其實對于管網自身管道自身的結構，
還有它周邊土壤的這個環境都是有比較大的一個影響的。
容易發生管道的一個破壞事故。
可以看到，
南方地區，
特別是當寒潮引起氣溫驟降驟降的這樣的一個情況的時候，
經常會發生一個給水管網的一個爆管的這樣的一個事故。
所以說在這個評估當中呢，
是把結合我們的管網監測呢，
是集成平臺，
把這個溫度的實時的一個數據指標呢是納入了評估體系當中。
另外呢就是一個基于工程規范法的一個評價方法。
這個方法呢就是一個將這個管道的腐蝕和老化的一個風險，
是分配到了規劃、設計、施工、驗收、，
運行維護各個階段來考慮這個施工的后果，
以及這個管道發生事故之后的一個影響的范圍。
從而進行的一個管線全生命周期的一個半定量的一個風險評估。
基于組合賦權法的一個評價。
法法呢主要是將層次分析法和熵權法有效的進行了一個結合，
用于給水管網運行的一個安全風險評估。
它的一個特點呢就是克服了單獨使用這個主觀或者客觀賦權法他的一個的缺點，
考慮了影響管網風險的一個主要指標。
然后比單獨采用層次分析法或者熵權法的精確度呢是提高大概百分之五到十五。
我們這個方法呢也在示范工工程當中呢得到了一個應用。
然后通過跟示范工程范圍內的給水管網的運維管理，
維護檢修的記錄數據呢是進行了對比，
然后準確率呢平均達到了百分之八十的以上。
另外就是還有就是運行安全功能評價的動態評價的這個方法。
這個評方法呢主要還也是采用了改進的層次分析評價法，
然后建立了包括管道結構的可靠性、水利的可靠性以及漏損程度等三方面相結合的一個共識。
水管網運行安全功能狀態的一個評價體系。
同樣的也是利用集成平臺的技術系統的基礎數據，
包括實時監測的水壓跟流量數據來反映這個管網動態的一個安全狀態。
然后給管網的一個后續的動態的預警，
提供一個技術數據的一個基礎。
然后呢，
我們在這個安安全預警為目的的這個管網的一個監測點的優化布置方面呢，
主要是對水量、水質、水壓的一個在線布置提出了一個優化的布設方法。
其中水壓的監測點的一個優化呢主要是基于了聚類分析法以及靈敏度分析法來進行優化的水質。
監測點主要是考慮了節點的水量以及節點的水平值，
還有監測范圍的這樣一個綜合考慮。
流量監測呢主要是考慮了節點流量變化以及有效監測范圍來提出的一個優化的布設方案。
然后同時呢，
我們在這里邊也對于一些地質條件比較差的一些地區，
它在管網改造的工程當中呢，
也可以隨著改造的工程來在線的設置，
一些管道所處環境的一些監測，
以及管道運行的一些監測傳感器。
然后通過對于管道結構的一個系統的仿真軟件來判斷這個管網的安全運行的一個監測。
還有就是當它的一個管道的變形，
超過出它的一個結構承承受能力的時候呢，
就進行一個預警。
這個是在大慶的薩爾圖地區，
然后的一個示范管網當中得到了一個示范應用。
在管網當中呢是安裝了有加速度計、水壓計以及光纖形變等等這些傳感器。
然后通過采集的數據，
然后經過仿真軟件的分析，
來實現了管道的安全智能監測，
從而呢降低了管網的一個事故率，
提高了事故的一個搶修的一個速度。
對于給水管網的這個爆管事件的智能識別跟定位技術呢，
我們主要是通過高頻壓力計來采集這個管網爆管的時候會有一個負壓波。
通過這個負壓波的采集之后呢，
數據處理器會將這個爆款發生前后的存儲的數據，
以無線通訊的方式來上傳到我們的集成平臺。
然后再數據傳輸的同時呢，
我們也是利用了北斗系統的這個授時跟定位的一個功能，
為后續的定位。
報管的這個定位分析提供了依據。
然后我們當時也考慮，
對于既有的管網，
它在安裝這個在線設備的時候，
接電是比較困難的。
所以采用了一個電池供電的方式。
然后同時也為了就是減少這個設備的一個用電量。
所以說我們這個設備在線的時候分兩種工況，
正常工況的時候也就是沒有異常發生的時候，
是每五分鐘采集一個數據，
然后兩小時打包上進行一次上傳，
然后會付時間后綴。
同時也把電池的一個余量數據進行一個上傳，
然后異常的這個上報工況呢，
就是當我的設備檢測到有爆管信號觸發的時候呢，
就是立刻上傳這個點位的一個報警信息。
然后服務時間的后綴以及相應的一個坐標的后綴。
同時呢會把這個爆管時刻前后三十秒的一個數據，
因為是一個毫秒級的這樣的一個壓力數據的采集。
所以說這個大概是有六萬個數據是一起打包上傳。
然后后續呢就是集成平臺當中呢，
主要是利用了我們這個壓力管網，
壓力突變位置定位方法。
這個是申申請了專利，
還有就是一個給水管網的一個爆管事件。
智能識別技術軟件結合這兩個專利跟軟件呢，
我們是報對報管的一個監測設備，
上傳的數據進行一個智能的清洗跟分析。
從而在這個管網地圖上把爆管的一個位置進行一個定位跟一個警報。
然后這是我們在那個示范肛工程當中的一個應用，
大概是布了相應的有三十多個這個壓力高頻壓力的在線集成設備，
以及相應的一些流量的一個監測設備。
然后我們也是通過以這個消火栓來放水的方式模擬這個報告。
可以看到在時間上是很快就在集成平臺上有一個響應，
然后是提示了報管點附近兩個監測點有報警。
然后呢，
也是根據這個報警信號的分析呢，
也是迅速的就是對這個報管進行了一個定位。
我們也是根據實際的一個位置比對呢，
大概這個定位精度是小于五十米的這樣的一個一個情況。
另外呢就是我們這個集成平臺的一個綜合示范應用。
當時是選取了蘇州工業園區跟鄭州高新區這兩個區域來做這個項目的一個示范工程。
之所以選這兩個區域呢，
就是因為這個兩個區域都是有比較完善的一個管網技術平臺，
還有就是比較完善的scattered的一個供水調度系統。
可以為后續的一些技術應用提供比較的一個基礎條件。
在蘇州工業園區的這個平臺呢，
我們也是嘗試了將蘇州港華燃氣的管網系統，
還有蘇州清源華嚴水務的一個供水系統和，
污水管網系統呢是集成在了一個綜合的監管平臺上，
也主要是為后續一些市政基礎設施這樣綜合的一個監管平臺進行一個嘗試。
其中蘇州除了剛才提到的一些應用之外呢，
我們在這個蘇州工業園區的這個平臺呢，
也是做了給水管網的仿真模擬和安全調度系統。
可以依據采集的這個監測數據，
對于我們給水系統的一些需水量進行一些短時的一個預測。
然后從而為管網的這個系統的優化運行調度提供依據。
另外呢就是保持保證這個供水安全。
我們這個系統呢可以實時的顯示壓力、流量、余氯等等不同監測點的這樣的一個變化情況。
通過一個同時呢也可以對于壓力水平、口水靈，
還有余氯進行一個模擬，
然后差值分析呢可以對比當前的監測點的數據情況，
也可以追溯二十四小時以前以及未來二十四小時的相應的一些模擬值。
來對于管網的一個運行的狀態，
還有趨勢變化，
趨勢進行一個展示。
來使得我們對于一些管管網當中運行的關注點。
比如說管網末梢的水壓、水質來進行一個安全監控。
另外呢就是在這個調度系統當中呢，
對于管網中發生爆管或者檢修斷水的這些工況呢，
也是給了一些預制的相應的基于優化算法來使得我們滿足用戶水壓水量，
同時給出相應的一些運行的調度方案。
然后配置來使得我們這個提供實時的這樣的一個調度指令的建議。
然后也為我們這個操作人員或者調度人員對于供水管網的安全運行調度呢提供了一個保障。
以上呢就是我們在這個城市給水管網安全運行保障智能監管平臺的一些成果以及應用的一個介紹。
總的來說呢，
就是我們這個城市這個供水作為一個生命線的這樣的一個工程，
它需要在我們全生命周期，
包括我們的規劃設計，
然后施工驗收、運行維護、應急搶修等等。
這個各個環節都要突出這個安全韌性，
然后突出這個高效智慧的這樣一個特點。
然后呢，
為了實現我們這個安全韌性、高效、智慧的這樣一個目的呢，
我認為呢也是從以下兩個方面進一步的開展工作，
能夠有利于我們這個工作的一個推進。
首先就像剛才新教授提到的，
就是應該是推動對于這個給水管網的模型以及高效計算技術的這樣的一個研究。
然后希望說是通過以這個管網模型為計算的一個內核，
結合scale系統能夠建立，
包括我們規劃設計單位也能夠使用的這樣仿真模擬，
包括水池的調度管理、漏水分析、應急決策一體化的這樣的軟件。
然后使得這個供水企業實際應用當中來發揮作用。
其次呢就是對于北斗和市政這個生命線保障的一個結合。
能夠基于北斗加市政的這個物聯網系統來實現市政管線的一個基礎信息獲取、動態更新，
以及在這個施工等等與運行管理。
然后包括一些應急救援各個環節當中的一些全面的應用。
從而呢實現我們這個提升這個管網的一個安全防控，
防災救災的這樣一個能力。
我今天的這個分享就到這里，
謝謝大家，
感謝王院長的精彩報告。
王院長呢根據城市管網安全運行的需求進行分析，
詳細介紹了城市管網安全運行保障智能監管平臺的這個目的功能及一些應用的。
通過這個平臺，
我們可以在城市管網的全生命周期中進行方案優化，
實時監測、調度管理、風險評估等，
能智慧、高效、安全的保障我們的城市供水，
對我們很有很大的啟發，
謝謝王院長。
我們現在看一下現場留言。
第一個問題，
請問在我們城市給排水領域，
智慧化與信息化有何本質區別？
那個信息化其實咱們剛才我提到的那個二零三五的那個發展規劃的那個綱要里邊，
實際上它就是對于我們的信息化，
包括智能化、智慧化，
都有一些一些比較明確的一個解釋。
信息化呢其實更多的是實現我們對于管網的一些，
比如說管道的一些基礎信息。
然后把它從我們的圖紙上，
或者是從我們的一些紙紙質上，
把它作為一個信息，
然后存儲到我們的這個線上的一個過程。
包括還有就是我們在線的一些安裝，
一些在線的監測設備，
使得我們這些信息的監測設備的這個監測信息能夠收集上來。
基本上就是一個信息化的一個一個一個一個狀態了。
但是到我們的這個智慧化呢，
更多的是人和我們的這個在線的監測的設備，
或者是跟我們的這些智能的一些監管的設備的一個共同的一個作用。
之后的一個結果就是更多的體現在一些一些仿真的分析，
然后預測預警，
然后包括他的一些決策，
這些能夠實現這樣的一些的功能。
同時當發生一些事故的時候，
能夠給給出一些建議的一些調度的方案或者應急處置的措施。
這樣子的之后呢，
我們認為可以就是說是一個智慧化的一個狀態。
感謝王院長的解答。
我們第二個問題是老師能不能講一講這些系統管網監測點裝的在線儀器維護升級的難點。
其實就是跟那個長距離的輸水相比，
我們既有的市政管網，
它的一個安裝，
特別是新建的還。
對于一些改造來說的，
你安裝這些在線設備，
一個是原有的這個比如說一些檢檢查井或者閥門井，
它的一個位置可能會影響就不一定能裝得上。
然后其次呢就是我們的這些在線的監測設備都有一個用電的這個問題。
用電的問題就是有很多時候也沒有辦法，
有的地方可能采用太陽能的這樣的一個方式，
然后直接接試電呢也不太現實。
所以說接電安裝也是它的其中一個比較難的一個地方。
另外呢就是這個無線傳輸信號的保證信號傳輸的這個問題。
因為如果就是完全都在井里的話，
它這個信號其實接收跟發射都是會有一定的影響的。
所以說在線的監測設備，
另外就是對于多雨潮濕的這樣的一些環境，
對于我們一些在線設備的它的一個防腐，
然后包括它的一個防潮，
這些要求都必須要滿足。
所以說也是一個相應的一個難點。
再次感謝王院長的精彩報告和回答。
北京市市政工程設計研究總院有限公司水資源與環境二院副院長、教授級高工，
中國城鎮供水排水協會青年工作者委員會副主任委員，
中國工程建設標準化協會城市給水排水專業委員會第八屆青年委員會委員，
給水排水凈水技術雜志青年編委。
主要從事市政給排水設計及給水處理理論和技術研究工作。
同樣在王院長演講的時候呢，
大家可以在留言區進行交流。
結束以后，
我們將選擇兩個問題進行探討，
請王院長做報告。
哎，
感謝王總的介紹。
那么大家下午，
很高興能夠借此機會跟大家分享一下我們在城市給水管網安全運行保障智能監管平臺的一些工作成果。
今天呢主要包括這三方面的內容。
首先是對于城市給水管網安全運行的一個需求分析。
然后呢，
只介紹一下這個城市給水管網安全運行保障智能監管平臺。
最后是一個總結。
根據國家發改委的統計數據，
到了二零二一年末呢，
我國常住人口的這個城鎮化率呢已經達到了百分之六十四點七二。
然后城鎮化的這樣的一個建設的推動呢，
使得我們城市地下管網的一個建設呢也進入了一個高速發展的這樣一個階段。
由于我們在改革開放的發展前期的一個總體的建設以及管理水平是嚴重滯后的。
所以說近些年我們可以看到這個管網事故呢已經從一個潛伏期進入到了一個爆發期。
各類管道的一個破壞事故，
包括一些泄露的爆炸，
這樣的一些事故，
還有路面塌陷，
包括了一些運行的安全事件等等呢，
是頻發的狀態，
帶來了一比較巨大的經濟損失和人員傷亡。
同時呢也造成了嚴重的這樣的一些社會影響，
引起了大家的一個廣泛的關注。
根據二零二一年的一個全國地下管線事故的一個統計分析報告呢，
可以看到近三年我們的這個地下管線的一個破壞事故年平均的增長率就高達了大概百分之九十八的這樣的一個增長率。
另外呢是按照管線的一個類型分呢，
我們可以看到給水管道的一個事故呢是比較多的，
而且是有二零二一年到了七百一十九起，
然后占整個這個管網破壞的統計總數的一個百分之五十三的這樣一個比例。
分析了一下，
導致地下管線破壞事故的原因呢，
主要包括了有四類。
首先是自身的一個管道結構性的一個隱患，
其次是在外力作用下的一個破壞。
還有呢就是環境因素造成的。
然后這個第四方面呢就是一些管理上的缺陷。
其中對于給水管道來說呢，
它的主要的一個破壞原因呢是自身管道里的一個結構性隱患導致導致的。
然后那個其次呢是外力的一個破壞因素。
可以看到我們的這個城市地下管網呢是城市安全有序運行的一個重要的基礎。
所以說也是我們城市高質量發展的一個重要內容。
因此呢國家的住建部是在二零二零年呢發布了關于城市地下市政基礎設施的建設的指導意見，
在這個意見當中呢，
就提出了要推動數字化、智能化的建設，
提升我們城市地下市政基礎設施的一個數字化和智能化的水平。
建立和完善城市的這個基礎設施的綜合管理信息平臺，
來排查我們的治理安全隱患，
健全風險防控的這樣一些機制。
是希望是通過我們的這個信息化智能化的一個技術呢，
來推動我們這個地地下市政基礎設施的一個管理手段和模式，
以及理念上的一個創新，
從而來提升這個運行管理效率和管理的這個管道事故的一個監測預警的一個能力。
同時呢在今年按照國家對于建設韌性城市的這樣一個要求，
然后同時是考慮堅持節水優先，
然后來提高我們水資源利用率的這樣的一個需求。
所以說，
住建部和發改委呢也聯合發布了關于加強公共供水管網的一個漏損控制的這樣一個通知。
通知當中呢，
是共，
是一共是有五項工作內容，
包括了我們來實施這個管網改造。
然后對于管網的一個分區計量，
管網的壓力調控，
還有呢就是管網的一個智能化的建設以及管理的制度的一個完善。
其中對于開展供水管網智能化建設這個工程呢，
主要是推動供水企業在完成從我們供水管網信息化建設的基礎上呢，
是來實施我們智能化的一個改造。
在這個供水管網的建設，
還有它的一個改造過程當中呢，
我們可以同步的來輻射相應的一個監測傳感器，
然后來建立基于物聯網的一個供水智能化的管理平臺。
同時呢是對供水設施一個運行狀態，
以及它的一個水量水水量、水壓、水質這些信息呢能夠進行一個實時的監測。
從而呢我們是可以精準的一個對管網的一個漏損點進行一個定位。
同時呢對于管網的一個壓力區域呢，
是進行一個智能化的調節，
逐步來提高我們這個城市的供水管網漏損的信息化智慧化的管理水平。
并且呢將一些已經比較發發展的比較的這樣典型地區的在城市供水管網的智能化改造和運行管理的這樣的一個經驗呢，
是進行了一個推廣。
另外就是針對這個城市管道老化的一個更新改造。
國務院呢是在解釋在今年是發布了一個城市燃氣管道等老化更新這個改造的實施方案。
這個更新改造的實施過程當中呢，
也是需要同步的推進這個數字化、網絡化、智能化的建設。
然后在管道的一些重要的節點來安裝我們的智能化的感知設備，
能夠完善的這個智能化的控制系統，
實現知識會運行。
并且呢建立和完善市政的這個基礎設施綜合信息管綜合管理信息平臺。
我們也知道就是我們的主題呢是關注城市的一個供水安全。
供水安全呢也是我們的重要的一個民生工程。
然后事關我們這個人民群眾的身體健康和社會穩定。
所以說近期這個住建部、發改委還有疾控中心呢，
也是聯合發布了關于加強城市供水安全保障工作的一個通知。
通知當中呢也要求推進這個供水智能化的一個管理水平來持續的提高供水的一個監管信息化水平。
通過這個推進供水管道的一個設施普查，
來完善我們的這個信息動態更新機制，
實時的更新供水設施的這個信息底圖，
使得我們后續的一個智能化的智慧的決策有一個很的一個基礎。
然后對于一個一些有條件的地區呢，
也就是我們當我們的供水管網信息化程度比較高的地區呢，
可以通過結合這個管網的更新改造，
然后增加我們管網當中的智能感知的一些設備。
然后同時呢也建設我們這個城市供水，
物聯網以及運行調度平臺，
平臺上需要的一些主要的功能。
包括了首先就是設施的一個底數的動態更新，
然后實時的這樣的運行狀態的監測，
對于風險的情景的模型，
你預測。
另外呢就是對于優化調度的一個輔助支持，
從而呢使得供水企業在運行運營當中呢提高這個精細化的管理水平。
我們這個水斜呢也是主編的城鎮水務，
二零三五年的供水發展規劃綱要當中，
對于智慧水務方面的一些規劃指標，
主要包括了地信息系統閉幕在線的監測設備在線監測。
然后包括了自動智能控制、數字化管理信息與服務與信息公開、智能智慧化決策、網絡安全這八個方面也是分了不同的城市規模以及城市的等級，
分別提出了相應的規劃的要求。
這也就指導了我們的供水行業在未來的智慧化的這個水務建設當中有有所依據。
所以綜上所述呢為了推動我們這個城市供水行業的高質量發展，
然后是需要通過我們這個信息化智能化的一個手段來實現我們這個管網的安全運行保障。
所以說基于上述的這樣的一個研究背景跟需求，
然后我們是由同濟大學牽頭，
是開展了國家重點研發計劃。
這個項目的名稱呢是城市市政管網運行安全保障技術研究，
主要是針對了城市燃氣供水和排水管道來開展研究，
然后實現市政管線的精準的定位。
然后在線的監測與診斷，
事故管網的快速修復與風險控制，
還有就是系統的運行，
安全的綜合監測與智能監管。
我們北京市政院呢是作為課題七的一個牽頭單位，
主要是針對給排水管網的一個安全運行保障，
集成智能監管平臺來開展研究工作。
然后課題的參加單位呢還包括了北京清控人居環境研究院有限公司和哈爾濱工業大學。
下面主要介紹一下我們這個課題的一些主要的一個研究者成果。
首先，
隨著五g跟物聯網、大數據、云計算等等這些新技術的一個迅猛發展，
可以看到國內的一個城鎮供水行業呢，
也是從這個信息化向智慧化的這樣的一個在發展。
一方面呢，
企業越來越多的這個大量的一個管網運行數據是存在那兒不知道具體要怎么用。
另一方面呢，
國家跟行業對于剛才我們也提到了管網安全的一個監管需求是不斷提升的。
所以說外部的一個要求跟企業自身的一個需求，
這個雙方面的一個驅動之下呢，
就需要更加精細實時動態的這樣的一個管控方式。
然后最終實現給水管網安全運行監管的一個經濟化跟智慧化。
我們也總結了近些年在智慧水務項目建設項目當中，
與管網安全運行監管相關的一些關鍵詞呢，
就包括了設備的在線監測。
然后監管平臺管網的監控，
以及我們這里提到的系統的等等。
現在一般的一個供水企業在給水管網的管理，
信息平臺的主要功能主要是有三個方面。
第一個呢就是管網系統，
主要是針對管道和附屬設施的一個技術的信息數據等等。
然后其次呢，
管網監測呢主要是包括了在線的這個流量壓力以及水質的一個信息的監測。
水利模型呢大多也都是剛才辛教授也提到了，
是離線的靜態的這樣一個模型。
然后可以通過離線的這樣一個狀態呢，
分析水利水質的一個模擬課題研究呢主要還是基于提高安全風險防控這樣一個目的地。
所以說構建的這個安全運行保障集成智能監管平臺，
主要是有五方面的功能。
在管網系統功能方面呢，
主要是注重了動態跟迭代的更新。
然后其次呢是增加了運行安全風險評估系統來提高運維護巡檢的一個效率。
然后同時呢我們是對于這個安全運行的監測系統呢，
主要是除了一般的一些水量流壓力水質監測之外呢，
也加增加了對于管道自身結構變化和所處環境的一個監測。
另外就是增加了給給水管網的這個爆管的識別及定位的這樣一個系統。
最后呢是利用運行這個仿真模型來實現一個智能化的調度。
首先呢就是我們如何來科學規范、全面系統的來構建這個城市給水管網基礎數據庫。
然后在這個工作當中呢，
我們是編制完成了給水管網的一個數據普查方案。
通過一個規范化化的一個工作的流程和這個普查結果的一個規范化的技術方式。
然后可以為后續建立智能化的管控平臺，
創造一個良的基礎條件。
在構建給水管網基礎數據信基礎信息數據庫的系統當中呢，
我們主要是結合了我們管網安全運行風險評估以及后續安全運行監測，
還有仿真智能調度他們的一個應用的需求。
所以說是將給水系統、給水管道、澆水點等等。
這以及包括了養護信息等八方的這個數據納入了數據庫當中。
然后利用地理信息系統的這個空間數據的管理，
整合分析和可視化的這樣的一個能力呢，
為給水管網的一個海量數據的管理提供了相應的一個支撐。
另外呢就是我們這個課題是作為整個項目的在給水和排水方面的一個集成的這樣的一個課題。
所以說平臺當中呢也集成了多種的一個供水管網運行安全風險評估技術。
這些技術呢包括是由這個天津大學、同濟大學等單位他們形成的這樣的一些評估方法。
然后通過一個值，
借助這個智能監管平臺來進行一個集中的一個應用，
從而來提高我們的這個風險評估的效率。
另外呢也能提升我們供水管網的安全保障的一個能力。
首先一共是集成了四種評估方法。
第一種呢就是對于這基于動態風險評估的一個評價方法。
這個方法主要是建立基于這個結構環境管道人為和管理這五方面的一個指標體系。
利用了層次分析法來考慮指標間的一個耦合作用權重。
同時呢通過模糊綜合多因素的這樣一個風險評估模型，
對于管網安全運行的風險是進行了一個評估。
然后它評估的數據呢主要是利用了技術平臺的一個技術系統當中的一些管網的基礎數據，
包括一些養護的一些信息。
同時呢結合了實時監測的一個水壓跟流量的數據，
然后也增加了對于溫度變化指標的一個考慮，
來對管道的安全進行一個實時的風險計算，
然后從而進行一個動態的一個風險評估。
在這里多提一句呢，
就是溫度的一個大幅度變化。
其實對于管網自管道自身的結構，
還有它周邊土壤的這個環境都是有比較大的一個影響的。
容易發生管道的一個破壞事故。
可以看到南方地區，
特別是當寒潮引起氣溫驟降，
驟降的這樣的一個情況的時候，
經常會發生一個給水管網的一個爆管的這樣的一個事故。
所以說在這個評估當中呢，
是把結合我們的管網監測呢，
是集成平臺，
把這個溫度的實時的一個數據指標呢是納入了評估體系當中。
另外呢就是一個基于工程規范法的一個評價方法，
這個方法呢就是一個將這個管道的腐蝕和老化的一個風險，
是分配到了規劃、設計、施工、驗收、，
運行維護各個階段來考慮這個施工的后果。
以及這個管道發生事故之后的一個影響的范圍，
從而進行的一個管線全生命周期的一個半定量的一個風險評估。
基于組合賦權法的一個評價法呢，
主要是將層次分析法和熵權法有效的進行了一個結合，
用于給水管網運行的一個安全風險評估。
它的一個特點呢就是克服了單獨使用這個主觀或者客觀賦權法他的一個的缺點，
考慮了影響管網風險的一個主要指標。
然后比單獨采用層次分析法或者熵權法的精確度呢是提高大概百分之五到十五。
我們這個方法呢也在示范工工程當中呢得到了一個應用。
然后通過跟示范工程范圍內的給水管網的運維管理，
維護檢修的記錄數據呢是進行了對比，
然后準確率呢平均達到了百分之八十的以上。
另外就是還有就是運行安全功能評價的動態評價的這個方法。
這個評方法呢主要還也是采用了改進的層次分析評價法，
然后建立了包括管道結構的可靠性、水利的可靠性以及漏損程度等三方面相結合的一個共識。
水管網運行安全功能狀態的一個評價體系。
同樣的也是利用集成平臺的技術系統的基礎數據，
包括實時監測的水壓跟流量數據來反映這個管網動態的一個安全狀態。
然后給管網的一個后續的動態的預警，
提供一個技術數據的一個基礎。
然后呢，
我們在這個安安全預警為目的的這個管網的一個監測點的優化布置方面呢，
主要是對水量、水質、水壓的一個在線布置提出了一個優化的布設方法。
其中水壓的監測點的一個優化呢主要是基于了聚類分析法以及靈敏度分析法來進行優化的水質。
監測點主要是考慮了節點的水量以及節點的水平值，
還有監測范圍的這樣一個綜合考慮。
流量監測呢主要是考慮了節點流量變化以及有效監測范圍來提出的一個優化的布設方案。
然后同時呢我們在這里邊也對于一些地質條件比較差的一些地區，
它在管網改造的工程當中呢，
也可以隨著改造的工程來在線的設置，
一些管道所處環境的一些監測，
以及管道運行的一些監測傳感器。
然后通過對于管道結構的一個系統的仿真軟件來判斷這個管網的安全運行的一個監測。
還有就是當它的一個管道的變形，
超過出它的一個結構承承受能力的時候呢，
就進行一個預警。
這個是在大慶的薩爾圖地區，
然后的一個示范管網當中得到了一個示范應用。
在管網當中呢是安裝了有加速度計、水壓計以及光纖形變等等這些傳感器。
然后通過采集的數據，
然后經過仿真軟件的分析，
來實現了管道的安全智能監測。
從而呢降低了管網的一個事故率，
提高了事故的一個搶修的一個速度。
對于給水管網的這個爆管事件的智能識別跟定位技術呢，
我們主要是通過高頻壓力計來采集這個管網爆管的時候會有一個負壓波。
通過這個負壓波的采集之后呢，
數據處理器會將這個報表發生前后的存儲的數據，
以無線通訊的方式來上傳到我們的集成平臺。
然后再數據傳輸的同時呢，
我們也是利用了北斗系統的這個授時跟定位的一個功能，
為后續的定位。
報管的這個定位分析提供了依據。
然后我們當時也考慮，
對于既有的管網，
它在安裝這個在線設備的時候，
接電是比較困難的。
所以采用了一個電池供電的方式。
然后同時也為了就是減少這個設備的一個用電量。
所以說我們這個設備在線的時候分兩種工況，
正常工況的時候也就是沒有異常發生的時候，
是每五分鐘采集一個數據，
然后兩小時打包上進行一次上傳，
然后會付時間后綴。
同時也把電池的一個余量數據進行一個上傳，
然后異常的這個上報工況呢，
就是當我的設備檢測到有爆管信號觸發的時候呢，
就是立刻上傳這個點位的一個報警信息。
然后服務時間的后綴以及相應的一個坐標的后綴。
同時呢會把這個爆管時刻前后三十秒的一個數據，
因為是一個毫秒級的這樣的一個壓力數據的采集。
所以說這個大概是有六萬個數據是一起打包上傳。
然后后續呢就是集成平臺當中呢，
主要是利用了我們這個壓力管網，
壓力突變位置定位方法。
這個是申申請了專利，
還有就是一個給水管網的一個爆管事件。
智能識別技術軟件結合這兩個專利跟軟件呢，
我們是報對報管的一個監測設備，
上傳的數據進行一個智能的清洗跟分析。
從而在這個管網地圖上把爆管的這個位置進行一個定位跟一個警報。
然后這是我們在那個示范肛工程當中的一個應用，
大概是布了相應的有三十多個這個壓力高頻壓力的在線集成設備，
以及相應的一些流量的一個監測設備。
然后我們也是通過以這個消火栓來放水的方式模擬這個報告。
可以看到在時間上是很快就在集成平臺上有一個響應，
然后是提示了報管點附近兩個監測點有報警。
然后呢，
也是根據這個報警信號的分析呢，
也是迅速的就是對這個報管進行了一個定位。
我們也是根據實際的一個位置比對呢，
大概這個定位精度是小于五十米的這樣的一個一個情況。
另外呢就是我們這個集成平臺的一個綜合示范應用。
當時是選取了蘇州工業園區跟鄭州高新區這兩個區域來做這個項目的一個示范工程。
之所以選這兩個區域呢，
就是因為這個兩個區域都是有比較完善的一個管網技術平臺，
還有就是比較完善的scattered的一個供水調度系統，
可以為后續的一些技術應用提供比較的一個基礎條件。
在蘇州工業園區的這個平臺呢，
我們也是嘗試了將蘇州港華燃氣的管網系統，
還有蘇州清源華鹽水務的一個供水系統和，
污水管網系統呢是集成在了一個綜合的監管平臺上。
也主要是為后續的一些市政基礎設施這樣綜合的一個監管平臺進行一個嘗試。
其中蘇州除了剛才提到的一些應用之外呢，
我們在這個蘇州工業園區的這個平臺呢，
也是做了給水管網的仿真模擬和安全調度系統。
可以依據采集的這個監測數據，
對于我們給水系統的一些需水量進行一些短時的一個預測。
然后從而為管網的這個系統的優化運行調度提供依據。
另外呢就是保持保證這個供水安全。
我們這個系統呢可以實時的顯示壓力、流量、余氯等等不同監測點的這樣的一個變化情況。
通過一個同時呢，
也可以對于壓力水平、口水靈還有疑慮進行一個模擬。
然后差值分析呢可以對比當前的監測點的數據情況，
也可以追溯二十四小時以前以及未來二十四小時的相應的一些模擬值，
來對于管網的一個運行的狀態，
還有趨勢變化，
趨勢進行一個展示。
來使得我們對于一些管管網當中運行的關注點。
比如說管網末梢的水壓、水質來進行一個安全監控。
另外呢就是在這個調度系統當中呢，
對于管網中發生爆管或者檢修斷水的這些工況呢，
也是給了一些預制的相應的基于優化算法來使得我們滿足用戶水壓水量，
同時給出相應的一些運行的調度方案。
然后配置來使得我們這個提供實時的這樣的一個調度指令的建議。
然后也為我們這個操作人員或者調度人員對于供水管網的安全運行調度呢提供了一個保障。
以上呢就是我們在這個城市給水管網安全運行保障智能監管平臺的一些成果以及應用的一個介紹。
總的來說呢就是我們這個城市這個供水作為一個生命線的這樣的一個工程，
它需要在我們全生命周期，
包括我們的規劃設計，
然后施工驗收、運行維護、應急搶修等等。
這個各個環節都要突出這個安全韌性，
然后突出這個高效智慧的這樣一個特點。
然后呢，
為了實現我們這個安全韌性，
高效智慧的這樣一個目的呢，
我認為呢也是從以下兩個方面進一步的開展工作，
能夠有利于我們這個工作的一個推進。
首先就像剛才新教授提到的，
就是應該是推動對于這個給水管網的模型以及高效計算技術的這樣的一個研究。
然后希望說是通過以這個管網模型為計算的一個內核，
結合scale系統能夠建立，
包括我們規劃設計單位也能夠使用的這樣仿真模擬，
包括水資的調度管理、漏損分析、應急決策一體化的這樣的軟件。
然后使得這個供水企業實際應用當中來發揮作用。
其次呢就是對于北斗和市政這個生命線保障的一個結合。
能夠基于北斗加市政的這個物聯網系統來實現市政管線的一個基礎信息獲取、動態更新，
以及在這個施工等等與運行管理。
然后包括一些應急救援各個環節當中的一些全面的應用。
從而呢實現我們這個提升這個管網的一個安全防控，
防災救災的這樣一個能力。
我今天的這個分享就到這里，
謝謝大家，
感謝王院長的精彩報告。
王院長呢根據城市管網安全運行的需求進行分析，
詳細介紹了城市管網安全運行保障智能監管平臺的這個目的功能及一些應用的。
通過這個平臺，
我們可以在城市管網的全生命周期中進行方案優化，
實時監測、調度管理、風險評估等，
能智慧、高效、安全的保障我們的城市供水，
對我們很有很大的啟發，
謝謝王院長。
我們現在看一下現場留言。
第一個問題，
請問在我們城市給排水領域，
智慧化與信息化有何本質區別？
那個信息化其實咱們剛才我提到的那個二零三五的那個發展規劃的那個綱要里邊，
實際上它就是對于我們的信息化，
包括智能化、智慧化，
都有一些一些比較明確的一個解釋。
信息化呢其實更多的是實現我們對于管網的一些，
比如說管道的一些基礎信息。
然后把它從我們的圖紙上，
或者是從我們的一些紙紙質上，
把它作為一個信息，
然后存儲到我們的這個線上的一個過程。
包括還有就是我們在線的一些安裝，
一些在線的監測設備，
使得我們這些信息的監測設備的這個監測信息能夠收集上來。
基本上就是一個信息化的一個一個一個一個狀態了。
但是到我們的這個智慧化呢，
更多的是人和我們的這個在線的監測的設備，
或者是跟我們的這些智能的一些監管的設備的一個共同的一個作用。
之后的一個結果就是更多的體現在一些一些仿真的分析，
然后預測預警，
然后包括他的一些決策，
這些能夠實現這樣的一些的功能。
同時當發生一些事故的時候，
能夠給給出一些建議的一些調度的方案或者應急處置的措施。
這樣子的之后呢，
我們認為可以就是說是一個智慧化的一個狀態。
感謝王院長的解答。
我們第二個問題是老師能不能講一講這些系統管網監測點裝的在線儀器維護升級的難點。
其實就是跟那個長距離的輸水相比，
我們既有的市政管網，
它的一個安裝，
特別是新建的還。
對于一些改造來說的，
你安裝這些在線設備，
一個是原有的這個比如說一些檢檢查井或者閥門井，
它的一個位置可能會影響就不一定能裝得上。
然后其次呢就是我們的這些在線的監測設備都有一個用電的這個問題，
用電的問題就是有很多時候也沒有辦法。
有的地方可能采用太陽能的這樣的一個方式，
然后直接接試電呢也不太現實。
所以說接電安裝也是它的其中一個比較難的一個地方。
另外呢就是這個無線傳輸信號的保證信號傳輸的這個問題。
因為如果就是完全都在井里的話，
它這個信號其實接收跟發射都是會有一定的影響的。
所以說在線的監測設備，
另外就是對于多雨潮濕的這樣的一些環境，
對于我們一些在線設備的它的一個防腐，
然后包括它的一個防潮，
這些要求都必須要滿足。
所以說也是一個相應的一個難點。
再次感謝王院長的精彩報告和回答。