智慧城市篇 | 数字孪生智慧排水管网管理平台

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2022年3月1日，住房和城乡建设部印发了《“十四五”住房和城乡建设科技发展规划》，提出关于实现城市基础设施数字化网络化智能化的重点任务，利用CIM基础平台图形引擎、城市空间仿真模拟与智能化技术、排水管网病害识别技术、管网运行健康评估技术等进行智能化市政基础设施建设和改造。推进数字孪生智慧排水管网建设不仅能发挥好城市公共服务的基础运行功能，补齐原有污水处理厂配套管网的缺口，也是实现城市排水管网建设与污水处理设施同步设计、建设和投运，同时支撑起生态文明建设的需求，实现排水管网的精细化管理，为城市的排水管网病害识别和管网运行健康评估提供强有力的保障。

地空智能以物联网、大数据、云计算、人工智能为技术支撑，融合BIM、CIM、GIS信息技术，构建数字孪生智慧排水管网管理平台，主要包括排水管网GIS平台、管网巡检养护平台和管网决策管理平台，这三大平台包括数据入库管理子系统、平台配置管理子系统、管网监测预警子系统、排水户管理子系统、排水管网智能检测评估子系统、管道修复工程管理子系统、管道养护工程管理子系统、管网巡检考评管理子系统和管网运维直播监理子系统九大子系统。各个子系统之间数据共享，业务场景互补，及时发现排水管网破损、渗漏、淤堵等问题，迅速采取修复和养护措施，预控潜在风险，实现管网建设规范化、排水监测可视化、风险预判精准化、养护监管智能化，形成全局掌控一张图、全面感知一张网、资源共享一网通和应急管控一条线。

(技术框架）

 

·基础数据层：通过使用质检入库子系统导入管网普查数据、实时监测数据和管网资料，完成普查数据的拓扑关系检查，同时结合管网属性等信息，建立基础数据统一、监测数据汇集、二三维一体化以及三级贯通的数据底板。

·数据治理层：包括数据标准、主数据、元数据、数据质量、规则模型等数据资产在治理平台中落地，形成数字孪生空间，协助用户全面掌控排水管网数据资产现状、提升数据质量、实现数据互联互通、提升数据获取效率、保障数据安全合规、持续释放和挖掘排水管网数字化价值。

·管网地图服务层：包括地理数据服务、地图服务、空间处理服务、定位服务、OGC服务、三维服务以及基础空间服务，具有地图缩放、视图平移、坐标定位、图形量算、图层管理等功能。

·数据分析层：包括空间服务平台、管网动态模拟模型、专题制图、数据维护、空间分析、2D、3D展现等，实现厂站网联动指挥调度结果在数字地图中的动态交互、实时融合和仿真模拟。

·业务应用层：包括管网资产管理、管网健康监测、管网养护工程、管网巡检工程、公共服务管理、雨污混接管理、管网改造设计评估、污水管网负荷分析、管网规划设计模拟等应用板块，同时可以利用水力模型进行管网多场景模拟。

一、排水管网GIS平台

基于“BIM+CIM+GIS+IOT”面向城市排水管网，采用二三维一体化数据管理方式，结合地面三维仿真模型，综合分析排水管网拓扑关系、排水户特征，构建完善的城市排水管网运行实时感知系统，进行排水管网的探测、监测、检测、溯源、诊断等，细化管网存在变形、破损、堵塞、塌陷等隐患位置，实施排水管网的“精准施治”，从根本上解决问题，并实时展现地上地下排水管网运行态势，形成一套城市排水管网安全运行基础设施管理库。

二、管网巡检养护平台

包括排水管网智能检测评估子系统、管道修复工程管理子系统和管道养护工程管理子系统。利用视频监控CCTV和QV技术，在实现多维可视化管理的同时，对管道进行内窥检测，拍摄并记录管道状况和缺陷，对管道缺陷进行分类、分级和实时定位。利用AI病害识别技术进行排水管道在线缺陷评估、缺陷校核以及报告输出，分类分级告警超标、过载、设施故障等各类风险。

 

平台通过对管道的修复和养护工程进行管材材质、标准、设计、预算、施工、验收等全周期管理，从项目和工单维度出发，进行审批、验收流程管理和进度把控，加强管材质量准入控制；推动优选管材及管网配套设施，从环刚度、耐腐蚀、抗渗漏、全周期管理价格等方面综合考虑，实现城市排水管网全生命周期协同、数字化建设管理和智慧化运维管控，提供项目管理、设计管理、施工管理以及管网修复和养护全过程一体化动态管理。

 

三、管网决策管理平台

包括管网监测预警子系统、排水户管理子系统、管网巡检考评管理子系统和管网运维直播监理子系统。当水质、排水、降雨和设备状态出现异常情况时，可利用SCADA系统对泵站进行联动处置，同时也可利用巡检考评子系统对人员进行调度管理，包括巡检路线指定，工单派发，车辆使用，材料管理等，为监理单位建立完善的监管体系。通过管网运维直播监理平台，对现场检测设备位置、动态和内容的实时回传进行观看，避免检测数据造假，为管网的健康运行提供决策依据，也方便管理部门进行指挥调度。 

 四、公司简介：

广东地空智能科技有限公司（GSI）专注于物联网、大数据、云计算和人工智能技术领域，在地球与空间科学、地球物理与空间信息、城市地下空间工程等领域信息智能开发应用的空天地一体化科学数字化解决方案提供商。旗下地空云服务产品，从工程设计到检测监测评估再到后期运维分析决策，为客户提供全方位一站式全流程平台服务，公司主要在中山大学博士、硕士及工程师技术团队基础上，以技术和市场双驱动，开发完成SAAS云平台及全面支持最新一代云平台。

针对大数据和业务深度融合的特点，地空依靠精湛的技术积累为客户提供针对性强的，精准满足客户需求的解决方案：智慧工地一站式服务平台，工程勘察作业与质量监管数字化平台，工程建设管理数字化平台，高支模、基坑、边坡等岩土工程安全监测云平台；城市地面坍塌隐患信息智能管理平台，地质灾害监测预警预报平台，自然灾害监测与应急指挥系统平台，应急管理数据治理平台；地铁智慧物联数据平台（地铁安全运营预警）；管网勘测综合数据处理软件平台、排水管网智能管理平台，水务管网智慧运维管理平台等。