智慧水务数字孪生平台解决方案:从管网探测到联动

2026年,供水管网漏损控制与智慧化运营已成为水务行业的刚性需求。据2026年6月国务院政策例行吹风会,住建部等四部门明确“十五五”期间建设改造城市地下管网约77万公里,其中供水管网约17.5万公里。漏损控制、DMA分区计量、数字孪生等技术的规模化应用正在加速落地。

浙江巨川电气围绕“打好数据基础、做实核心联动、验证关键场景”三大目标,提供从管网探测、GIS建库、数字孪生平台到DMA分区漏损定位、泵房视频融合、小区物联感知试点的全链条解决方案。

一、建设目标与核心产出

序号建设目标核心产出
1管网数据底座完成约70公里管网探测与数字化,建立完整GIS数据库
2用户资产上图将核心区域用户数据在图上呈现,实现“管道—阀门—用户”基础业务联动
3水力基础表达展示管网水流方向,建立管网拓扑关系
4DMA分区与漏损定位部署DMA分区流量计+噪声相关仪,实现漏点精准定位
5泵房视频融合验证选取1个泵房,完成三维建模与视频融合联动验证
6小区物联感知试点选取1个小区,接入压力、流量实时数据,部署远程控制阀门

二、核心建设内容与技术方案

2.1 管网探测与GIS数据服务

对约70公里供水管网(DN100~DN800)进行全要素探测,包括管线位置(经纬度、埋深)、管径、材质、建设年代、阀门井位置等。探测完成后进行GIS数据建库,建立管线拓扑关系,标注水流方向,输出管线走向图和水流方向图。

对应产品:地下管线综合探测服务(管线位置、管径、材质、建设年代等全要素现场探测与数据采集);GIS数据建库与处理(管线数据入库、拓扑关系建立、水流方向标注、关键节点坐标录入、数据校验)。

2.2 用户资产上图

建立“楼宇—户号—水表编号”三级关联关系,将用户信息挂载到空间位置上。实现点击楼宇即可查看关联用户及水表信息,支持“管道—阀门—用户”的业务联动查询。

对应产品:用户资产上图开发(核心区域户表关联数据整理、楼宇坐标采集与标注、空间可视化查询功能定制开发)。

2.3 数字孪生底座平台软件

构建供水管网三维数字孪生底座,包含以下软件模块:

  • 三维GIS引擎:三维场景管理与可视化,支持BIM+GIS+倾斜摄影融合
  • 管网三维可视化:管线三维渲染与属性查询,支持管径、材质、埋深、建设年代等信息展示
  • 物联网数据接入平台:MQTT/Modbus协议接入,多厂商传感器数据统一采集与处理
  • 视频融合模块:摄像头空间标定与视频投影,支持RTSP/GB28181/ONVIF协议,点击设备看实时画面
  • 基础应用功能:空间查询、水流方向展示、户表关联查询、管道-阀门-用户联动

2.4 DMA分区与漏损定位

在70公里探测范围内划分若干DMA分区,在分区入口安装插入式超声波流量计,实现分区流量实时监控。配套部署噪声记录仪和智能相关仪,通过“夜间最小流量分析→噪声热力图→相关仪精准定位”三级体系(据行业通行做法),将漏点定位精度提升至1-2米。

配套硬件:插入式超声波流量计、噪声记录仪、智能相关仪、远传采集终端、压力传感器。

对应平台:DMA分区管理平台(分区流量监控、夜间最小流量分析、失水预警、分区水量平衡分析)。

2.5 泵房视频融合试点

选取1个典型泵房,进行三维精细建模(含水泵、阀门、管道等设备),部署高清摄像头及配套NVR,完成视频融合实施。实现“点击设备模型自动调取对应摄像头实时画面”的远程可视巡检功能。

对应产品:泵房三维精细建模;视频融合模块支持摄像头空间标定与视频投影,点击设备看实时画面。

2.6 小区物联感知试点

选取1个试点小区,在小区入口总管和楼栋分支节点部署压力传感器、插入式流量计,试点远程控制阀门,验证压力、流量实时监测与远程调控能力。

对应产品:物联网数据接入平台(MQTT/Modbus协议接入,多厂商传感器数据统一采集与处理)。

三、建设周期

阶段时间核心任务
第一阶段第1-2个月管网探测与GIS建库;用户资产上图;数字孪生底座平台搭建
第二阶段第3-4个月DMA分区流量计部署;噪声记录仪与相关仪部署;DMA分区管理平台上线
第三阶段第4-5个月泵房建模与视频融合;小区传感器与阀门部署
第四阶段第6个月系统集成联调;功能验收;人员培训

项目启动前需完成的基础条件:现有管网竣工图纸或走向示意图、水表用户台账(楼宇-户号-水表编号对应关系)、试点泵房可用的供电和网络条件。

四、产品与能力清单

序号产品/服务核心能力对应需求模块
1物联网数据接入平台MQTT/Modbus协议接入,多厂商传感器数据统一采集与处理数字孪生底座、小区物联感知
2视频融合模块RTSP/GB28181/ONVIF协议,点击设备看实时画面泵房视频融合
3DMA分区管理平台分区流量监控、夜间最小流量分析、失水预警、分区水量平衡分析DMA分区与漏损定位
4基础应用功能空间查询、水流方向展示、户表关联查询、管道-阀门-用户联动数字孪生底座
5地下管线综合探测管线位置、管径、材质、建设年代等全要素现场探测与数据采集管网探测与GIS建库
6GIS数据建库与处理管线数据入库、拓扑关系建立、水流方向标注、关键节点坐标录入、数据校验管网探测与GIS建库
7用户资产上图开发户表关联数据整理、楼宇坐标采集与标注、空间可视化查询功能定制开发用户资产上图
8泵房三维精细建模泵房三维建模(含水泵、阀门、管道等设备)泵房视频融合

五、常见问题

Q1:70公里供水管网探测需要多长时间?

70公里管网探测通常需要4-6周,具体取决于管网密度和现场条件(如井盖开启难度、路面通行状况)。探测完成后同步进行GIS数据建库和数据校验,约需1-2周。整个第一阶段(约2个月)可完成探测、GIS建库、用户资产上图及数字孪生底座平台搭建。

Q2:DMA分区的漏点定位精度能达到多少?

通过“夜间最小流量分析→噪声热力图→相关仪精准定位”三级体系,漏点定位精度可提升至1-2米,大幅减少开挖范围和维修时间。精度受管网材质、管径、埋深及环境噪声影响,金属管道精度高于非金属管道。

Q3:视频融合模块支持哪些摄像头协议?

支持RTSP/GB28181/ONVIF协议,兼容市面上绝大多数主流摄像头品牌。对于不支持标准协议的摄像头,可通过NVR接入,无需更换现有监控设备。

Q4:数字孪生平台能否与现有SCADA系统对接?

可以。物联网数据接入平台支持MQTT/Modbus协议,可通过标准协议对接现有SCADA系统。对接周期取决于现有系统的协议开放程度和接口可用性,通常为2-4周。

Q5:泵房视频融合试点需要哪些硬件准备?

需要部署高清智能球型摄像机、高清红外枪型摄像机、NVR及监控硬盘。泵房内需具备稳定的供电和网络条件,NVR建议支持4路以上接入。

Q6:小区物联感知试点的远程控制阀门响应时间是多少?

远程控制阀门通过数据采集终端上传至物联网数据接入平台,从平台下发指令到阀门执行完毕,端到端响应时间通常≤3秒(典型值),具体取决于网络环境。

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于灯火阑珊处,于暗香离别时,未曾放弃。
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智能照明如何接入数字孪生管网平台?技术路径解析

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