摘要：随着城市化进程的加快，市政给排水系统的管理需求日益复杂化，传统的管网管理方式已无法满足现代城市的发展需求。智能化管网管理平台通过物联网、GIS、大数据分析等技术手段，实现对管网的实时监测、数据分析与故障预警，为市政给排水系统的高效管理提供了可靠的技术支撑。本文围绕智能化管网管理平台的技术构成、应用实践以及未来发展趋势展开研究，旨在探讨该平台如何有效提高管网运行效率、降低漏损率和维护成本，最终推动市政工程的数字化转型与智能化升级。

关键词：智能化管网管理平台；市政给排水；智能监测；物联网；大数据分析

传统的管网管理模式存在监测手段落后、信息不对称、维护不及时等问题，导致管网故障频发，漏损率高，维护成本居高不下。近年来，智能化技术的发展为管网管理带来了新的契机。通过引入物联网、大数据、地理信息系统（GIS）等先进技术，智能化管网管理平台不仅能实时监测管网的运行状态，还能实现自动化操作与远程控制，为市政管理人员提供更加精确的决策支持[1]。此外，该平台还能够通过数据分析与趋势预测，有效减少管网的故障发生率，延长设施的使用寿命，显著提升市政给排水系统的整体管理效率。在此背景下，智能化管网管理平台的研究与应用已成为市政给排水工程领域的重要发展方向。

一、智能化管网管理平台的技术构成与功能

（一）智能化管网管理平台的技术基础

物联网技术是智能化管网管理平台的基础，通过在管网系统中布设各种传感器，实现对管网状态的实时监控。这些传感器能够检测水压、流速、水质等多种参数，并通过无线网络将数据传输至控制中心。传感器通常采用低功耗的LoRa无线技术，以保证在大范围管网中的信号覆盖和数据传输的稳定性。实时监测的数据能够帮助管理者及时发现管网的异常情况，如管道破裂或堵塞，缩短维修响应时间，防止次生灾害的发生。

智能化管网管理平台通过大数据分析技术，将物联网设备采集到的海量数据进行存储、处理和分析。云计算平台为大数据处理提供了强大的计算和存储能力，使得管网管理能够在短时间内处理复杂的数据模型，得出优化管理的结论。通过分析历史数据，可以预测管网可能出现的故障点和老化问题，提前制定维护方案，避免突发事故。此外，云平台还能够通过机器学习算法不断优化管网的运行参数，提升系统的智能化水平。

（二）GIS技术与管网管理的结合

地理信息系统（GIS）是智能化管网管理平台不可或缺的组成部分，它能够精确定位管网中的每一个节点及其运行状态。管网系统的GIS地图不仅能够显示管道的布局、长度和位置，还能与实时数据结合，直观呈现管网中的问题区域。GIS技术可以通过多层次的可视化功能，实现管道损坏、泄漏等问题的精确定位，并提供最优的维修路径建议，减少维修时间，提高维护工作的效率。

（三）智能化管网管理平台的主要功能

智能化管网管理平台的核心功能之一是实现对管网运行状态的实时监测和预警系统。通过对水压、流速、水质等关键指标的实时监测，系统能够在数据出现异常时自动发出预警信号。比如，当某一管段的水压骤降时，平台可以立即判断该管段可能发生了破裂，并自动发出报警信息，通知维修人员迅速处理。这样能够有效避免因管道破裂导致的城市内涝或水资源浪费问题。此外，平台还可以对历史数据进行回溯分析，识别出易发生故障的管段，从而在问题发生之前进行预防性维护。

智能化管网管理平台还具备远程控制与自动化操作的功能。通过与管道中的控制阀门、泵站等设备的集成，平台可以实现对管网压力、流量的自动调节。管理人员可以通过平台远程调节阀门的开启程度，优化水流分配，提高系统的运行效率。例如，在某一区域用水需求激增时，系统可以自动调节水泵的工作参数，确保该区域的供水需求得到满足，而不会影响其他区域的供水压力。此外，系统的自动化控制功能还能够根据管网运行情况，自动关闭发生泄漏的管道，防止损失扩大。

智能化管网管理平台通过对海量运行数据的分析，能够为市政管理部门提供科学的决策支持。平台可以通过大数据技术对管网的运行历史进行统计分析，生成详细的管网运行报告，帮助管理者了解系统的运行效率、故障频率等关键数据。基于这些数据，平台能够优化管网的维修和更新计划。例如，某些管段由于老化问题故障频繁，平台可以建议提前更换该管段，避免频繁维修带来的运营成本增加。同时，平台的决策支持系统还能为市政规划提供依据，优化给排水管网的布局和扩展。

二、智能化管网管理平台在市政给排水工程中的应用实践

（一）平台部署与系统集成

平台部署与系统集成是智能化管网管理平台实施的核心步骤。首先，市政管理部门通过无人机和地理信息系统（GIS）对整个管网系统进行三维建模，精确记录管道布局、材质和关键节点的位置，为后续智能化管理提供基础[2]。随后，在管网的主要节点，如泵站、阀门和水质监测点，安装基于LoRaWAN技术的物联网传感器网络，用于实时监测水压、流量和水质等数据。这些数据通过边缘计算节点处理后上传至云端平台进行大数据分析，实现了对管网的实时监控和优化管理。为解决不同品牌设备的兼容性问题，系统还引入了数据网关技术，将数据格式统一，确保各类传感器和控制设备能够与平台无缝集成。

例如，在杭州某区，随着城市化进程的加快，市政给排水系统面临着巨大的压力，市政管理部门决定部署智能化管网管理平台，以实现对供排水系统的智能化管理。首先，通过无人机和地理信息系统（GIS）对整个管网进行三维建模，详细记录管网的结构、材质和关键节点位置。然后，在全区的主要管道节点安装了基于LoRaWAN技术的物联网传感器网络，监测水压、流量和水质等数据。这些数据通过边缘计算节点处理后，上传至云端进行大数据分析，实现了实时的管网监控和可视化。为了应对旧有设备的兼容性问题，滨江区引入了数据网关技术，将不同品牌设备的数据格式统一，确保数据的全面整合。此外，智能管网平台还与智能交通系统集成，在道路施工期间协同进行供水调度，减少对居民的影响。平台的部署显著降低了供水漏损率，从10%下降到6%，并通过远程控制和自动化管理提升了供水效率。在用水高峰时，系统自动调节泵站压力，低峰时则降低输出以节省能源。平台的预警功能还能提前预测管道故障，优化维修计划，提高应急响应能力。

（二）智能平台的日常运营与维护

在日常运行中，平台通过自动化调节系统来优化管网的供水效率。智能化管网管理平台在日常运营和维护中通过高效的自动化和智能化技术，确保管网系统的平稳运行和及时维护。其核心功能之一是根据供水需求的动态变化，自动调节供水参数。例如，平台通过对历史数据的分析，识别用水高峰时段和低峰时段，并在高峰时段自动提升泵站的工作压力，以确保供水需求能够得到充分满足。同时，在低峰时段，系统会自动降低泵站的输出功率，从而减少不必要的能耗。在维护方面，智能平台能够通过传感器网络实时监测管道的运行状态，当某一段管道出现水压异常或流速波动，平台会自动发出警报，通知维护人员前往检查，并提前定位可能的故障点。

例如，南京某区是一个快速发展的新城区，随着人口和建筑的增加，市政供水需求不断增大，传统的管理方式已无法满足日益复杂的管网系统。因此，该区部署了智能化管网管理平台，用以优化供水系统的日常运营与维护。在日常运营中，平台通过物联网传感器实时监测供水管网的运行情况，尤其是水压和流量的变化。为了应对早晚高峰时段的用水需求波动，平台通过历史数据分析自动生成优化的供水方案。在早高峰6：00到8：00，系统会自动调节泵站的输出功率，确保居民区水压稳定，并减少低压区域的供水压力波动。同时，在用水低峰时段（如深夜），系统会自动降低泵站的工作负荷，减少不必要的能源消耗。此外，智能平台的维护功能极大提高了系统的管理效率。传感器网络持续监测管道的运行数据，并将这些数据上传至平台。一次，系统发现某一供水管道的水压持续下降，通过数据回溯分析，平台确定该管道存在小规模漏损。市政管理部门接到警报后，迅速派出维护人员进行检查和修复，避免了漏损扩大或管道爆裂的发生。相比传统人工巡查模式，智能平台能够提前发现问题，缩短响应时间，减少了管网事故的发生概率，还大幅减少了能源消耗和运营成本，同时提高了维护的精准性和及时性，显著提升了供水服务的可靠性。

（三）智能平台的日常监测功能

智能化管网管理平台的日常监测功能是其核心组成部分，依托物联网传感器和大数据分析技术，平台能够实时监控市政管网的运行状态，确保供排水系统的高效和安全运行[3]。通过分布在关键节点的传感器，实时采集水压、流量、水质和温度等参数，这些数据通过无线网络传输到云平台进行实时分析。若数据超出设定范围，系统会自动触发报警，提示可能存在管道泄漏或破损，并通知维护人员迅速处理[4]。

南方某城市投入应用了智能化管网管理平台，针对该区的老旧供水管道频繁发生漏损问题，市政部门采用了物联网传感器和大数据分析相结合的方式。传感器安装在主要供水管道和支线管网的结合部位，通过监测水压和流量变化，系统能够快速识别管道泄漏的位置和规模[5]。在一次监测中，系统发现某一支管道段的水压持续低于正常水平，通过数据回溯，平台分析出该段管道存在微小裂缝，导致每天约有数千升水的泄漏。通过这一数据分析，管理人员及时派遣维修队伍进行了管道更换，成功避免了管道爆裂等更严重的问题。该系统的应用使静安区的管网漏损率经过3年时间从12%降低至6.5%，节省了大量水资源。

根据以上案例，南方某城市的智能化平台应用效果显著。市政管理部门不仅降低了管网漏损率，还通过数据分析显著减少了人力资源投入。例如，应用智能化管网平台之前，该区依赖传统人工巡检的方式，每年约需派遣20多次人工检查团队，耗费大量时间和人力。而自智能化管理平台上线以来，通过实时监测系统，市政管理部门能够将巡检次数减少至10次以内，每次巡检的时间也缩短了50%。此外，平台的预测分析功能有效帮助市政部门提前安排维修，避免了管道因突发事故导致的停水事件，大大提升了供水系统的可靠性。

三、智能化管网管理平台的社会与经济效益

（一）节能减排的社会效益

智能化管网管理平台在节能减排方面展现了显著的社会效益。通过实时监测和自动化控制，平台能够精确调节供水系统的水压和流量，避免过度供水和能耗浪费。在供水低峰时段，系统自动降低泵站的输出功率，减少能源消耗；在高峰时段，精准调控水压，确保水资源得到合理利用。这种智能化调节减少了泵站的运行时间和电力需求，显著降低了能耗。此外，平台通过实时监测及时发现管网的漏损和爆管问题，快速响应并修复，减少水资源浪费。通过大数据分析和预测性维护，平台还能提前进行管网优化，避免管道老化引发的大规模水资源流失和污染。智能化管网管理平台不仅节约了能源和水资源，还减少了环境污染，促进了市政管理效率的提升，助力城市实现绿色和可持续发展。

（二）经济效益分析

智能化管网管理平台的应用在多个方面带来了显著的经济效益。通过实时监测和自动化控制，平台有效减少了管网的能耗，例如，泵站根据需求自动调节输出功率，在用水低峰时降低功耗，节省电力成本。同时，平台能够快速发现管网中的漏损或破损问题，防止水资源浪费，降低供水成本。此外，智能平台减少了对人工巡检的依赖，利用自动报警系统及时发现和修复问题，缩短维修响应时间，降低人工维护费用。预防性维护功能通过历史数据分析，帮助市政部门提前制定管道维修计划，避免突发事故，进一步减少紧急维修带来的高昂费用。长期来看，智能平台延长了管网的使用寿命，减少了频繁更换管道的成本，并通过高效运行优化了供水系统的总体运营成本。综合而言，智能化管网管理平台实现了持续的成本节约，提升了市政供水系统的经济效益，并带来了显著的投资回报。

总结：智能化管网管理平台通过物联网、大数据分析和GIS等技术的结合，为市政给排水工程的高效管理提供了全新的解决方案。该平台不仅能够实时监测管网的运行状态，还能通过自动化控制和远程调节提高系统的运行效率，减少水资源的浪费。通过对多个实际应用案例的分析，智能化管网管理平台展现了显著的技术优势和经济效益。未来，随着技术的不断发展，智能化平台在市政管理中的应用将更加广泛，其对城市可持续发展和智慧城市建设的贡献也将更加突出。

参考文献

[1]舒诗湖.城镇供水管网系统智能化管理[J].办公自动化，2014，（S1）：24-28.

[2]方少涛.测绘新技术在测绘工程测量中的应用分析[J].城市建设理论研究（电子版），202426047.

[3]乔丹.供水管道智能化监测技术探讨[J].城镇供水，2023.02.005.

[4]李雄，卢金锁，张志强，等.二次供水余氯监测与水平控制智能系统开发与应用[J].中国给水排水，2024.07.008.

[5]杨益民，智能远程供水管道监测装置.安徽省，安徽晋亿水务建设有限公司，2022-06-14.