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    管网末梢水压在线监测
    时间:2025-05-06 涉川
    一、方案介绍
    本方案旨在通过构建基于4G传输的末梢水压在线监测系统,实现对市政供水或企事业单位内部管网末端压力的实时监测和远程管理。系统通过部署高精度水压传感器和4G数据传输主机,将管网末端的水压数据实时上传至云平台,为供水调度、漏损识别、压力优化、居民用水保障等提供科学依据。

    二、监测目标
    1. 实时监测供水管网末梢节点水压变化。
    2. 预警低压、无压或压力波动异常等情况。
    3. 辅助调度中心调节供水压力,优化水力平衡。
    4. 分析区域供水稳定性,支撑管网改造决策。
    5. 提供历史水压数据,便于趋势分析和事故回溯。

    三、需求分析
    城市或园区供水管网结构复杂,用户用水行为波动大,管网末端常出现压力不足、水压波动大等问题,影响正常供水。传统人工巡检滞后且效率低,缺乏实时动态数据支撑,难以及时发现问题。因此亟需部署一套能够远程、实时、精准监测末梢水压的系统,作为智慧水务的基础数据源。

    四、监测方法
    选取管网压力最薄弱处、关键供水末端(如远端小区、高地居民楼、终端主管网)安装高精度水压传感器。传感器通过低功耗4G RTU(远程传输终端)实时上传数据至平台,可按分钟/小时记录压力波动,实现全天候动态监控。

    五、应用原理
    水压传感器利用扩散硅或陶瓷压阻式结构将压力信号转换为电信号,经RTU采集并通过4G模块发送至云平台。平台可进行数据可视化、历史记录分析、压力超限报警,并通过GIS系统定位监测点,便于区域管理与指挥调度。

    六、功能特点
    1. 实时采集水压数据,间隔可设定(1~60分钟)。
    2. 支持4G无线传输,无需现场网络。
    3. 平台化管理,可查看多个监测点数据和报警状态。
    4. 水压上下限报警、掉线报警、长时无变化报警等多种异常提示。
    5. 模块化安装,适应地井、立杆、墙体等多种安装环境。
    6. 支持电池供电、太阳能+电池等多种供电模式。

    七、硬件清单
    1. 高精度压力传感器(0–1.6MPa或更高)
    2. 4G无线数据采集终端(内置SIM卡、支持断点续传)
    3. 供电模块(锂电池、太阳能板)
    4. 防水不锈钢一体化安装箱(可选)
    5. 云端数据管理平台(Web端 + 微信小程序)

    八、硬件参数(量程、精度)
    • 压力传感器量程:0~1.6 MPa(可选 0.6/1.0/2.5MPa)
    • 精度:±0.25%FS 或 ±0.5%FS
    • 工作温度:-30℃~+70℃
    • 通讯方式:4G全网通(移动、联通、电信)
    • 上报间隔:默认10分钟,可远程设置
    • 防护等级:IP65~IP68(视安装方式)
    • 供电方式:3.6V锂电池可使用1年以上,或太阳能+电池组合持续运行

    九、方案实现
    1. 现场选择远端小区、输水末端、水压薄弱点等代表性位置安装传感器。
    2. 压力传感器接入4G采集终端,通过无线方式上报数据至云平台。
    3. 平台根据设定阈值进行超压/低压报警,形成实时报警日志。
    4. 管理人员通过电脑或手机查看每个监测点压力状态与历史曲线。
    5. 系统支持多用户权限管理、报表导出、GIS地图显示。

    十、数据分析
    • 实时水压曲线及波动范围分析
    • 压力达标率、供水稳定性评估
    • 日/周/月报表输出,支持Excel导出
    • 异常行为识别:夜间无压、间歇性波动、回压倒灌等
    • 支持数据API接口对接第三方平台(如城镇智慧水务系统)

    十一、预警决策
    系统支持设定水压上下限、变化速率等多维度预警规则。触发条件时,自动通过短信、微信或平台弹窗告警,及时提醒运维人员。支持联动控制阀门(选配)进行应急止水或旁路切换。

    十二、方案优点
    • 安装简便,适合已有供水网络的末端加装;
    • 全无线设计,免布线施工,适应性强;
    • 数据实时可视,支持远程集中管控;
    • 精度高、稳定性好,适应城市高标准供水监管;
    • 可扩展用于供水量、水质等多参数综合监测。

    十三、应用领域
    • 城市供水管网末梢水压监测
    • 工业园区、大学城、科技园等大型用水场所
    • 社区、高层住宅、供水薄弱区域
    • 智慧水务平台、水司调度中心辅助系统
    • 水厂远端水压控制系统

    十四、效益分析
    经济效益:降低漏损率,减少抢修次数与人力成本。
    社会效益:提高居民供水稳定性与满意度。
    管理效益:掌控末端压力态势,实现精细化管理。
    工程效益:辅助压力分区设计与管网改造评估。

    十五、国标规范
    • 《CJ/T 188-2004 城市供水水压监测技术规范》
    • 《GB/T 21268-2019 城镇供水管网运行管理规范》
    • 《GB 50015-2019 建筑给水排水设计规范》
    • 《GB/T 33764-2017 智慧水务系统总体架构》
    • 《GB/T 32424-2015 水资源节约利用规范》

    十六、参考文献
    • 中国水协《智慧水务建设与应用白皮书》
    • 《城市供水管网运行分析方法研究》
    • 水利部《城市供水节水技术手册》
    • 国家住建部《供水行业智能化发展趋势研究》

    十七、案例分享
    山东某市自来水公司于2024年部署管网末端压力在线监测系统,覆盖全市21个供水末梢点位。系统启用后,及时识别并处理3次夜间突发低压事件,明显改善了远端高层住宅供水问题,用户投诉率下降65%,获得住建局通报表扬,并作为试点推广至全市。
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