中國(guó)城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)城市公共供水管網(wǎng)存在常態(tài)化漏損問(wèn)題，管網(wǎng)老化、運(yùn)維短板等因素導(dǎo)致漏損管控壓力持續(xù)存在。市政供水管網(wǎng)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的核心組成部分，管網(wǎng)服役年限遞增、老舊管網(wǎng)占比提升，使得管網(wǎng)漏損風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)攀升，直接推動(dòng)地下管網(wǎng)檢漏行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。隨著智慧水務(wù)建設(shè)不斷深入，管網(wǎng)漏水檢測(cè)技術(shù)擺脫傳統(tǒng)人工作業(yè)模式，逐步向智能化、自動(dòng)化、全天候監(jiān)測(cè)方向迭代，成為智慧水務(wù)落地應(yīng)用的核心場(chǎng)景之一。
一、技術(shù)背景與發(fā)展歷程
我國(guó)市政管網(wǎng)漏水檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段，整體隨城市基建水平、信息化技術(shù)發(fā)展逐步迭代升級(jí)：
第一階段為2010年之前的人工排查階段。行業(yè)早期管網(wǎng)運(yùn)維技術(shù)較為傳統(tǒng)，主要依賴(lài)運(yùn)維人員沿管線(xiàn)人工巡檢，通過(guò)敲擊管道、聽(tīng)音辨聲、觀察地面滲水痕跡等原始方式排查漏點(diǎn)，檢測(cè)效率極低，漏點(diǎn)檢出率偏低，僅能識(shí)別地表明顯、滲漏量大的顯性漏點(diǎn)，微小隱蔽漏點(diǎn)基本無(wú)法排查，整體運(yùn)維精準(zhǔn)度、時(shí)效性較差。
第二階段為2010-2022年的聽(tīng)漏儀普及階段。隨著聲學(xué)檢測(cè)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化、普及化，數(shù)字式聽(tīng)漏儀逐步替代純?nèi)斯ぢ?tīng)音排查模式，設(shè)備可精準(zhǔn)捕捉并放大漏水振動(dòng)噪聲信號(hào)，有效提升漏點(diǎn)檢測(cè)靈敏度與準(zhǔn)確率，成為這一階段地下管網(wǎng)檢漏的主流設(shè)備，廣泛應(yīng)用于城市管網(wǎng)日常巡檢作業(yè)，大幅降低了人工巡檢的工作強(qiáng)度，提升漏點(diǎn)排查效率。
第三階段為2023年至今的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)落地階段。依托低功耗傳感、邊緣計(jì)算、云端大數(shù)據(jù)分析等新一代信息技術(shù)的成熟落地，分布式物聯(lián)網(wǎng)管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)逐步推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了供水管網(wǎng)漏損24小時(shí)不間斷、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，可提前預(yù)判管網(wǎng)異常滲漏風(fēng)險(xiǎn)，改變了傳統(tǒng)被動(dòng)巡檢、事后搶修的運(yùn)維模式，目前已逐步在新建市政管網(wǎng)、城市核心供水干管場(chǎng)景中規(guī)模化普及。
二、核心原理深度解析
當(dāng)前市政管網(wǎng)漏水檢測(cè)領(lǐng)域的主流技術(shù)分為傳統(tǒng)聽(tīng)漏儀檢測(cè)與物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)兩類(lèi)，兩類(lèi)技術(shù)依托不同技術(shù)原理，適配差異化運(yùn)維場(chǎng)景，技術(shù)邏輯與檢測(cè)模式差異顯著。
傳統(tǒng)聽(tīng)漏儀的核心原理是聲學(xué)振動(dòng)檢測(cè)。管網(wǎng)發(fā)生滲漏時(shí)，高壓水流沖擊管壁、周邊土壤會(huì)產(chǎn)生固定頻段的低頻振動(dòng)噪聲，聽(tīng)漏儀通過(guò)高靈敏度傳感器捕捉該專(zhuān)屬噪聲信號(hào)，內(nèi)置濾波模塊可過(guò)濾交通通行、施工現(xiàn)場(chǎng)、生活噪音等外界高頻干擾，對(duì)有效漏水信號(hào)進(jìn)行放大處理后，通過(guò)音頻、可視化數(shù)據(jù)形式呈現(xiàn)，運(yùn)維人員結(jié)合信號(hào)強(qiáng)度、頻率特征、管線(xiàn)布局，精準(zhǔn)判定漏點(diǎn)位置。現(xiàn)階段智能數(shù)字聽(tīng)漏儀搭載輕量化智能算法，可自動(dòng)識(shí)別典型漏水噪聲特征，有效降低對(duì)運(yùn)維人員從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的依賴(lài)，檢測(cè)穩(wěn)定性大幅提升，適配多數(shù)常規(guī)市政供水管網(wǎng)檢測(cè)場(chǎng)景。
物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心原理為分布式感知+云端智能聯(lián)動(dòng)分析。通過(guò)在市政管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、易漏損管段分布式部署噪聲采集、壓力、流量等一體化監(jiān)測(cè)終端，依托LoRa、NB-IoT等低功耗、廣覆蓋通信網(wǎng)絡(luò)，將管網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)不間斷上傳至智慧水務(wù)云平臺(tái)。平臺(tái)通過(guò)多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)交叉比對(duì)、動(dòng)態(tài)閾值分析、歷史數(shù)據(jù)擬合建模，自動(dòng)識(shí)別管網(wǎng)異常噪聲、壓力驟變、流量失衡等漏損特征，精準(zhǔn)定位漏點(diǎn)位置，同時(shí)可通過(guò)長(zhǎng)期數(shù)據(jù)積累，預(yù)判管網(wǎng)老化滲漏趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)漏損前置預(yù)警，是智慧水務(wù)體系中實(shí)用性、性?xún)r(jià)比突出的核心應(yīng)用場(chǎng)景。該類(lèi)監(jiān)測(cè)終端普遍采用高等級(jí)防護(hù)設(shè)計(jì)，適配復(fù)雜地下潮濕、密閉環(huán)境，低功耗硬件配置可滿(mǎn)足長(zhǎng)期免維護(hù)運(yùn)行需求。
三、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與局限性
聽(tīng)漏儀檢測(cè)、物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)兩類(lèi)技術(shù)各有優(yōu)劣，適配不同管網(wǎng)運(yùn)維場(chǎng)景，行業(yè)應(yīng)用邊界清晰：
聽(tīng)漏儀的核心優(yōu)勢(shì)集中在輕量化、靈活性與低成本方面。設(shè)備采購(gòu)、運(yùn)維成本低廉，機(jī)身便攜易操作，無(wú)需提前預(yù)埋部署、無(wú)需配套云端系統(tǒng)，可隨時(shí)響應(yīng)群眾報(bào)修、日常巡檢發(fā)現(xiàn)的疑似漏損問(wèn)題，快速開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)排查作業(yè)，高度適配零散化、小范圍、突發(fā)性的管網(wǎng)檢漏需求，是基層水務(wù)運(yùn)維的基礎(chǔ)標(biāo)配設(shè)備。其局限性較為明顯：一是檢測(cè)效果高度依賴(lài)運(yùn)維人員實(shí)操經(jīng)驗(yàn)，新人實(shí)操易出現(xiàn)漏判、錯(cuò)判問(wèn)題，檢測(cè)穩(wěn)定性參差不齊；二是僅支持定點(diǎn)、周期性瞬時(shí)檢測(cè)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全天候連續(xù)監(jiān)測(cè)，難以捕捉緩慢發(fā)展的微小隱性漏點(diǎn)；三是復(fù)雜工況適應(yīng)性差，深覆土、凍土區(qū)域，或周邊存在持續(xù)工業(yè)噪聲、交通噪音干擾的場(chǎng)景，檢測(cè)準(zhǔn)確率會(huì)大幅下降。
物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心優(yōu)勢(shì)為自動(dòng)化、全天候、高精度預(yù)警監(jiān)測(cè)。可實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)24小時(shí)不間斷動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，無(wú)需人工值守巡檢，主動(dòng)識(shí)別各類(lèi)滲漏隱患，漏點(diǎn)檢出、定位精度遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)備，能夠通過(guò)壓力、流量、噪聲多維度數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)分析，提前預(yù)判管網(wǎng)爆管、滲漏風(fēng)險(xiǎn)，有效規(guī)避大面積停水、路面塌陷等次生公共安全事故，大幅提升管網(wǎng)運(yùn)維的主動(dòng)性與安全性。其局限性主要體現(xiàn)在前期投入與場(chǎng)景適配方面：一是前期管網(wǎng)終端部署、平臺(tái)搭建成本較高，對(duì)地方水務(wù)單位、中小城市財(cái)政運(yùn)維能力有一定要求；二是地下管網(wǎng)環(huán)境復(fù)雜，部分信號(hào)遮擋嚴(yán)重的區(qū)域，需增設(shè)信號(hào)中繼設(shè)備保障數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，增加了配套運(yùn)維成本與施工難度。
目前我國(guó)城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損管控、檢漏設(shè)備應(yīng)用、智慧管網(wǎng)建設(shè)均有成熟現(xiàn)行*及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為行業(yè)技術(shù)應(yīng)用、設(shè)備選型、系統(tǒng)建設(shè)提供規(guī)范依據(jù)。
現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損控制及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ 92-2016），是國(guó)內(nèi)管網(wǎng)漏損管控、檢漏作業(yè)的核心規(guī)范，明確了城市供水管網(wǎng)漏損評(píng)定方法、漏損控制基本要求、管網(wǎng)運(yùn)維管理規(guī)范，統(tǒng)一了行業(yè)檢漏作業(yè)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了各類(lèi)檢漏設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景與運(yùn)維要求。
在智慧管網(wǎng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，現(xiàn)行*標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)對(duì)管網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)、設(shè)備性能、運(yùn)維管理作出系統(tǒng)性規(guī)范，明確了物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能要求、數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)、終端設(shè)備通用性能指標(biāo)、系統(tǒng)運(yùn)維規(guī)范，為智慧水務(wù)管網(wǎng)監(jiān)測(cè)體系建設(shè)提供了合規(guī)依據(jù)，指導(dǎo)各地規(guī)范化開(kāi)展智能檢漏系統(tǒng)搭建與升級(jí)改造工作。
五、應(yīng)用場(chǎng)景與選型建議
結(jié)合兩類(lèi)檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)與適配特性，針對(duì)不同市政管網(wǎng)場(chǎng)景、運(yùn)維需求，可精準(zhǔn)選型檢測(cè)技術(shù)與設(shè)備，實(shí)現(xiàn)成本與效率*匹配。
老舊城區(qū)適配場(chǎng)景：服役年限較長(zhǎng)的老舊小區(qū)、背街小巷、城郊結(jié)合部管網(wǎng)，普遍存在管線(xiàn)布局零散、管網(wǎng)老化嚴(yán)重、漏損點(diǎn)分散、改造難度大的特點(diǎn)，適合選用智能數(shù)字聽(tīng)漏儀開(kāi)展日常巡檢排查。該場(chǎng)景無(wú)需大額前期部署成本，運(yùn)維人員可根據(jù)巡檢工單、群眾報(bào)修快速現(xiàn)場(chǎng)排查，靈活應(yīng)對(duì)零散漏損問(wèn)題，有效控制老舊管網(wǎng)小范圍漏損的檢測(cè)與運(yùn)維成本。
核心重點(diǎn)區(qū)域適配場(chǎng)景：新建市政管網(wǎng)、城市供水主干道、商業(yè)密集區(qū)、學(xué)校、院等人員密集、公共服務(wù)重點(diǎn)區(qū)域管網(wǎng)，建議優(yōu)先部署物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。此類(lèi)區(qū)域管網(wǎng)供水保障優(yōu)先級(jí)高，對(duì)供水穩(wěn)定性、安全性要求嚴(yán)苛，全天候智能監(jiān)測(cè)可實(shí)現(xiàn)漏損隱患實(shí)時(shí)捕捉、提前預(yù)警，從源頭規(guī)避爆管漏水、大面積停水、路面塌陷等公共安全事故。針對(duì)預(yù)算有限的區(qū)域，可采用“重點(diǎn)段先行、分步擴(kuò)容”的建設(shè)模式，優(yōu)先在管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、歷史高頻漏損段部署監(jiān)測(cè)終端，后續(xù)逐步實(shí)現(xiàn)全域覆蓋。
工業(yè)園區(qū)特殊場(chǎng)景：化工、工業(yè)園區(qū)地下管網(wǎng)工況復(fù)雜，除常規(guī)滲漏問(wèn)題外，存在水質(zhì)污染、可燃?xì)怏w泄漏等衍生安全風(fēng)險(xiǎn)。此類(lèi)場(chǎng)景檢漏作業(yè)，需在常規(guī)噪聲、壓力、流量監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)上，配套水質(zhì)、可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)終端，同時(shí)選用具備防爆、防腐蝕、高防護(hù)等級(jí)的專(zhuān)用監(jiān)測(cè)設(shè)備，適配復(fù)雜工業(yè)工況，規(guī)避管網(wǎng)漏損引發(fā)的安全生產(chǎn)事故。
整體選型可依托三大核心維度：一是管網(wǎng)基礎(chǔ)屬性，結(jié)合管網(wǎng)服役年限、管材材質(zhì)、埋設(shè)深度、管徑規(guī)格判定檢測(cè)需求；二是外部環(huán)境特征，綜合周邊噪聲環(huán)境、通信信號(hào)覆蓋、土壤腐蝕風(fēng)險(xiǎn)等因素選型；三是自身運(yùn)維能力，無(wú)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)、技術(shù)儲(chǔ)備薄弱的單位，可優(yōu)先選用輕量化SaaS化物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)服務(wù)，降低系統(tǒng)搭建、運(yùn)維的技術(shù)與資金門(mén)檻。
六、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與展望
伴隨新型智慧城市、智慧水務(wù)建設(shè)持續(xù)深化，市政管網(wǎng)漏水檢測(cè)技術(shù)正朝著多傳感融合、智能化研判、全系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的方向迭代升級(jí)，行業(yè)數(shù)字化、精細(xì)化運(yùn)維水平持續(xù)提升。
一是多傳感融合技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用。當(dāng)前單一的噪聲、壓力監(jiān)測(cè)模式將逐步升級(jí)，光纖振動(dòng)傳感、透地雷達(dá)、高清傳感監(jiān)測(cè)等新技術(shù)將與現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)深度融合，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)技術(shù)在深覆土、凍土、復(fù)雜地質(zhì)場(chǎng)景的檢測(cè)短板，全面提升復(fù)雜工況下漏點(diǎn)檢出精度與覆蓋范圍。
二是人工智能大數(shù)據(jù)深度賦能研判。依托管網(wǎng)服役年限、管材屬性、歷史漏損數(shù)據(jù)、水質(zhì)工況、環(huán)境參數(shù)等多維度海量數(shù)據(jù)，通過(guò)智能算法、行業(yè)大模型訓(xùn)練優(yōu)化，可大幅提升管網(wǎng)漏損趨勢(shì)預(yù)判、隱患識(shí)別的精準(zhǔn)度，為老舊管網(wǎng)更新改造、管網(wǎng)運(yùn)維資源調(diào)配提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)決策支撐，推動(dòng)管網(wǎng)運(yùn)維從“被動(dòng)搶修”向“主動(dòng)預(yù)判”轉(zhuǎn)型。
三是跨系統(tǒng)全域聯(lián)動(dòng)落地。管網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將逐步與城市供水調(diào)度系統(tǒng)、應(yīng)急搶修系統(tǒng)、政務(wù)服務(wù)民生系統(tǒng)打通聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)漏點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、工單自動(dòng)生成、搶修調(diào)度、停水通知、民生公示的全流程自動(dòng)化閉環(huán)，極大提升城市供水管網(wǎng)整體運(yùn)維效率與民生保障能力。
長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隨著智能檢測(cè)技術(shù)持續(xù)普及、管網(wǎng)數(shù)字化改造持續(xù)推進(jìn)，城市供水管網(wǎng)漏損管控精細(xì)化水平將持續(xù)提升，管網(wǎng)漏損率將穩(wěn)步下降，智慧化、智能化將成為市政管網(wǎng)漏損管控的核心發(fā)展方向。
