污水收集率低、管网症结突出，检测修复如何实现智慧化飞越
2023-04-24 15:43:52 admin
导读：数字化升级，为排水管网检修装备创造了数字高清、无线操控、多维拓展、数据远传、量化分析以及数据奠基六项主要优势。为适用于不同管径、不同管道内部环境和不同检测目的，通过多种技术方式实现了各类检测、修复及预处理设备，结合数字高清和无线传输技术，实现设备的物联网传感器化。
核心观点
1、数字化升级，为排水管网检修装备创造了数字高清、无线操控、多维拓展、数据远传、量化分析以及数据奠基六项主要优势。
2、中仪股份从源头排水户到末端纳水体，围绕“源-网-站-厂-河”一体化的核心业务，打造了《鲲鹏智慧排水平台》的多个子系统，助力排水管网信息化运维。
3、做系统方案的难点在于要把建设方、运维方、监理方、设计方的关注要素全部考虑进来。
2022年10月，住房和城乡建设部发布《2021年城乡建设统计年鉴》和《2021年城市建设统计年鉴》，首次公布全国及各省城市生活污水集中收集率指标。2021年城市生活污水集中收集率为68.6%，城市生活污水处理率则高达97.89%，两个指标差值超过29%。从中可以看出，管网仍然是而且将长期是水务行业亟待补齐的短板。
中仪股份作为集排水管网检测、评估、养护、修复相关技术、设备及材料研发制造为核心产业的高新技术企业，面对管网漏损等问题，可以提供完整解决方案。
3月24日，武汉中仪物联技术股份有限公司副总经理冯成会在2023(第二十一届)水业战略论坛上，发表了主题为“排水管道检测与非开挖修复的管控”的演讲。他围绕着排水管道检测评估与非开挖修复的“数字化、信息化、智慧化”等核心内容进行展开介绍。
01 数字化升级，横向、纵向多维拓展
数字化升级，为排水管网检修装备创造了数字高清、无线操控、多维拓展、数据远传、量化分析以及数据奠基六项主要优势。为适用于不同管径、不同管道内部环境和不同检测目的，通过多种技术方式实现了各类检测、修复及预处理设备，结合数字高清和无线传输技术，实现设备的物联网传感器化。
在数字化升级上，中仪股份在横向、纵向分别进行了多维扩展。横向多维拓展包括“管内-管身-管周”和“测漏-量化-复合”，纵向多维拓展包括“装备-材料-服务”。
管内-管身-管周
基于数字化信号高清技术实现相关装备互联网监测，中仪股份研发“管内-管身-管周”病害全空间检测技术与装备，包括管道内部状况检测、管材自身强度检测、管道周边土体病害检测。”
管道内部状况检测方面，常规管道降水、清洗后主要采用潜望镜和CCTV机器人进行电视检测；对于部分带水管道的水面以下部分，采用声纳进行超声检测，调查评估管道内部状况。
管材自身强度检测方面，管道强度作为反应管道质量的重要指标之一，也是结构应力及稳定复核计算的重要参数，中仪股份采用弹性波机器人进入管道内部，可在视频检测的同时，通过“冲击弹性波法”测量管材强度，进行管道质量评估，对新建或更新管道质量验收具有重要意义。
管道周边土体病害检测方面，中仪股份将CCTV机器人搭载探地雷达打造管中雷达机器人，实现视频检测的同时，从内部360°全方位扫描管道周边土体病害情况，如：空洞、疏松体、富水体等。
测漏-量化-复合
“测漏-量化-复合”多任务目标应用场景检测技术与装备，包括缺陷量化检测、复合型检测、渗漏定位检测三方面。
缺陷量化检测包括全景激光量化检测、三维激光扫描检测、声纳检测等。
全景激光量化检测：采用CCTV搭载激光雷达与全景镜头，构建管道实景三维模型，准确判定和量化缺陷指标(包括细微裂缝的识别和测量)，实现管道变形率计算和沉积状况分析，为修复设计提供参数依据。
三维激光扫描检测：采用箱涵检测机器人搭载三维激光雷达，可构建大型管涵三维模型，用于摸排箱涵走向和内部状况，开展雨污分流、排口调查等工作。
声纳检测：采用三维管道声纳成像仪对带水管道进行检测，取得管道水下部分的连续管壁轮廓数据，并构建三维模型，进行量化分析。“与电视检测不同，声呐探头需要完全没入水中，且水深不低于300mm。”，冯成会介绍道。
对于不具备清淤和降水处理条件的管道，可采用全地形高清CCTV机器人进行检测，其采用螺旋式漂浮滚筒驱动，适用于淤积及或水位较高的的管道内部环境。可同时搭载CCTV摄像头、激光雷达和声纳探头，实现“水面以上+水面以下”同步检测。
电法渗漏定位检测：其它设备无法发现因接口不严密、管材抗渗性能差或存在细小裂缝所造成的管道渗漏，可使用电法检测，如：应用于修复更新后的管道质量验收检测。
除了采用声呐对于带水管道进行三维成像检测和量化分析以外，还可以采用电法测漏仪来检查管道是否存在泄漏。特别是因管道接口不严密、管材抗渗性能差或存在细小裂缝所造成的渗漏，声呐无法发现和辨别的情况，如：应用于修复后验证检测。
装备-材料-服务
“装备-材料-服务”相结合的非开挖修复技术与产品，包括紫外光固化修复装备与材料、砂浆喷涂修复装备与材料、聚氨酯喷涂修复装备与材料。
02 信息化集成，打造《鲲鹏智慧排水平台》多个子系统
在信息化集成方面，中仪股份从源头排水户到末端纳水体，围绕“源-网-站-厂-河”一体化的核心业务，打造了《鲲鹏智慧排水平台》的多个子系统，助力排水管网信息化运维。
平台配置管理子系统：实现各子系统的用户、角色、权限、设备、单位、审批流程等配置管理功能。是鲲鹏平台的配置管理工具，也是系统核心数据库底座。
管网数据质检入库子系统：用于排水管网探查测绘数据的采集、整理、质检、成图和入库。是鲲鹏平台的管网基础数据入口。
管网智能检测评估子系统：提供AI在线缺陷评估、缺陷校核、报告输出等功能。可与检测采集软件和分析报告软件进行数据同步，多人协作评估，是鲲鹏平台的管网检测评估成果数据入口。
管道养护工程管理子系统：用于管道功能性缺陷的处置，包括养护方案设计预算、项目及工单作业流程管理等功能。是鲲鹏平台的管道养护工程业务入口。
管道修复工程管理子系统：可对管道修复工程的设计、预算、施工、验收等，进行全生命周期管理，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。是鲲鹏平台的管道修复工程业务入口。
管网运维直播监理子系统：实现管网运维(检测、养护、修复)过程中的业务数据远传和在线直播，提供设备、人员作业轨迹定位管理。是鲲鹏平台的业务过程质量数据入口。
管网巡检考评管理子系统：用于规划管网日常巡查路线，上报处置管网隐患，实现巡查轨迹定位、台帐登记、作业统计和绩效考核评分。是鲲鹏平台的管网运维工程业务入口。
管网监测预警子系统：主要用于管网在线监测传感数据的动态展示与异常告警，实现模型分析和内涝预警功能。是鲲鹏平台的管网智能感知数据入口。
排水户管理子系统：实现排水管网源头的接入许可审批管理，在线抽查、监管排放节点或片区的排放行为。是鲲鹏平台的源头排放数据入口。
厂站运维管理子系统：针对水务企业生产各业务环节的全流程在线监控以及生产数据的智能在线分析，为生产运营提供智慧决策支撑，是鲲鹏平台的厂站生产运营管控入口。
受纳水体监测管理子系统：结合“河、湖长制”及流域治理方案，针对末端排放和受纳水体进行流量和水质监测管控，将城市排水向智慧水利融合。
03 智慧化管控，通过案例全过程展示
如何借助产品和技术实现智慧化管控？冯成会以“宜昌市主城区污水厂网、生态水网共建项目二期PPP工程”为例，进行具体介绍。
中仪股份在“宜昌市两网共建”项目中负责体育场路片区的光固化整段修复、点位修复和砂浆喷涂修复。体育场路某管段位于体育场路宜昌市民政局前，一段长度为31.7m，直径为DN500mm的钢筋混凝土管道，中仪股份采用全景量化检测技术取得该管道的实景三维模型进行量化分析。
中仪股份通过多视图联动分析、智能缺陷识别、智能缺陷评估、智能修复方案设计、材料闭环管控、过程管控引导、在线直播监理、验收对照检测、结项审批验收，完成该项目修复的全过程。
多视图联动分析：结合全景量化数据构建的轮廓图、全景图、色谱图、三维模型和检测视频可进行多视图时空联动分析，明确了管道存在严重的腐蚀、错口、脱节、破裂等缺陷。
智能缺陷识别：结合智能缺陷识别，使用管道全景量化分析报告软件(PipeProf)可根据全景图或色谱图特征智能识别缺陷，自动填写缺陷距离、长度、时钟方位等信息。
同时，为了验证全景量化智能评估的准确性，对该管段进行常规CCTV检测，调用AI评估算法60秒内完成缺陷智能识别，效率较人工提升5倍。对比全景量化智能评估和人工评估结果来看，三方评估结论保持一致。
进一步制定智能修复方案。修复管理子系统从检测评估成果数据中自动筛选出需要修复的管道，给出修复等级、类型、方式等建议，选择适用的修复方法和预处理方式，带入量化检测取得的平均内径、变形率等参数，可快速完成内衬管厚度计算、水力计算和相关费用计算，输出修复方案。
材料闭环管控：系统根据修复方案明确材料厚度、长度、直径等规格信息，并依管径范围自动补充“材料端头损耗”冗余长度，实现修复材料采购、物流、验收、入库、领用等全流程闭环管控，提供二维码查询材料关联的项目和工单信息、软管原料及固化切片/样段检验报告、封存位置等。
过程管控引导：现场使用APP依步骤规范操作流程，拍照报送过程记录，实现作业规范引导和日志记录，为每段修复留存施工质量管控报告和前、后对照数据，并为每段修复管道建立日志回溯查询二维码。
在线直播监理：使用直播监理平台替代传统旁站监理模式，实现修复作业数据远传，掌握实时施工进度、作业位置轨迹和设备状态，依据现场作业画面和过程执行记录进行在线监理，可按工序评价指导，即时导出和分享质量管控报告，施工效率提升35%，数据记录完善程度提升75%。
管道修复完成后，再次使用CCTV检测，与修复前的原始管道内部影像进行对照，修复后的内衬管材表面光滑无褶皱，同时消除了管道错口、脱节、腐蚀、破裂等缺陷。
“修复过程引导和质控报告，分别对应8大类非开挖修复工法，以UV-CIPP为例。”，冯成会说道。
验收对照检测：对修复后的管道再次进行全景量化检测，如全景图所示：修复后的内衬管材表面完光滑无褶皱。
结项审批验收：平台中留存了检测评估、修复设计、材料订购、施工管控、验收检测等全流程数据记录，是项目验收的重要依据。修复完成后可通过平台提出结项验收申请，经设计、监理、建设单位审核方案执行情况，查验进度和质量证明数据，并逐级审批结项。
冯成会介绍道：“目前采用智慧管控平台的非开挖修复工程已达29个项目，共服务和保障实施了11.163km的非开挖修复。”
现场问答环节，冯成会与清华大学环境学院教授、国家环境保护技术管理与评估工程技术中心主任王凯军老师进行了互动交流，就如何解决管网痛点问题展开讨论。
王凯军：在中仪股份施工的管网检测、修复项目里，施工过程中有哪些难点？
冯成会：中仪股份作为服务供应商，从装备材料上边，同时打包服务，理论来讲我们只需要把自己事情做好，把管材修好、问题检测出来就OK，但中仪股份希望做的更多。实际上系统设计包含建设方、运维方、设计方、监理方等，我们考虑非常全面，中仪股份作为供应方/施工方，把各个方面关注点、数据要素全部打包进来，要推动是非常艰难的，所以并没有全国大面积铺开。但在八个非开挖技术及智慧化管控的支撑下，目前已经有部分项目应用了。
文章链接：环保在线 https://www.hbzhan.com/news/detail/161443.html
核心观点
1、数字化升级，为排水管网检修装备创造了数字高清、无线操控、多维拓展、数据远传、量化分析以及数据奠基六项主要优势。
2、中仪股份从源头排水户到末端纳水体，围绕“源-网-站-厂-河”一体化的核心业务，打造了《鲲鹏智慧排水平台》的多个子系统，助力排水管网信息化运维。
3、做系统方案的难点在于要把建设方、运维方、监理方、设计方的关注要素全部考虑进来。
2022年10月，住房和城乡建设部发布《2021年城乡建设统计年鉴》和《2021年城市建设统计年鉴》，首次公布全国及各省城市生活污水集中收集率指标。2021年城市生活污水集中收集率为68.6%，城市生活污水处理率则高达97.89%，两个指标差值超过29%。从中可以看出，管网仍然是而且将长期是水务行业亟待补齐的短板。
中仪股份作为集排水管网检测、评估、养护、修复相关技术、设备及材料研发制造为核心产业的高新技术企业，面对管网漏损等问题，可以提供完整解决方案。
3月24日，武汉中仪物联技术股份有限公司副总经理冯成会在2023(第二十一届)水业战略论坛上，发表了主题为“排水管道检测与非开挖修复的管控”的演讲。他围绕着排水管道检测评估与非开挖修复的“数字化、信息化、智慧化”等核心内容进行展开介绍。
01 数字化升级，横向、纵向多维拓展
数字化升级，为排水管网检修装备创造了数字高清、无线操控、多维拓展、数据远传、量化分析以及数据奠基六项主要优势。为适用于不同管径、不同管道内部环境和不同检测目的，通过多种技术方式实现了各类检测、修复及预处理设备，结合数字高清和无线传输技术，实现设备的物联网传感器化。
在数字化升级上，中仪股份在横向、纵向分别进行了多维扩展。横向多维拓展包括“管内-管身-管周”和“测漏-量化-复合”，纵向多维拓展包括“装备-材料-服务”。
管内-管身-管周
基于数字化信号高清技术实现相关装备互联网监测，中仪股份研发“管内-管身-管周”病害全空间检测技术与装备，包括管道内部状况检测、管材自身强度检测、管道周边土体病害检测。”
管道内部状况检测方面，常规管道降水、清洗后主要采用潜望镜和CCTV机器人进行电视检测；对于部分带水管道的水面以下部分，采用声纳进行超声检测，调查评估管道内部状况。
管材自身强度检测方面，管道强度作为反应管道质量的重要指标之一，也是结构应力及稳定复核计算的重要参数，中仪股份采用弹性波机器人进入管道内部，可在视频检测的同时，通过“冲击弹性波法”测量管材强度，进行管道质量评估，对新建或更新管道质量验收具有重要意义。
管道周边土体病害检测方面，中仪股份将CCTV机器人搭载探地雷达打造管中雷达机器人，实现视频检测的同时，从内部360°全方位扫描管道周边土体病害情况，如：空洞、疏松体、富水体等。
测漏-量化-复合
“测漏-量化-复合”多任务目标应用场景检测技术与装备，包括缺陷量化检测、复合型检测、渗漏定位检测三方面。
缺陷量化检测包括全景激光量化检测、三维激光扫描检测、声纳检测等。
全景激光量化检测：采用CCTV搭载激光雷达与全景镜头，构建管道实景三维模型，准确判定和量化缺陷指标(包括细微裂缝的识别和测量)，实现管道变形率计算和沉积状况分析，为修复设计提供参数依据。
三维激光扫描检测：采用箱涵检测机器人搭载三维激光雷达，可构建大型管涵三维模型，用于摸排箱涵走向和内部状况，开展雨污分流、排口调查等工作。
声纳检测：采用三维管道声纳成像仪对带水管道进行检测，取得管道水下部分的连续管壁轮廓数据，并构建三维模型，进行量化分析。“与电视检测不同，声呐探头需要完全没入水中，且水深不低于300mm。”，冯成会介绍道。
对于不具备清淤和降水处理条件的管道，可采用全地形高清CCTV机器人进行检测，其采用螺旋式漂浮滚筒驱动，适用于淤积及或水位较高的的管道内部环境。可同时搭载CCTV摄像头、激光雷达和声纳探头，实现“水面以上+水面以下”同步检测。
电法渗漏定位检测：其它设备无法发现因接口不严密、管材抗渗性能差或存在细小裂缝所造成的管道渗漏，可使用电法检测，如：应用于修复更新后的管道质量验收检测。
除了采用声呐对于带水管道进行三维成像检测和量化分析以外，还可以采用电法测漏仪来检查管道是否存在泄漏。特别是因管道接口不严密、管材抗渗性能差或存在细小裂缝所造成的渗漏，声呐无法发现和辨别的情况，如：应用于修复后验证检测。
装备-材料-服务
“装备-材料-服务”相结合的非开挖修复技术与产品，包括紫外光固化修复装备与材料、砂浆喷涂修复装备与材料、聚氨酯喷涂修复装备与材料。
02 信息化集成，打造《鲲鹏智慧排水平台》多个子系统
在信息化集成方面，中仪股份从源头排水户到末端纳水体，围绕“源-网-站-厂-河”一体化的核心业务，打造了《鲲鹏智慧排水平台》的多个子系统，助力排水管网信息化运维。
平台配置管理子系统：实现各子系统的用户、角色、权限、设备、单位、审批流程等配置管理功能。是鲲鹏平台的配置管理工具，也是系统核心数据库底座。
管网数据质检入库子系统：用于排水管网探查测绘数据的采集、整理、质检、成图和入库。是鲲鹏平台的管网基础数据入口。
管网智能检测评估子系统：提供AI在线缺陷评估、缺陷校核、报告输出等功能。可与检测采集软件和分析报告软件进行数据同步，多人协作评估，是鲲鹏平台的管网检测评估成果数据入口。
管道养护工程管理子系统：用于管道功能性缺陷的处置，包括养护方案设计预算、项目及工单作业流程管理等功能。是鲲鹏平台的管道养护工程业务入口。
管道修复工程管理子系统：可对管道修复工程的设计、预算、施工、验收等，进行全生命周期管理，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。是鲲鹏平台的管道修复工程业务入口。
管网运维直播监理子系统：实现管网运维(检测、养护、修复)过程中的业务数据远传和在线直播，提供设备、人员作业轨迹定位管理。是鲲鹏平台的业务过程质量数据入口。
管网巡检考评管理子系统：用于规划管网日常巡查路线，上报处置管网隐患，实现巡查轨迹定位、台帐登记、作业统计和绩效考核评分。是鲲鹏平台的管网运维工程业务入口。
管网监测预警子系统：主要用于管网在线监测传感数据的动态展示与异常告警，实现模型分析和内涝预警功能。是鲲鹏平台的管网智能感知数据入口。
排水户管理子系统：实现排水管网源头的接入许可审批管理，在线抽查、监管排放节点或片区的排放行为。是鲲鹏平台的源头排放数据入口。
厂站运维管理子系统：针对水务企业生产各业务环节的全流程在线监控以及生产数据的智能在线分析，为生产运营提供智慧决策支撑，是鲲鹏平台的厂站生产运营管控入口。
受纳水体监测管理子系统：结合“河、湖长制”及流域治理方案，针对末端排放和受纳水体进行流量和水质监测管控，将城市排水向智慧水利融合。
03 智慧化管控，通过案例全过程展示
如何借助产品和技术实现智慧化管控？冯成会以“宜昌市主城区污水厂网、生态水网共建项目二期PPP工程”为例，进行具体介绍。
中仪股份在“宜昌市两网共建”项目中负责体育场路片区的光固化整段修复、点位修复和砂浆喷涂修复。体育场路某管段位于体育场路宜昌市民政局前，一段长度为31.7m，直径为DN500mm的钢筋混凝土管道，中仪股份采用全景量化检测技术取得该管道的实景三维模型进行量化分析。
中仪股份通过多视图联动分析、智能缺陷识别、智能缺陷评估、智能修复方案设计、材料闭环管控、过程管控引导、在线直播监理、验收对照检测、结项审批验收，完成该项目修复的全过程。
多视图联动分析：结合全景量化数据构建的轮廓图、全景图、色谱图、三维模型和检测视频可进行多视图时空联动分析，明确了管道存在严重的腐蚀、错口、脱节、破裂等缺陷。
智能缺陷识别：结合智能缺陷识别，使用管道全景量化分析报告软件(PipeProf)可根据全景图或色谱图特征智能识别缺陷，自动填写缺陷距离、长度、时钟方位等信息。
同时，为了验证全景量化智能评估的准确性，对该管段进行常规CCTV检测，调用AI评估算法60秒内完成缺陷智能识别，效率较人工提升5倍。对比全景量化智能评估和人工评估结果来看，三方评估结论保持一致。
进一步制定智能修复方案。修复管理子系统从检测评估成果数据中自动筛选出需要修复的管道，给出修复等级、类型、方式等建议，选择适用的修复方法和预处理方式，带入量化检测取得的平均内径、变形率等参数，可快速完成内衬管厚度计算、水力计算和相关费用计算，输出修复方案。
材料闭环管控：系统根据修复方案明确材料厚度、长度、直径等规格信息，并依管径范围自动补充“材料端头损耗”冗余长度，实现修复材料采购、物流、验收、入库、领用等全流程闭环管控，提供二维码查询材料关联的项目和工单信息、软管原料及固化切片/样段检验报告、封存位置等。
过程管控引导：现场使用APP依步骤规范操作流程，拍照报送过程记录，实现作业规范引导和日志记录，为每段修复留存施工质量管控报告和前、后对照数据，并为每段修复管道建立日志回溯查询二维码。
在线直播监理：使用直播监理平台替代传统旁站监理模式，实现修复作业数据远传，掌握实时施工进度、作业位置轨迹和设备状态，依据现场作业画面和过程执行记录进行在线监理，可按工序评价指导，即时导出和分享质量管控报告，施工效率提升35%，数据记录完善程度提升75%。
管道修复完成后，再次使用CCTV检测，与修复前的原始管道内部影像进行对照，修复后的内衬管材表面光滑无褶皱，同时消除了管道错口、脱节、腐蚀、破裂等缺陷。
“修复过程引导和质控报告，分别对应8大类非开挖修复工法，以UV-CIPP为例。”，冯成会说道。
验收对照检测：对修复后的管道再次进行全景量化检测，如全景图所示：修复后的内衬管材表面完光滑无褶皱。
结项审批验收：平台中留存了检测评估、修复设计、材料订购、施工管控、验收检测等全流程数据记录，是项目验收的重要依据。修复完成后可通过平台提出结项验收申请，经设计、监理、建设单位审核方案执行情况，查验进度和质量证明数据，并逐级审批结项。
冯成会介绍道：“目前采用智慧管控平台的非开挖修复工程已达29个项目，共服务和保障实施了11.163km的非开挖修复。”
现场问答环节，冯成会与清华大学环境学院教授、国家环境保护技术管理与评估工程技术中心主任王凯军老师进行了互动交流，就如何解决管网痛点问题展开讨论。
王凯军：在中仪股份施工的管网检测、修复项目里，施工过程中有哪些难点？
冯成会：中仪股份作为服务供应商，从装备材料上边，同时打包服务，理论来讲我们只需要把自己事情做好，把管材修好、问题检测出来就OK，但中仪股份希望做的更多。实际上系统设计包含建设方、运维方、设计方、监理方等，我们考虑非常全面，中仪股份作为供应方/施工方，把各个方面关注点、数据要素全部打包进来，要推动是非常艰难的，所以并没有全国大面积铺开。但在八个非开挖技术及智慧化管控的支撑下，目前已经有部分项目应用了。
文章链接：环保在线 https://www.hbzhan.com/news/detail/161443.html
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