從水務(wù)困境到智慧破局
武漢東湖高新區(qū)南湖片區(qū)曾面臨嚴(yán)峻水環(huán)境挑戰(zhàn)：工業(yè)與生活污水排放監(jiān)管存在短板，導(dǎo)致南湖、湯遜湖水體惡化，藍(lán)藻頻發(fā)、水質(zhì)下降；雨季既有排水系統(tǒng)承載能力不足，局部內(nèi)澇影響居民生活與區(qū)域發(fā)展。這些問題的徹底改善，既需要推進(jìn)水務(wù)設(shè)施的工程改造與升級，也需要依托信息化技術(shù)為水務(wù)管理注入高效動能。
近年來，東湖高新區(qū)相關(guān)部門將水務(wù)升級列為重點(diǎn)民生工程，新烽光電憑借技術(shù)積累與方案優(yōu)勢參與其中。在相關(guān)部門統(tǒng)籌指導(dǎo)下，通過構(gòu)建全方位智慧管理體系，推動片區(qū)實(shí)現(xiàn)從 “被動應(yīng)對” 到 “主動治理” 的轉(zhuǎn)變，這一蛻變是政企協(xié)同發(fā)力的成果，亦是新烽光電踐行社會責(zé)任的體現(xiàn)。
項(xiàng)目概覽：構(gòu)建智慧水務(wù)藍(lán)圖
新烽光電承建的武漢東湖高新區(qū)南湖片區(qū)智慧水務(wù)項(xiàng)目，是集公司技術(shù)創(chuàng)新成果、系統(tǒng)集成能力和豐富的智慧水務(wù)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)于一體的標(biāo)桿性工程。項(xiàng)目聚焦水務(wù)智能監(jiān)測體系建設(shè)，覆蓋東湖高新區(qū) 518 平方公里，以南湖、湯遜湖匯水區(qū)為重點(diǎn)監(jiān)測區(qū)域，致力于打造全方位、多層次的智慧水務(wù)系統(tǒng)。目前已全面完成系統(tǒng)建設(shè)，正式進(jìn)入運(yùn)營階段，成為區(qū)域水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的典范。
▲系統(tǒng)平臺綜合門戶
建設(shè)內(nèi)容涵蓋八大核心模塊，各模塊緊密相連，構(gòu)成完整的智慧水務(wù)生態(tài)系統(tǒng)：水務(wù)數(shù)據(jù)平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合管理，應(yīng)用支撐系統(tǒng)提供智能化技術(shù)支持，業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建 “水務(wù)智慧大腦”，排水模型支撐洪澇預(yù)警，前端監(jiān)測系統(tǒng)部署 700 余處監(jiān)測站點(diǎn)，指揮調(diào)度中心打造智能中樞，基礎(chǔ)設(shè)施保障數(shù)據(jù)存儲計算，系統(tǒng)集成確保軟硬件協(xié)同運(yùn)行。
圍繞水務(wù)管理升級需求，項(xiàng)目設(shè)定四大方向目標(biāo)：以數(shù)字化轉(zhuǎn)型驅(qū)動管理效率提升 30% 以上；以精準(zhǔn)治理推動南湖、湯遜湖水質(zhì)達(dá)標(biāo)率提升至 95% 以上；以智能響應(yīng)將內(nèi)澇事件處置時間縮短至 1 小時內(nèi)；以體系重構(gòu)構(gòu)建 “一網(wǎng)統(tǒng)管” 平臺，實(shí)現(xiàn)排水設(shè)施全生命周期管理。
實(shí)施過程中，新烽光電組建專業(yè)團(tuán)隊(duì)，從信息化系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計到現(xiàn)場踏勘選點(diǎn)，到系統(tǒng)調(diào)試，各環(huán)節(jié)精益求精。團(tuán)隊(duì)深入現(xiàn)場調(diào)研，結(jié)合片區(qū)實(shí)際制定方案，注重與周邊系統(tǒng)銜接，通過統(tǒng)一通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，確保系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，彰顯了強(qiáng)大的系統(tǒng)集成能力。
核心技術(shù)體系：解密 “智慧賦能” 的創(chuàng)新密碼
1.前端監(jiān)測系統(tǒng)：全域感知網(wǎng)絡(luò)織就“神經(jīng)脈絡(luò)”
作為智慧水務(wù)的 “千里眼” 和 “順風(fēng)耳”，新烽光電通過科學(xué)布點(diǎn)構(gòu)建起全域覆蓋的智能感知網(wǎng)絡(luò)，自主研發(fā)的核心設(shè)備成為數(shù)據(jù)采集的 “主力軍”：
“湖北精品” 投入式多普勒超聲波流量計：在數(shù)量眾多的排口及管道監(jiān)測站中，該設(shè)備憑借≤1% 的測量誤差、抗復(fù)雜水質(zhì)干擾的穩(wěn)定性，成為管網(wǎng)流量監(jiān)測的核心。其通過超聲波多普勒效應(yīng)塬理，實(shí)時捕捉流量、流速異常，在光谷七路管網(wǎng)排查中，正是通過該設(shè)備的流量波動數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)鎖定長期淤積點(diǎn)，為夜間清淤攻堅(jiān)提供關(guān)鍵依據(jù)。
▲入選湖北精品
多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備：50 余處湖泊 / 港渠監(jiān)測站搭載自主校準(zhǔn)技術(shù)，可同步監(jiān)測 pH 值、濁度、COD 等 12 項(xiàng)指標(biāo)，高頻率數(shù)據(jù)采樣，多處重點(diǎn)站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)氨氮、DO 等參數(shù)實(shí)時分析，確保水質(zhì)異常 “早發(fā)現(xiàn)、早溯源”。
▲新烽光電自研水質(zhì)傳感器展示（部分）
▲監(jiān)測終端設(shè)備安裝
應(yīng)急監(jiān)測終端：多組內(nèi)澇風(fēng)險監(jiān)測站、泵站液位監(jiān)測裝置與經(jīng)過智能化改造的泵閘形成聯(lián)動機(jī)制，同時輔以一定數(shù)量的視頻監(jiān)控設(shè)備，共同構(gòu)建監(jiān)測與調(diào)控體系。形成 “水位 - 流量 - 圖像” 叁位一體的應(yīng)急感知體系。所有監(jiān)測數(shù)據(jù)通過新烽光電自主研發(fā)的 RTU 通信設(shè)備傳輸，依托其抗干擾、低功耗特性，保障數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸準(zhǔn)確率達(dá) 99%，為全域感知提供穩(wěn)定 “神經(jīng)傳導(dǎo)” 支撐。
▲前端感知體系
2.數(shù)據(jù)管理平臺：自主技術(shù)破解 “信息孤島” 難題
在指揮調(diào)度中心的核心支撐系統(tǒng)中，新烽光電自主構(gòu)建的綜合數(shù)據(jù)庫與大數(shù)據(jù)平臺，彰顯了在數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域的技術(shù)沉淀：
多源數(shù)據(jù)融合與標(biāo)準(zhǔn)化：針對管網(wǎng)監(jiān)測、水質(zhì)分析、氣象預(yù)警等不同來源、不同格式的數(shù)據(jù)，采用自主研發(fā)的融合算法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一格式轉(zhuǎn)換 —— 如將水質(zhì)監(jiān)測的文本記錄、管網(wǎng)流量的時序數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控的圖像信息轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)集，制定統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，大幅提升數(shù)據(jù)可用性與跨部門共享效率。
▲資產(chǎn)一張圖
數(shù)據(jù)挖掘與預(yù)測：大數(shù)據(jù)平臺具備強(qiáng)大的挖掘分析能力，從融合數(shù)據(jù)中提取規(guī)律特征：通過分析近年南湖水質(zhì)與降雨量、排污量的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，建立預(yù)測模型精準(zhǔn)預(yù)判未來水質(zhì)趨勢；基于管網(wǎng)流量與淤積程度的歷史對應(yīng)關(guān)系，提前預(yù)警潛在堵塞風(fēng)險，為主動治理提供決策依據(jù)。
▲污水體系風(fēng)險預(yù)測
▲雨水體系風(fēng)險預(yù)測
可視化展示：將分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為動態(tài)圖表，如在 GIS 地圖上以多級色階直觀呈現(xiàn)管網(wǎng)狀態(tài)（綠色-正常/紅色-滿管），設(shè)備分布熱力圈動態(tài)顯示負(fù)荷等級，管理人員可秒級識別全域高風(fēng)險點(diǎn)位。經(jīng)實(shí)測，該技術(shù)使水務(wù)數(shù)據(jù)可讀性提升60%，應(yīng)急決策效率提高45%。
▲管網(wǎng)正常狀態(tài)界面展示
3.智能決策系統(tǒng)：從 “經(jīng)驗(yàn)判斷” 到 “數(shù)據(jù)驅(qū)動” 的跨越
新烽光電整合物聯(lián)網(wǎng)、GIS、數(shù)字孿生等技術(shù)，構(gòu)建起 “感知 - 分析 - 決策 - 執(zhí)行” 的智能閉環(huán)：
在動態(tài)監(jiān)管與風(fēng)險預(yù)判上，系統(tǒng)通過全域感知網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對水務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時捕捉與動態(tài)監(jiān)管。從管網(wǎng)流量波動到水質(zhì)指標(biāo)變化，從泵站運(yùn)行參數(shù)到內(nèi)澇風(fēng)險水位，所有關(guān)鍵數(shù)據(jù)均能實(shí)時回傳至指揮中心，一旦出現(xiàn)異常即刻觸發(fā)多級預(yù)警，確保問題在萌芽階段就能被精準(zhǔn)鎖定并快速處置。
更重要的是，系統(tǒng)并非簡單的 “數(shù)據(jù)搬運(yùn)工”，而是通過 AI 算法對海量監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘 —— 結(jié)合歷史運(yùn)行規(guī)律與實(shí)時工況，提前預(yù)判可能出現(xiàn)的管網(wǎng)淤積、水質(zhì)超標(biāo)、內(nèi)澇風(fēng)險等問題。比如針對東湖高新區(qū) 8 個歷史污水外溢點(diǎn)，過去強(qiáng)降雨時易引發(fā)路面淹水，如今平臺已梳理出這 8 條風(fēng)險路線，汛期通過自主研發(fā)的流量計、液位儀實(shí)時監(jiān)測流量與水位變化，結(jié)合排水模型實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)預(yù)警與綜合調(diào)度，從源頭降低淹水風(fēng)險。這種 “實(shí)時監(jiān)控 + 智能預(yù)判” 的雙重機(jī)制，讓預(yù)警不再局限于 “事發(fā)即報”，更能實(shí)現(xiàn) “苗頭預(yù)判”，準(zhǔn)確性與響應(yīng)速度較傳統(tǒng)模式提升近一倍，為水務(wù)安全加上了 “雙保險”。
▲溢流路線診斷分析
智能決策與自動化操作：平臺基于實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)自動生成處置方案。針對道路積水點(diǎn)，推送 “應(yīng)急排澇路線+泵站調(diào)度”清單；針對管網(wǎng)滿管風(fēng)險，觸發(fā) “泵閘聯(lián)調(diào)+分流通道啟用”預(yù)案，動態(tài)調(diào)整50 多座智控泵站運(yùn)行策略。經(jīng)實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)，該功能使內(nèi)澇處置效率提升40%。
數(shù)字孿生 “四預(yù)” 平臺：構(gòu)建的 518 平方公里全流域數(shù)字孿生模型，集成 “預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案” 四大功能 —— 通過氣象數(shù)據(jù)輸入預(yù)報未來 24 小時降雨影響，結(jié)合實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)觸發(fā)內(nèi)澇 / 污染預(yù)警，模擬多種情景下的管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)演，自動生成應(yīng)急處置預(yù)案，為科學(xué)決策提供全流程支撐。
▲流域數(shù)字孿生模型展示
▲調(diào)度方案預(yù)演
可視化與交互系統(tǒng)：數(shù)字孿生模型通過指揮調(diào)度中心的 LED 大屏實(shí)現(xiàn)叁維可視化展示，管理人員可通過觸控交互接口縮放查看局部細(xì)節(jié)、調(diào)取歷史數(shù)據(jù)對比、模擬操作效果。
物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺：支持多協(xié)議轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)各類傳感器數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入，異常數(shù)據(jù) 10 分鐘內(nèi)自動觸發(fā)預(yù)警，如南湖某排管網(wǎng)因降水滿管時，系統(tǒng)快速推送預(yù)警信息至運(yùn)維團(tuán)隊(duì)。
▲預(yù)警信息推送至運(yùn)維
GIS 地理信息系統(tǒng)：融合高精度地圖與水務(wù)設(shè)施數(shù)據(jù)，直觀展示 1958 公里雨水管網(wǎng)、839 公里污水管網(wǎng)分布，支持空間查詢與排水能力分析，為管網(wǎng)改造提供可視化支撐。
▲污水管網(wǎng)
▲雨水管網(wǎng)
4.網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施：高速穩(wěn)定的 “數(shù)據(jù)大動脈”
為保障全域數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸與共享，項(xiàng)目建設(shè)了高速、穩(wěn)定、安全的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施：依托光纖骨干網(wǎng)搭建核心傳輸鏈路，結(jié)合新烽光電自主研發(fā)的通信設(shè)備形成 “有線 + 無線” 雙備份傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過優(yōu)化數(shù)據(jù)打包策略、優(yōu)先級調(diào)度算法，確保監(jiān)測數(shù)據(jù) “零時差” 抵達(dá)指揮中心，為實(shí)時決策與應(yīng)急響應(yīng)提供高速 “數(shù)據(jù)通道”。同時采用數(shù)據(jù)加密、權(quán)限分級等安全機(jī)制，保障傳輸過程中的數(shù)據(jù)完整性與保密性。
▲新烽光電自研通訊設(shè)備展示（部分）
智慧水務(wù)管理平臺：全域協(xié)同的 “水務(wù)大腦”
1.平臺核心功能：從 “分散管理” 到 “協(xié)同聯(lián)動”
新烽光電打造的智慧水務(wù)管理平臺，并非單一技術(shù)模塊的簡單疊加，而是整合 “感知 - 數(shù)據(jù) - 決策 - 執(zhí)行” 全鏈條的綜合性管理中樞，其核心價值在于打破傳統(tǒng)水務(wù)管理的碎片化壁壘，實(shí)現(xiàn) “一屏觀全域、一網(wǎng)管全流程”。
全域態(tài)勢掌控：通過 “水資產(chǎn)、水安全、水環(huán)境、水政務(wù)” 四張專題地圖，整合 9 個湖泊、28 條港渠、近 4000 公里管網(wǎng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與實(shí)時狀態(tài)，管理人員可直觀查看水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、內(nèi)澇風(fēng)險點(diǎn)、管網(wǎng)擁堵分布等關(guān)鍵指標(biāo)，實(shí)現(xiàn) “一圖知全局”。
▲水資產(chǎn)、水安全、水環(huán)境、水政務(wù)
▲一圖知全局
跨部門協(xié)同調(diào)度：平臺對接高新區(qū)政務(wù)服務(wù)中心、城管、環(huán)保等 5 個部門系統(tǒng)，建立數(shù)據(jù)共享機(jī)制與協(xié)同工作流。例如汛期內(nèi)澇時，系統(tǒng)自動同步氣象數(shù)據(jù)至應(yīng)急管理部門，聯(lián)動交通部門發(fā)布路況預(yù)警，協(xié)調(diào)排水隊(duì)伍開展搶險，較傳統(tǒng)流程效率提升 40%。
全生命周期管理：針對 1958 公里雨水管網(wǎng)、839 公里污水管網(wǎng)及多座污水處理廠，平臺建立電子臺賬并關(guān)聯(lián)監(jiān)測數(shù)據(jù)，自動生成養(yǎng)護(hù)計劃。如某段管網(wǎng)流量持續(xù)偏低時，系統(tǒng)推送 “清淤提醒” 至運(yùn)維團(tuán)隊(duì)，結(jié)合 GIS 地圖規(guī)劃最優(yōu)養(yǎng)護(hù)路線，實(shí)現(xiàn)設(shè)施從建設(shè)到報廢的全周期數(shù)字化管控。
公眾服務(wù)延伸：通過微信公眾號開設(shè) “水質(zhì)查詢”“內(nèi)澇預(yù)警” 專欄，向 50 萬服務(wù)人口實(shí)時推送湖泊水質(zhì)、漬水點(diǎn)位置等信息；開通 “隨手拍” 功能，市民可上傳排污、積水等問題線索，平臺自動派單處置并反饋結(jié)果，形成 “政府主導(dǎo) + 公眾參與” 的治理閉環(huán)。
2.平臺創(chuàng)新價值：從 “經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動” 到 “數(shù)據(jù)驅(qū)動” 的治理升級
預(yù)測性維護(hù)替代事后搶修：基于大數(shù)據(jù)分析，平臺提前 30 天識別 20 多處潛在管網(wǎng)淤積點(diǎn)，通過精準(zhǔn)清淤使排水能力提升 30%，避免傳統(tǒng) “爆管后搶修” 的被動局面。
▲預(yù)測性維護(hù)
數(shù)字孿生支撐科學(xué)決策：在光谷七路污水翻水事件中，平臺通過數(shù)字孿生模型模擬清淤前后的管網(wǎng)流量變化，驗(yàn)證 “分段封堵 + 蛙人探查” 方案的可行性，為夜間攻堅(jiān)提供科學(xué)依據(jù)，最終提前 2 天解決問題。
標(biāo)準(zhǔn)化體系打破信息孤島：制定涵蓋 8 大類 32 項(xiàng)的水務(wù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一水質(zhì)、流量等指標(biāo)的采集格式與傳輸協(xié)議，使塬本分散在 6 個部門的監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn) “一次采集、多方復(fù)用”，數(shù)據(jù)共享效率提升 80%。
運(yùn)維與成效：技術(shù)創(chuàng)新帶來的 “水務(wù)變革”
1.全流程運(yùn)維：從 “被動搶修” 到 “主動預(yù)防”
依托智慧平臺，新烽光電構(gòu)建了高效運(yùn)維體系：通過自主研發(fā)的多普勒超聲波流量計、液位監(jiān)測儀等水質(zhì)水文監(jiān)測設(shè)備組成的感知網(wǎng)絡(luò)捕捉異常數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動生成養(yǎng)護(hù)工單，經(jīng)移動 APP 派發(fā)至團(tuán)隊(duì)，形成 “發(fā)現(xiàn) - 處置 - 驗(yàn)收” 閉環(huán)。例如，針對 20 多處管網(wǎng)淤積點(diǎn)，平臺整合自研流量計的流量波動數(shù)據(jù)與液位儀的水位變化信息，推送精準(zhǔn)清淤方案，實(shí)施后周邊排水能力提升 30%；某排口水質(zhì)異常時，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)依托自研水質(zhì)水文監(jiān)測設(shè)備獲取的液位變化及溯源數(shù)據(jù)，24 小時內(nèi)修復(fù)小區(qū)破損管網(wǎng)，避免污染擴(kuò)散。
在應(yīng)急響應(yīng)中，數(shù)字孿生模型發(fā)揮關(guān)鍵作用：一旦出現(xiàn)內(nèi)澇、污染等緊急情況，系統(tǒng)可快速調(diào)用 “四預(yù)” 功能模擬事態(tài)發(fā)展，自動匹配最優(yōu)應(yīng)急預(yù)案，同步協(xié)調(diào)搶險隊(duì)伍、設(shè)備、物資等資源，形成 “分鐘級” 響應(yīng)閉環(huán)。如今年汛期某路段突發(fā)積水，系統(tǒng)通過預(yù)演確定 “泵站提排 + 臨時引流” 方案，30 分鐘內(nèi)完成資源調(diào)度，較傳統(tǒng)模式提速 50%。
2.治理成效：數(shù)字賦能下的 “水清岸綠”
項(xiàng)目運(yùn)營以來，技術(shù)創(chuàng)新的成效逐步顯現(xiàn)：
水環(huán)境改善：南湖、湯遜湖水質(zhì)達(dá)標(biāo)率提升至 95% 以上，16 條重點(diǎn)港渠黑臭水體全面消除，國控、省控斷面水質(zhì)始終優(yōu)良，九峰水庫獲評省級“幸福河湖”，豹澥湖獲評市級“美麗河湖”，有望榮獲省級“美麗河湖”。
▲豹子溪生態(tài)?
防汛升級：內(nèi)澇事件響應(yīng)時間縮短至 1 小時內(nèi)，主汛期 5 場暴雨中，20 多個歷史漬水點(diǎn)全部解決，金地中心城等小區(qū)告別 “雨天看海”。
管理提效：“一網(wǎng)統(tǒng)管” 模式使污水翻水點(diǎn)處置周期縮短 70%，跨部門協(xié)同效率提升 65%，實(shí)現(xiàn)排水設(shè)施全生命周期數(shù)字化管理。
持續(xù)創(chuàng)新，引領(lǐng)智慧水務(wù)新時代
從核心設(shè)備到系統(tǒng)平臺，從數(shù)據(jù)管理到?jīng)Q策支撐，新烽光電通過武漢東湖高新區(qū)南湖片區(qū)智慧水務(wù)項(xiàng)目，展現(xiàn)了 “智慧賦能” 城市水務(wù)的完整路徑。以 “湖北精品” 多普勒超聲波流量計、自主 RTU 通信設(shè)備為代表的硬件創(chuàng)新，結(jié)合數(shù)字孿生 “四預(yù)” 平臺、多源數(shù)據(jù)融合等技術(shù)突破，不僅破解了傳統(tǒng)水務(wù)管理的痛點(diǎn)，更構(gòu)建起 “防澇、治污、管護(hù)” 一體化的智慧體系。
這場技術(shù)革新，讓南湖、湯遜湖流域重現(xiàn)水清岸綠的生態(tài)畫卷，也為智慧城市水務(wù)管理提供了可復(fù)制的 “新烽方案”—— 用創(chuàng)新技術(shù)守護(hù)城市水脈，讓每一條管網(wǎng)、每一處排口都 “可控、可管、可優(yōu)化”，這正是新烽光電 “智慧賦能” 的核心價值所在。