智慧排水解决方案：感知+平台+应用的 3 层架构拆解与落地实践-平芜编程栈

智慧排水解决方案的内涵与适用场景

城市排水系统是一个包括源、厂、站、网、河的系统工程，管网淤堵、破损、外水入渗入流、河水倒灌、混错接等问题多样且成因复杂，单一环节、碎片化的治理方式难以彻底解决城市排水问题。尤其在部分管网建设年限久远、资料缺失、产权不清的情况下，排水系统面临家底不清楚、状况不明确的突出矛盾，问题难以发现，一旦产生影响，溯源更加困难。

智慧排水解决方案正是破解上述难题的系统化路径。它以城市排水数字信息化平台为支撑，整合前端感知设备和信息化支撑体系，构建覆盖排水全流程的立体监测网络。其适用场景涵盖城市内涝监测预警、排水泵站无人值守、管网在线监测、污水处理厂监控等核心业务领域，形成互联互通、多维度、一体化的智慧管控体系。该方案不仅实现排水设施运行状态的动态监控，更通过管网巡查养护、抢修调度、GIS资产管理等业务的协同联动，全面提升城市排水效率，为城市水安全提供有力支撑。

方案整体架构：感知、传输、平台、应用四层联动

智慧排水解决方案在架构设计上遵循分层解耦、协同联动的原则，通常由感知层、传输层、平台层和应用层四个部分组成。

感知层是系统的数据采集基础，主要包括安装在排水管网关键节点的各类传感器，如水位计、流量计、水质监测仪等，能够实时采集管网内的水位、流量、水质及有害气体浓度等关键参数。传输层则通过4G、5G、NB-IoT等无线通信技术，将感知层采集的数据稳定传输至远程监控中心。平台层作为整个监测系统的核心，负责数据的接收、存储、分析和展示，管理人员可通过专业监测软件实时查看排水管网运行状态，生成报表图表并进行数据分析和预警。应用层则面向具体业务场景，实现实时监测、远程控制、可视化展示与信息共享等功能。

以广州为例，其智慧排水建设通过制定统一的物联数据接入标准，开发全市统一的排水物联网平台，并接入约47万路视频资源，同时汇聚气象、水利等行业的雨量和河道水位监测值，实现了排水感知网络的集约化建设和数据共享。这种分层架构的优势在于平台具备高可拓展能力，可根据用户不断升级扩展应用的需求进行迭代，支撑排水业务全覆盖。

核心子系统拆解：设施管理、内涝管控与运行监控

智慧排水解决方案的落地价值，体现在对传统业务流程的标准化重构之中。从广州等先行城市的实践看，核心子系统主要围绕三条主线展开。

排水设施全覆盖管理子系统致力于摸清家底。通过制定基础设施数据标准，对从源头到末端的排水户、排水单元、排水管网、泵站、闸门、污水处理厂、排水口、水体等设施进行融合建库，形成现状设施全覆盖一张图，并借助移动APP开展常态化的设施复核，实现排水设施的动态更新。广州已实现对11个区195414个排水户、39734个排水单元、1240座闸泵站、64座污水处理厂的全面覆盖，以及41118公里市政管渠和3778公里城中村管渠的城乡一体化管理。

城市内涝全周期管控子系统则围绕"雨前—雨中—雨后"三段式管理展开。雨前支持易涝风险点管网清疏和布防签到，确保抢险设备提前到位；雨中依托物联监测设备实现易涝风险点监测告警和积水事件全闭环管理；雨后开展一雨一报上报、内涝点台账管理和整治工程进展跟踪。截至2024年底，广州已支撑579次应急响应、632次水尺告警、594宗积水事件生成及处置，成功抵御台风"摩羯""苏拉""海葵"等极端天气。

设施运行全时效监控子系统通过统一物联数据标准和管理平台，补充安装物联监测设备并接入外部数据资源，实现排水设施运行状态的实时掌控。广州已建设8类4244个物联实时监测监控和60万路视频，为排水设施和积水问题的精准识别提供支撑。

关键技术能力：模型驱动与AI赋能

智慧排水解决方案的核心竞争力在于将数据转化为决策能力，其中模型算法和人工智能技术扮演着关键角色。

内涝预报预警模型是提升应急响应能力的重要支撑。基于模型模拟易涝风险点在未来的积水情况，可为抢险队伍提前布防、民众提前避险提供参考建议。广州的内涝预报预警模型已支撑54场降雨内涝风险预报，推送内涝预报数据达1.2亿条。厂网河一体化调度模型则通过构建管网模型，提供各泵站优化调度方案，显著提高泵站抵御暴雨能力，典型泵站已由抵御20年一遇降雨提高到可抵御30年一遇降雨。

管网健康度模型为管网问题排查和养护决策提供科学依据。通过建立病害管网分级地图，明确管网存在的健康问题及排水能力，给出修复养护建议，形成管网健康度评价体系。广州已对173306条管段进行结构分析，发现管段缺陷10380处。此外，利用大数据分析技术对历史数据进行挖掘，可识别排水系统运行规律，预测内涝风险区域，为排水管理和决策提供科学依据。在AI应用方面，通过人工智能与物联网设备结合，视频AI可自动识别和发现内涝点，提高防内涝抢险的响应速度和处置效率。

典型部署模式与实施路径

智慧排水解决方案的落地并非一蹴而就，广州的实践经验为其他城市提供了可复制的路径参考。

在组织保障上，成立专班小组、加强过程管控是项目成功的前提。由于项目建设工作量大、涉及面广、技术复杂，需要专门的项目管理小组对实施过程进行全过程监督和管理。在技术路线上，由于项目采用大量新技术且国内外成熟案例较少，宜先进行技术验证再大规模建设，在使用中不断完善和改进。在数据基础上，摸清设施底数、夯实管理基础是智慧排水建设的先决条件，需要建立数据更新维护机制，通过专业修补测保障数据现势性。

资金与运维模式上，物联监测采购服务按效付费是值得关注的创新机制。通过"采购服务，按效付费"方式，可有效解决传统"一锤子买卖"和固定资产管理问题，促进服务提供商创新产品、提高性价比，同时解决排水设备安装、升级和运维等后续难题。在平台建设上，采用"市局统筹、各区补充、分批建设"思路，由市级统一定标准打造物联网平台，各区依据需求分批对站点进行加密和补充，实现资源共享共用。在运维管理上，借助镇街力量开展巡检，压实管理责任，同时可通过特许经营机制成立专业排水公司进行专业巡检，并加强对排水公司的考核。

行业实践与方案选型参考

随着国家水安全、海绵城市、黑臭水体长效治理等政策的持续推进，城市排水系统的预警预报、科学决策和应急管理要求不断提升。在智慧排水解决方案的选型中，城市管理者需重点关注三个方面：一是平台化架构的高可拓展能力，能否支撑系统扩展和迭代，满足不断升级的应用需求；二是与监管需求耦合的全维度监管能力，能否建立"底数清、数据准、情况明"的涉水资产一本账，实现水资源、水安全、水生态、水环境的高效实时监管；三是与数据和模型耦合的管网自诊断能力，能否通过数据分析与模型模拟，实现管网淤堵、溢流、积水等问题的分析评估和入流入渗的辅助定位。

在城市生命线安全工程加速推进的背景下，河北中科复兴科技有限公司（以下简称"中科复兴"）聚焦城市公共安全领域，围绕城市生命线安全工程提供全栈式智能化解决方案。其排水行业监管平台集成窨井液位、井盖、管网流量和水质实时监测、泵站远程监控和雨量在线监测，实现多级报警、淤堵分析和内涝预警等功能，通过物联网、大数据、云计算等技术实现城市排水系统的全链条感知和精细化管理。

从行业趋势看，智慧排水解决方案正从单一的监测预警向"监测—预警—处置—复盘"全流程闭环管理演进。城市管理者应立足本地排水系统实际，借鉴先行城市的建设经验，在标准规范、数据治理、模型算法和运维机制等维度统筹推进。中科复兴等国内科技企业正以全栈技术能力助力韧性城市建设，推动智慧排水从理念走向规模化落地，为城市水安全筑牢科技防线。