今年的政府工作报告中指出，要推进防洪排涝抗灾基础设施建设，加强重点行业领域风险隐患排查整治，坚决遏制重特大事故发生，做好洪涝干旱等防范应对，建设更高水平的平安中国。报告中多处提到防洪排涝、发行特别国债专项用于重点领域安全能力建设等，凸显了国家对城市排水建设和防汛内涝治理的高度重视。
正如报告同时提到的“大力推进现代化产业体系建设，加快发展新质生产力。”随着大数据、人工智能等新兴技术的深入加持，城市排水工作智慧升级已成为水务治理领域新质生产力的关键体现和强大动力。
海纳云，为智慧排水打造新的生产力，构建软硬一体的“智慧排水综合管控解决方案”，实现实时监测、仿真预演、科学治理、精细管控。其中，在智慧排水算法上，海纳云沉淀了排水管网水平衡分析、污水偷排监测等近20种模型，赋能青岛、合肥、鹤壁等多个城市落地排水项目，有效提高雨水污水管控水平，为城市排水筑起“智慧堤坝”。
本期《智算先锋》栏目
一起走进其中5种“智慧排水算法”
共同探究海纳云如何用数字技术
让排水变得越来越智慧、高效、精细
排水管网大都深埋地下，在长期运行过程中，不可避免地受到腐蚀或外力损坏，导致管网泄漏。其中，若污水管泄漏容易导致地下水污染，影响人们用水安全；若雨水管泄漏，容易引发地面塌陷。因此，巡检员需要在平时定期对管道进行人工巡检，管网复杂，很难全面摸排漏点，且人员成本高。
海纳云研发“排水管网水平衡分析算法”，若管道出现漏损，则下游液位或流量将大幅减小，传感设备将及时采集变化数值，经算法分析液位或流量的变化区间，判断漏损的概率，准确率达95%，为排水公司提供辅助依据。同时，利用AI视觉算法，以高清管道闭路电视检测机器人代替人员进入城镇排水管道内部，实时影像监控并存储视频或抓拍图像，通过算法实时识别管内缺陷，为管理人员排查提供决策支撑。
目前，“排水管网水平衡分析算法”已在青岛应急项目排水安全专项等项目应用，帮助排水管理人员更高效、科学地掌握管网的动态，守护城市排水安全运行。
青岛应急项目城市排水专项监测系统
当前，排水管道中的污水偷排现象如同一个隐形杀手，悄无声息地将不合格污水排入河道，将对整个河道下游流域水污染产生影响，破坏生态环境。而监管单位无法对偷排现象进行实时监测，且人工巡查效率低下，无法有效遏制污水偷排的行为。
为守护绿水碧波，海纳云可在用户指定的重点排口附近安装高清智能摄像机，实现对排口实时监控，并结合“污水偷排监测”视频算法识别，给出具有时序性质的异常排水报警信息，能够及时发现排口排水事件，同时对排口进行溯源分析，将排口的分布及溯源情况以可视化的方式展现出来。
同时，在监管部门端，海纳云打造的排水监管平台基于算法可对实时回传的视频进行识别报警，并推送到具体的巡检人员，及时对上游排污企业进行核查、监管，从而有效制止排污问题的发生。
排水管网由于长期积存的污垢和杂物、植物根系渗透以及管道老化和破裂等问题，不可避免造成管网淤堵。但由于管网地下铺设，淤堵情况无法可视化，若采用开挖方式，则开挖成本太高，且排水管网的淤堵造成的污水冒溢和内涝将对城市造成极大的影响。因此，如何及时精准识别管网淤堵，是行业面临的迫切课题。
海纳云对重点排水节点、排水户以及管段所在的窨井内安装多普勒流量计、超声波液位计等设备，通过对上、下游传感器的历史数据进行挖掘建模，构建“管网淤堵识别算法”。这一算法如同一位智能的“管网医生”，能够准确分析流量、液位等数据的变化，一旦发现异常，便能迅速研判出是否发生了淤堵情况，并及时发出报警。
这种智能化的淤堵识别方式，不仅大大提高了识别精度和效率，还有效避免了因累计淤堵量大而导致的处理困难问题。排水企业可以根据报警信息，提前合理安排清淤计划，确保管网畅通无阻，有效防止雨天内涝或污水冒溢等问题的发生。
面对暴雨或台风等恶劣天气的挑战，城市排水管网往往承受着巨大的压力。一旦降雨量超出管网的排水能力，城市便可能陷入内涝的困境。因此，构建基于管网基础信息和水文等多种因素的排水水力模型，对于及时预警城市内涝、提前防范内涝灾害的发生至关重要。
想象一下，如果我们能够提前预演城市在暴雨中的场景，是不是就能够提前防备、从容应对各种潜在隐患？幸运的是，海纳云研发的一维和二维排水管网内涝预警分析模型为我们提供了这样的预知能力。
一维模型，如同一位精明的分析师，结合以往暴雨和历史典型暴雨的信息，深入计算分析管网的流速、充满度等关键指标。它不仅能够评估城市排水管网的实际排水能力，还能精准查找高漏损风险的管道和位置，分析研判管网漏损风险情况，助力管理者能够提前采取相应的措施，有效减轻内涝灾害的风险。
而二维模型则如同一位仿真大师，能够模拟不同暴雨重现期下城市的积水淹没情况。它能够识别并预判重点积水点和道路，为管理者在暴雨事件来临时提供有力的决策支持。通过提前对重点道路、积水点等采取应急管控措施，有效防止车辆抛锚、人员溺水等事件的发生，全力守护城市的安全。
原则而言，居民小区、沿街商铺和企事业单位应遵循雨污分流的标准进行建设与管理，确保排水系统的顺畅与高效。然而，在日常生产生活中，雨污混接的现象屡见不鲜，导致河道污染、污水冒溢现象，成为制约城市排水系统健康运行的一大难题。
针对这一难题，海纳云研发出了“雨污混接智能识别算法”。这一算法，就如同给雨水和污水管道安装了一双全天候在线的“眼睛”，时刻监视着管道内的流量、液位等关键指标。一旦前端传感设备感知到这些监测值出现异常，算法便会迅速启动，综合分析各项数据，判断是否发生了雨污混接，助力及时现场核验和处置。
今年1月，“合肥经开区重点排水户及区界监测监管平台”报警显示一处污水井液位计超限，经算法分析日降雨量与日流量增加值高度正相关，由于正常状态下污水井本身流量与降雨量是无关的，因次，推测该井为雨水混入污水管。经由现场工作人员进一步核验，确认为雨污混接，为接下来处置提供科学依据。
合肥经开区智慧排水项目监管平台
今年全国两会，“人工智能+”首次被写入政府工作报告，人工智能的蓬勃发展正在为各行各业带来全新赋能。未来，海纳云将继续强化人工智能算法对城市排水的智慧赋能，打造更丰富的样板，让更多城市的排水系统焕发“数字新生机”。
