排水管網オンライン監視システムソリューション

背景（はいけい）

排水管網は都市の雨水汚水の収集、輸送、処理、利用及び排出の重要な施設として、水体汚染の制御と冠水の予防に極めて重要な役割を果たしている。機能の違いによって、排水管網は主に雨水管網と汚水管網の2つに大別される。雨水管網は主に雨水の輸送と排出を担当し、通常は直接地表水体に排出する。汚水管網は生活、工業及び商業廃水を収集し、汚水処理場に輸送して統一処理を行い、基準を達成した後、地表水に排出する。

しかし、工業化の急速な発展と都市人口の急激な増加に伴い、工業廃水と都市汚水の排出量は大幅に上昇した。現在、わが国は世界で汚水排出量が最も大きく、成長速度が最も速い国の一つとなっている。しかし、下水処理能力は相対的に遅れており、大量の未処理の下水が直接または間接的に排出され、一部の汚染者の大規模な家庭が排出漏れを盗む現象も存在している。また、管網インフラの遅れ、雨汚染の混接、工業廃水の生活汚水管網への排出などの問題が頻発し、自然水体と生態環境を深刻に汚染し、汚水処理場の処理技術に影響を与え、人民の生活品質と健康に悪影響を与えた。

監視ニーズと標準仕様

都市給排水管網の運行特徴をタイムリーかつ正確に把握するためには、液位、流速及び流量などの重要なパラメータのモニタリングが特に重要である。これらのパラメータの連続データを取得することにより、その変化法則を把握し、管理部門に有効なデータ支持と管理根拠を提供し、汚水管網の管理と維持を支援することができる。

本方案は『汚水排出都市下水道水質基準』（GB/T 31962）、『都市汚水処理場汚染物質排出基準』（GB18918-2002年）、『都市排水水質水量オンラインモニタリングシステム技術要求』（CJ/T 252-2011号）などを使用して、監視データの正確性と信頼性を確保します。

システム・シナリオの概要

排水管網流量監視システムはモノのネットワーク構造設計に基づいて、ドップラー超音波流量計を核心として、マイクロ消費電力監視端末と監視プラットフォームを結合して、インテリジェント流量監視システムを構築した。このシステムは超音波ドップラー、リチウム電池及びマイクロ電力消費技術を採用し、非満管、満管状態における流速、液位、流量の監視難題を効果的に解決し、同時にシステムの建設と維持コストを低減した。

システムアーキテクチャ

システムはグリッド化モニタリング戦略を採用し、管網の重要なノードにドップラー超音波流量計を配置し、管網の液位、流速、流量などのデータをリアルタイムでモニタリングする。これらのデータは、自己給電のマイクロ消費電力監視端末を介してデータプラットフォームにアップロードされ、プラットフォームから各監視ポイントのデータの変化傾向を統一的に記憶、分析し、グリッド化モデルと結合して盗難、排出漏れ、都市内冠水に対して早期警報追跡を行う。システムはIoTの4層構造設計を採用し、知覚層、ネットワーク層、データ層、アプリケーション層を含む。

システムの特徴

高精度測定：超音波ドップラー速度測定原理、速度面積法を用いて流量を測定し、測定精度が高く、環境制限が小さい。

高集積度センサー：流速、液位、流量、温度同時測定をサポートし、音速温度補償、測定はより正確である。

先進的な水利モデル：測定安定性が良く、環境適合性が高い。

低メンテナンスコスト：生体工学的な外観設計、ゴミ遮蔽を効果的に削減し、自己洗浄装置を装備し、IP68 ・防水設計。

長航続能力：充電可能リチウム電池を内蔵し、太陽光充放電管理をサポートし、メンテナンスコストが低い。

便利な通信：多種の通信プロトコルとインタフェースをサポートし、データのドッキングが便利である。

モニタ装置

システムの主な監視装置はドップラー超音波流量計とマイクロ消費電力監視端末を含む。前者は集流速、液位、温度、流量の測定を一体とし、各種の満管、非満管状態での測定に適用する、後者はデータ収集、記憶、通信、標定及び警報機能を一体化し、電源シーンのないオンラインモニタリングに適している。

排水管網のオンラインモニタリングシステムの建設は、都市排水管網の管理レベルを向上させ、水環境の安全を保障する上で重要な意義がある。リアルタイムモニタリングとデータ分析を通じて、盗排、漏排などの現象を効果的に根絶し、排水管網と汚水処理施設の効率的な運行を確保することができる。