诚然,几乎没有人能够离开电脑和手机,可穿戴设备、智能汽车、虚拟现实等接踵而至的科技新产物,却也改变了生活的方方面面。然而,现实中的一场暴雨就足以让一座城市的排水系统面临瘫痪,因为一场小小的事故引发整条道路交通拥堵已屡见不鲜。不由得让人疑问,互联网发展到今天,为什么我们的城市还不够智能?
自从2008年前后“物联网”的概念再度兴起之后,人们对于智慧城市的想象就从未停止。对智慧城市的定义也从人口、资源、环境、经济等因素的数字化、网络化、可视化趋势,转向以云计算、大数据、物联网、人工智能等技术为核心的城市生态系统,当然还有各类科幻小说为我们勾勒的美好世界。
可从现实来看,即便是北京这样的一线城市离智慧化仍相距甚远。举个简单的例子来说,在一场暴雨过后,很多城市会出现拦车限行、找井盖等这类让人啼笑皆非的场景。而在智慧城市下,这个问题似乎不难解决,比如说建设覆盖整个城市的智能在线排水监测系统,实现对排水管网堵塞的在线监测及实时反应,一旦有暴雨预警出现的时候,能够及时了解各分路段积水情况,并快速做出反应。从现有的技术来看,这个解决方案已经趋于成熟。
正如前面所说,智慧城市本质上是一个生态系统,那么预防洪涝的智慧管网绝不是个案,还有智慧交通、智慧社区、智慧农业、智慧旅游、智慧政务等等。或许有一些应用已经实现了互联网化,但很多领域已经远远落后于技术的发展。那么,抛却技术可行性的因素,智慧城市进展的缓慢又受到了哪些因素的阻碍。
我们离“智慧城市”到底还有多远?
智慧城市这个话题自诞生开始就上升到了国家战略的层面,并成为各类行业峰会和政府会议上的热门话题。而从专家的观点来看,有人将智慧城市理解为“城市+互联网+公众服务”,也有人把智慧城市看作是未来科技与城镇化的结合,比较官方的说辞是通过信息共享来提高城市的生活水平。不管怎样,一个较为统一的思想是,智慧城市是一个整体化的大工程,且以城市问题和发展需求为导向,即智慧城市的本质就是解决当下的“城市病”。不过,在看似轰轰烈烈的智慧城市建设中,已然出现了诸多“灾难性”的问题。
首先,智慧城市建设的资金该如何解决?
据Pike Research预测,全球范围内的智慧城市基础设施投资在2020年将累计高达1080亿美元,这就意味每年的投资额度在160亿美元。无独有偶,ABI的研究显示,2010年全球智慧城市的投资仅为80亿多美元,但是在接下来的五年里智慧城市的投资累计高达1160亿美元,并预计2016年之后每年的花费将超过390亿美元。目前解决资金问题比较推崇的做法是EMC项目和PPP模式,核心都是政府主导来吸引社会资本的进入,而这种自上而下推行的模式能行得通吗?目前仍处于实验阶段。
其次,智慧城市的基础设施建设并不乐观。
截至到目前,国内已经有70余个城市的智慧应用项目正在推进落地,但很多以“智慧化”为口号的城市在基础设施建设的水平上并不乐观。一方面,有关“三网融合”的说法已经有些年头,至今仍无法改变电信、广电、互联网各自为战的局面。另一方面,即便城市越来越智能,可与之临近的农村却连网络问题都未能解决,这种政绩工程带来的是越来越严重的“数字鸿沟”,俨然不是我们想要的结果。
再次,智慧城市发展中的碎片化问题。
比政府更急于推进智慧城市的是企业甚至是创业者,原因很简单,一旦这个庞大的系统正式完成,无疑是最让人为之兴奋的“现金奶牛”。事实上也是如此,一些城市在试点PPP模式后,激发了更多的企业参与到智慧城市的建设中来,而且商业化的服务对资源的利用率和成本的控制也更加理性。此外,还有很多企业“自发”的为智慧城市增砖添瓦,比如阿里、京东的智慧物流体系,百度、高德等建立的庞大的地图模型等等。或许是因为智慧城市仍处于初级阶段,数据开放和信息共享程度受限,导致不同行业、群体、系统之家形成了很多信息孤岛。
总的来说,在这个层面的思虑已然放慢了智慧城市的速度,以至于在暴雨过后的洪涝问题都不得不延续流行了几千年的传统做法。正如很多人所说,技术是推动社会发展的中坚力量之一,而支撑起智慧城市的技术解决方案成熟了吗?
智慧城市当真只是纸上谈兵?
智慧城市的大势所趋似乎并不值得怀疑,国内外在近几年都做了大范围的尝试,虽然还存在这样或那样的问题,却也不乏值得推崇的案例。
就国内来说,上海、南京、无锡等可以说是国内最早探索智慧化的城市,从特斯联为南京设计的智慧城市解决方案来看,在技术层面已经有逐渐成熟的迹象,至少在解决城市洪涝方面有四个利好的因素。
1、特斯联在三维可视化技术上的发展。
智慧城市的基础无外乎信息的采集和传输体系,并由此建立完成的城市识别和管理模型,这也印证了可视化、实时化、智慧化是未来城市管理三要素的说法。以往对城市的三维建模多采用航拍摄影、激光扫描等手段,面临着成本高、周期长、工作量大等缺点,难以在通用环境下大规模应用。而从特斯联给出的解决方案来看,借助计算机处理及交互技术,来读取商用二维矢量地图数据中的几何信息、属性信息,便能自动生成地物三维模型,包括地形模型、道路模型、建筑模型、水系模型、绿地模型等。
2、基于LBS的实时数据库的完善。
实时化是未来城市管理的另一基本要素,目前普遍采用的就是LBS技术,而随着各类传感器在城市中的大范围应用,城市运行的实时采集数据量已经呈几何级膨胀。对于这个庞大数据的处理或可以通过构建云计算数据中心来解决,如何提高信息的采集效率则是实时化的又一门槛。乐观的来看,特斯联在解决方案中提及了QMDB实时数据库等产品,即采用专为LBS服务的位置信息设计的时标型数据模型,通过专有的数据通道跟网络三维图形引擎进行连接,以实现终端数据的高频率采集和储存。
3,城市的网格化管理思想。
关于城市管理的智慧化,已经有不少解决方案的出现,但特斯联网格化管理的思想似乎可以看作是一种革命和创新。将城市管理辖区按照一定的标准划分成为单元网格。不仅可以将各类事件可以落实到具体网格,还实现了对管理对象在空间、时间和内容上的精确定位。而且网格划分的方式也更加多样,比如根据行政性网格自动划分、根据坐标自动生成网格、根据道路名称自动生成网格、自由选择城市要素自动生成网格、手动网格划分等。这便解决了不同城市的差异化问题。
4、综合资源调度系统的成熟。
能否打破不同数据之间的藩篱,是摆脱信息碎片化的关键。如何在二维地图、三维地图、全景地图等基础地图数据的基础上,将一个城市的视频、位置、数据资源等融合于一个智慧城市综合资源调度系统,在一定程度上决定了智慧城市碎片化的出路。特斯联的解决方案利用基于网络的高速三维GIS引擎、模型数据库、实时数据库技术,在统一的地图上集中展现了城市实时运行状态,对应急事件的指挥、智慧化管理来说是不可或缺的。
不难想象,即使缺少智能在线排水检测系统,以特斯联的解决方案为例,借助三维视图、LBS数据库等可以迅速找到积水区,在第一时间组织施工人员去抢修,如果在这个基础上对排水管网进行智慧化管理也未尝不可能实现。肯定的说,智慧城市并非是纸上谈兵,只不过当下的智慧程度还比较基础。
回到文初的话题,互联网发展到今天,所谓的智慧城市离我们还有多远?这终究是一个创新驱动的时代。可以预见,随着技术从雏形逐渐羽翼丰满,特别是VR、AR、人工智能等新技术的不断落地,未来势必会有大批的资本涌向智慧城市,各自为战的巨头也将结束厮杀走向合作。
但愿这个时间点不会太远。城市排水管道相当于人类的血管,是贯通城市各类水资源循环的一个重要渠道,但由于窨井管道淤堵封堵气囊中的水溶性物质和亲水基团等成分被水抽提溶解,特别是渗漏在水浸泡和大气曝露的交替作用下,会加速管道的破坏,造成环境的影响和生活的问题。
窨井的液位如何监测?对此,我们必须及时发现管道淤堵、溢渗漏等,快速定位管网问题,可利用信息化技术进行管网监测,恒星物联推出的窨井液位监测系统能有效针对其排水管网监测领域必要的监测指标进行在线监测。
通过恒星物联窨井液位监测系统的建设,主要在排水管网窨井内安装无线液位变送器、窨井液位监测仪,将监测收集的管网液位数据动态通过使用NB-IoT或4G通讯方式远程传输到窨井液位监测系统平台,实现排水管网液位在线分析、多级报警、淤堵分析、内涝分析等功能。
窨井液位监测系统的特点有
1实用性高
根据不同液位报警值采用不同的采集、传输频率,实现多级、多种报警机制,能够满足管网实际监测需求,对报警数据进行有效、有用、及时的传输。
2扩展性强
根据项目需要,可快速进行流量监测、水质监测、井盖监测等物联网传感器接入,通讯服务平台支持百万级数据连接。
3兼容性好
窨井液位监测设备支持电信、移动、联通等运营商NB-IOT网络,兼容各大运营商物联网平台接入,满足全国各地区智慧排水管网监测项目的使用。
4可靠性高
窨井液位监测设备通过多项可靠性试验,获得防爆、防水、防尘等行业检测认证报告,系统采用微服务架构及边缘计算等技术,运行稳定、安全、可靠。1、极端超标暴雨频发:集中的超标暴雨是导致内涝的主要因素。2、城市盲目扩张:城市建设的扩张,使原本具有自然蓄水调洪错峰功能的洼地、山塘、湖泊、水库等被人为地填筑破坏或填为它用。3、城市排水管网的问题:城市规划赶不上城市化步伐,城市雨水污水管道错接严重,设计标准偏低。
1、极端超标暴雨频发:集中的超标暴雨是导致内涝的主要因素。
2、城市盲目扩张:水面率下降,地表径流不断增大:城市建设的扩张,使原本具有自然蓄水调洪错峰功能的洼地、山塘、湖泊、水库等被人为地填筑破坏或填为它用,降低了雨水的调蓄分流功能。而且比表汇流时间变短,峰现时刻提前,峰值变大。
3、城市排水管网的问题:城市规划赶不上城市化步伐,城市雨水污水管道错接严重,设计标准偏低,而且水利部门排涝标准和市政部门排水标准不匹配。
4、潮水顶托:城市河道过度追求大水面、高水位,闸坝增加,内水外排不畅。河道和城市排水系统的高程衔接问题突出。
5、市民不文明的习惯:市民不文明的习惯也会导致周围排水管道堵塞,这主要是指一些人为图方便,将垃圾或者工地废渣土倒入排水管网,造成管网的人为堵塞。
物联网是整个制造业的大趋势,近几年水泵生产也在积极探索物联网技术成果,以便改进传统设备中存在的一些弊端,涌现出不少有代表性的智能物联设备。以凯泉的智慧排污泵为例,它是凯泉最新一代的潜水排污泵,通过特别配置的智能感知、传输、监测和分析系统,大数据平台可以实现远程无人监控,出现问题及时发现并反馈,大大提高了设备运行的稳定性,大大确保排水排污系统保持高效、有序运行。
现在城市建设越来越现代化,物联网设备的应用也会越来越广泛,凯泉智慧排污泵这类智能新产品肯定会越来越有市场的。
城市发生内涝的原因很多,既有极端天气的原因,也有应急措施不足、排水管网不发达等原因,但根本还在于快速城镇化的过程中忽略了对“城市病”的预防。事实证明,人口过快集聚,高楼、马路、水泥地不断扩张,虽然带来了生活的便利,但忽视疏浚天然排涝系统的建设,终究会给生活添堵。
城市是个有机体,是人类利用、改造自然的产物。与自然和谐共生,才是建设现代文明城市应该追寻的方向。如果走反了,就可能“一损俱损”。上世纪90年代初,某市水域约占全市面积的25%,但在快速城市化背景下,各类水体不断被填塞,湖泊的“蓄水池”功能日益弱化。
中国青岛排水系统最好,是在清朝,1898年德国殖民军登陆青岛,排水系统规划建设几乎按照100年的高标准设计、施工,其中雨污分流模式,即使到今天,还有很多中国城市未能做到。
当时他们调集了当时德国一流的城市规划专家和建筑设计师来到青岛,按照19世纪末欧洲最先进的城市规划理念,实地勘察设计,形成了青岛的城建规划。
1、大型工业企业(石化、石油、火力发电厂、制药厂、冶金、烟厂、食品厂、纺织厂等等)针对水、气、汽管网监测的,基于XLsn无线传感网络系统解决方案;2、大型工业企业(石化、石油、火力发电厂、制药厂、冶金、烟厂、食品厂、纺织厂等等)针对电、水、气、汽等能源消耗监测,基于XLsn无线传感网络的EMS(能源管理系统)解决方案;
3、自来水公司、排水公司、自来水厂等等企业的,基于XLsn无线传感网络的供水管网,排水管网、管沟监测的解决方案;
4、中等规模及以上的生产制造、加工企业(格力、美的、华为、中兴、、、、),基于XLsn无线传感网络的生产过程监控系统、MES(制造执行系统)解决方案。
5、现代农业大棚,温室(个体农户、农业合作社、农业生产加工企业、农业大棚设备材料生产企业、农业大棚安装施工企业)监控,基于XLsn无线传感网络环境监控系统解决方案;
6、智慧养殖的养殖场(养牛场、养鸡场、养猪场,个体养殖户,企业养殖户,养殖合作社,农业科研院所,养殖场设备、材料生产企业,养殖场安装施工企业,养殖环境监控系统集成商)环境监控,基于XLsn无线传感网络的系统解决方案;
7、危化品储罐(危化品生产加工企业,危化品储藏、中转企业,危化品物流企业,危化品分销企业)监测,基于XLsn无线传感网络的解决方案;
8、医药、食品(制药厂、食品厂、医院、实验室、冷藏仓储企业及物流企业)存储环境监测的,基于XLsn无线传感网络的解决方案;
9、城市地下管廊(市政设计院、管廊项目总包商、分包商)环境监测,基于XLsn无线传感网络的环境监控系统解决方案;
10、人类工作、生活环境(工厂、写字楼、商业楼宇、医院、实验室、学校、城市、旅游景点)监测的,基于XLsn无线传感网络系统解决方案
近年来,物联网、云计算技术不断创新完善,为创建智慧城市提供了有利条件。同时,为了确保水安全,节约有限的资源,传统的水务行业正不断地探索智慧水务建设。以实现智慧生产、智慧经营、智慧服务和智慧管控,智慧水务应运而生。
1、在城市供水、排水体系中,基本依靠人工管理和巡检,确保各环节供水、排水正常,效率较低,反馈周期较长;
2、人工抄表存在扰民、“抄不准”、“估值”等多种情况,客户服务体验较差;
3、水质、水压、及关联环境数据等不能清晰掌握,不利于水务的精细化管理;
4、对于水泵、水闸、取水栓、污水处理器等水务设备状态不能实现统一管理,设备管理难度较大;
5、排水管网、污水处理设施、再生水回用等排水体系不健全。
针对水务行业市场需求, HT for Web 打造的污水处理厂泵站自控系统基于物联网理念,采用信息化手段,实现对管网运行指标的实时监测,包括管网液位、流量、水质、气体、泵站运行状态等信息,保证管网安全高效地发挥作用,通过构建安全预警平台,提高应急指挥及快速处置能力,保障城市排水管线的安全运行,使得整个城市排水管线的安全运行可把握、可控制、可预测,提供科学、先进的城市级水力分析能力,更全面评估城市排水管网能力。
以城市排水设施数据为基础,结合管网监控数据,气象雨情状况,实现为城市汇水区智能划分、排水规划、防涝预测提供决策依据。 通过智能水表、压力传感器、开关控制阀、水质传感器、流量传感器采集数据,然后对供、排水系统中所有管线、设备 (水泵、阀门、取水栓、消防栓等) 与构筑物 (水厂、水池、水塔等) 的智能控制管理,全面掌握水务系统的运行情况如管网水位、流量、水质、水压、泵站运行状态等,保证水务系统安全高效运行。
暴雨袭击郑州市区,造成了道路严重积水等问题。城市排水系统在应对强降雨时呈现的问题,成为广大市民讨论的焦点之一。对此,郑州市城市管理局翟月修在新闻发布会上通报了相关原因。
2019年6月份以来,市区降雨量305毫米,常年同期2423毫米,偏多26%,降雨呈现分散性、区域性特点。其中8月1日17时至20时,郑州城区出现大到暴雨,据市气象部门统计,当日城区最大小时雨强达70毫米,是郑州市气象部门2010年开展小时雨强监测工作以来出现的最大小时雨强,远远超过城区市政管网设计排水标准。
城市雨污水管网老化、建设标准低,是导致城区道路积水的重要原因之一。目前,市城区现有雨水管道1240公里,多数管径偏小,老化严重,超过20年的有160公里,10~20年的360公里,现有排水设施、排水系统满足不了城市人口剧增、城市快速发展的现实需要。
同时,近年来由于轨道交通及各种市政公用建设工程集中修建,各项工程对城市雨污水管网会造成不同程度的扰动,导致管网排水能力下降。
另外,城区河道防洪标准较低。强降雨过程中,城区河道水位高于雨水出水口,形成泄洪瓶颈,如金水河沿河路段、东风渠莲湖东路段、七里河中州大道机场高速段等。部分小区、楼院雨污不分,大雨以上降雨时道路污水外翻,也增加了城市道路雨水管网的收排压力。
郑州将启动对明沟明渠、外围河道疏挖和改造:
针对以上问题,城管部门同时组织专人,检查督导积水隐患点整治进度,跟踪责任单位整改效果,今年共下达整改通知书11份,对745处各类隐患和重点区域、位置下达了防汛责任清单,210处重点隐患部位安装了管理责任公示牌。各责任单位先后通过铺设疏挖管道、翻修支管、增设收水井等工程性措施,整治积水点隐患49处。
对不具备实施工程性措施的积水隐患点,市城市防汛办公室要求各责任单位通过抽排、导流、人员盯守、打开收水井等管理措施,加快积水排放速度,对确实抽排不及影响通行的,明确要求及时发布断行信息,与交警部门联动,派专人现场疏导,保证市民出行安全。据不完全统计,汛前市区共疏挖雨水管道374公里,疏挖明沟14公里,疏挖收水井6万余座,累计安装窨井安全防护网近55万余套。
近期,城市防汛部门将集中统筹调配防汛物资车辆,增加移动泵车或水泵,组织更多人员对收水井开展再次疏挖,汛前尽可能将更大区域内收水井打开,安装防护框,安排专人值守,第一时间做好应急抢险处置等。
在远期措施方面,郑州将启动对明沟明渠包括外围河道疏挖和改造,推进城市河道整治提升,提升防洪标准,高标准实施市政管网建设和改造,进一步加大雨污水分流推进力度等。同时力争利用三年时间,依托我市智慧城市建设,综合运用物联网、大数据、移动互联网等技术,初步实现对城市雨污水管网、河道及重点区域的智能监测,使各类隐患发现、发布、处置更及时。
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