一、 系统建设背景
城市供水管网是城市的“生命线”。然而，由于管网埋深于地下，隐蔽性强，传统的“被动报修”模式难以满足现代化管理需求。 随着传感器技术和无线通讯技术的发展，构建一套全覆盖、全要素的在线监测系统，利用 AI 技术从海量监测数据中挖掘价值，已成为行业共识。
二、 系统总体架构
本系统采用分层架构设计，自下而上分为：感知层、传输层、平台层和应用层。 各层级之间通过标准协议进行数据交互，确保系统的扩展性与稳定性。
基于 AI 的给水管网在线监测系统架构
应用层 (Application)
GIS一张图
预警中心
移动端 App
平台层 (AI & Cloud)
AI 算法引擎异常检测 / 数据清洗 / 趋势预测
数据中心时序数据库 / 关系型数据库
传输层 (Network)
NB-IoT4G/5GLoRa
感知层 (Perception)
压力
管网压力计
流量
电磁流量计
水质
余氯/浊度仪
三、 核心功能模块
1. 全要素实时监控
系统支持对管网运行状态的全面感知。
- 压力监测： 实时掌握管网压力分布，预防爆管或低压缺水。
- 流量监测： 结合 DMA 分区，分析夜间最小流量，辅助漏损控制。
- 水质监测： 在线监测余氯、浊度、pH值，保障“最后一公里”水质安全。
2. 基于 AI 的智能预警
传统 SCADA 系统仅依靠固定阈值报警，误报率高。本系统引入 AI 异常检测算法： 系统会自动学习各监测点的历史运行规律（如昼夜压力波动模式），当实时数据偏离正常模式（如压力突降、流量异常突增）时， 算法会综合判断并发出分级预警，有效屏蔽因传感器抖动产生的误报。
3. GIS 可视化一张图
基于 Web GIS 技术，将管网拓扑结构与实时监测数据深度融合。 调度人员可在地图上直观查看各监测点的实时数值、报警状态及历史曲线，实现“所见即所得”的调度指挥。
四、 应用价值与展望
该系统的应用显著提升了供水企业的感知能力和响应速度。 通过对海量监测数据的深度挖掘，不仅能够快速发现爆管事故，还能为管网改造、优化调度提供科学的数据支撑，推动水务管理从“数字化”向“智慧化”迈进。