传统水厂装上“智慧大脑”

本报记者 刘乐艺

金口水厂实景俯拍。 受访者供图

走进湖北省武汉市金口水厂的控制大厅，一块巨大的显示屏上，一座与实体厂区几乎一模一样的三维孪生模型清晰可见：建筑物轮廓分明，纵横交错的管路系统被精准复刻，水质、流量、能耗等关键数据实时跳动更新。

“我们将整座水厂‘搬’进了电脑，这个模型就是水厂的‘数字分身’。”中信环境子公司中国市政中南院智慧城市研究院院长助理龙程理说，“数字水厂”全面接入厂区设备台账、维修记录等静态数据，以及水泵转速、水流压力等实时动态数据，“通过这一系统，水厂的运行状态实现了‘一屏通览、一图管控’”。

据了解，金口水厂是武汉首个完成智慧化升级改造的水厂，改造项目由中国市政中南院与武汉市水务集团有限公司联合实施。现如今，这座承担着武昌区、东湖高新区超过100万居民供水任务的智慧水厂，已成为武汉水厂智慧化转型的示范样本。

为了让数字模型真正“活”起来，金口水厂在生产全流程布设了大量在线监测仪表和网络摄像设备。这些分布在各个生产节点的“千里眼”，如同水厂的“神经末梢”，24小时不间断采集水质浊度、供水流量、设备运行状态等多维数据，并实时传回后台。

“过去，水厂依靠人工巡检，数据滞后不说，还极容易出错。”金口水厂负责人崔粤军说，“现在有了这些智能传感设备，数据采集的精度和效率都实现了很大提升。”

如果说传感设备是水厂的“神经末梢”，那么智慧管控平台就是它的“智慧大脑”。与传统水厂依赖人工经验不同，金口水厂的“智慧大脑”具备自主学习能力，让供水生产从“人工判断”转向“智能决策”。

“这个‘智慧大脑’的优势在于将行业技术人员的经验转化为算法模型，通过人工智能和大数据分析，实现对生产工艺的精准调控。”龙程理表示，智慧管控平台整合了数字化管理、在线监测、智能控制、智慧决策四大系统，打通了从生产运行、调度协调到应急维护、运营决策的全链条，形成了闭环管理。

例如，当出现“进水流量偏低”情况时，智慧管控平台会自动弹出提示，并启动调节取水泵频率的指令。取水泵房会在短时间内完成取水量动态调整，整个过程无需人工干预。

同时，依托“智慧大脑”对加药絮凝、过滤反冲洗、消毒等关键工艺的精准控制，金口水厂不仅有效减少水中的消毒副产物，还能稳定出厂水压力，降低水管渗漏概率。截至目前，水厂日常业务管理效率提升近50%，事件响应与运维效率提升近30%。

智能化升级也带来了实实在在的节能降耗。据测算，金口水厂智慧化升级改造完成后，取水送水用电成本下降5%，相当于每年减少碳排放2300吨，同时降低PAC及次氯酸钠药耗约10%，每年可节省运营成本近150万元。

这份“绿色成绩单”的背后，是“智慧大脑”综合分析供水需求与分时电价差异，科学制定生产方案：在供电低峰和平峰时段蓄水，在供水高峰时段维持高液位，从而实现能源的最优配置。

凭借这些技术创新和实践成效，金口水厂智慧化升级改造项目成功入选住房和城乡建设部发布的“2024年智慧水务典型案例”，并荣获第六届工程建设行业BIM大赛二等奖。

“智慧水务的发展，正驱动城市水务管理从‘被动响应’向‘主动预判、智能调控’的范式跃迁。”中国市政中南院智慧城市研究院院长张磊表示，作为武汉首座智慧水厂，金口水厂构建了“感知—分析—决策—执行”闭环的智慧管理新模式，为城市供水厂提供了“技术标准化、管理模块化、服务精准化”的可复制方案，也为夯实水务系统数字新基建、建设新型智慧城市提供了参考。