群核声学基于AI的城市供水管网泄漏监测解决方案

群核声学基于AI的城市供水管网泄漏监测解决方案

一、方案背景与行业挑战

我国人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4，600多座城市中超过400座供水不足。与此同时，管网漏损问题极为严峻——据住建部统计，2019年全国供水漏损水量达81.6亿立方米，直接经济损失超200亿元，相当于1.2亿人口全年生活用水量。多数城市仍依赖传统人工听漏探测，面对日益庞大复杂的管网系统，存在响应慢、覆盖窄、误判多、数据难沉淀等瓶颈。

政策层面，《“十四五”节水型社会建设规划》明确要求2025年城市公共供水管网漏损率控制在9%以内；2022年国家发改委与住建部联合发文，对试点城市提出漏损率≤7%~8%的更高目标，并给予最高2亿元中央预算补贴。2024年超长期特别国债也将“公共供水管网漏损治理”列为重点支持方向。供水管网漏损治理，已从行业自律上升为国家战略行动。

二、方案概述

群核声学基于AI的城市供水管网泄漏监测解决方案，融合高灵敏度声学传感、物联网无线传输、云端声纹大数据与深度学习算法，实现对供水管网泄漏的全天候在线监测、秒级预警、远程辅助确认。方案以低成本、易部署、高可靠的硬件终端为核心，以国内大规模的漏损声学数据库和独创特征提取算法为引擎，为水务企业提供从“被动应对”到“主动预防”的智能化漏损管控能力。

三、系统架构

1. 感知层——吸附式噪声记录仪

• 采用高灵敏度压电陶瓷传感器，采样率4k/8kHz可远程设置；

• 强磁吸附安装于管道壁、阀门或法兰处，非金属管可配金属卡箍，无需开挖、无需停水、无需布线；

• 自供电（锂亚电池，容量19000mAh），低功耗设计，电池寿命最长可达5年；

• IP68防护等级，适应井下潮湿、高低温等恶劣环境；

• 内置边缘计算单元，直接在探头端完成初步特征判定，降低功耗与云端负载。

  

2. 网络层——多模无线传输

• 支持4G、NB-IoT、LoRa等通信方式，利用现有公网或自建基站；

• 数据采集、传输、存储、分析全流程自动化，30秒内完成报警闭环；

• 井下通信成功率经实际验证表现优异，确保数据稳定回传。

3. 平台层——AI声学大数据云平台

• 接收全网监测数据，基于2300万+组漏损特征声学库进行深度学习比对；

• 独创宽谱有色噪声特征量化模型，有效滤除交通、机械等环境干扰，较高准确率，低误报率；

• 提供远程录音回放、远程相关计算定位、声强-频宽双参数判据等辅助工具，支持人工二次确认；

• 模块化GIS地图展示，支持管网信息录入、设备状态查看、报警列表、单点数据分析；

• 开放数据接口，可与现有GIS/SCADA等第三方监控平台无缝集成。

4. 应用端——PC管理后台 + 手机APP

• 多维度报警列表与地图定位，支持按管径、噪声强度、泄漏时间等进行风险评级；

• 远程听音、频谱图展示、历史趋势查询，便于运维人员快速研判；

• 现场部署、参数配置、设备巡检均可通过APP完成，提升一线作业效率。

四、核心技术优势

五、典型应用流程

1. 部署：在目标管网的阀门、法兰、消火栓等可接触点安装记录仪（间距50~300米），录入GIS信息。

2. 夜间监测：系统自动于凌晨2:00~4:00（低背景噪声时段）同步采集声学信号。

3. AI研判：云平台对声强、频宽、频谱分布等特征量进行深度学习比对，自动判定疑似泄漏。

4. 报警推送：30秒内生成报警，通过PC/APP推送至运维人员，并标注管段位置。

5. 远程复核：运维人员远程回放噪声、查看相关分析结果，确认真伪泄漏。

6. 现场精确定位：对确认泄漏点，派出听漏技术人员在百米级范围内进行米级精确定位（精度±2米），减少巡线工作量。

7. 工单闭环：维修完成后，系统记录处置结果，持续追踪漏损变化。

六、核心价值

• 降低漏损总量：大幅缩短漏点发现时间，从传统数天/数周缩短至分钟级，有效减少漏失水量。

• 优化运维效率：排除无泄漏区域，对泄漏点按风险等级排序，优先处理紧急漏点，避免盲目巡线。

• 减少次生灾害：及时预警路面塌陷、消防失压、水质污染等衍生风险。

• 赋能智慧水务：监测数据长期存档，辅助管网健康状态评估，为更新改造提供数据支撑。

• 助力政策达标：帮助水务企业满足国家漏损率考核要求，争取中央预算及超长期特别国债资金支持。

七、适用场景

• 城市公共供水管网（金属/非金属管道）

• 大型园区、工矿企业内部供水系统

• 热力管网（采暖季泄漏监测）

• 农村及城乡结合部供水管网

• 智慧水务整体升级项目

八、成功案例

• 某自来水集团：核心城区管网部署，实现漏损智能化监测，有效降低人工巡线强度。

• 某热力：供热管网泄漏监测，保障冬季供暖安全。

• 某中水：再生水管网泄漏监测，提升非常规水资源利用效率。

群核声学——听细微，见知著。以AI声学之力，守护每一滴水的价值。