获选案例展示|长江生态-苏州市吴江区农村生活污水智慧化运维监管平台建设项目
苏州市吴江区农村生活污水智慧化运维监管平台建设项目 申报单位|长江生态环保集团有限公司 项目地点：江苏省苏州市吴江区 投入运行时间：2024年 项目规模：16.1亿 服务人口：70093户 针对农村生活污水处理设施点多、面广、量大、分散带来的运行管理难题，长江生态环保集团有限公司依托苏州市吴江区农村生活污水治理PPP项目，围绕农村生活污水处理设施的优化运行管理，自主研发了符合长江大保护数字化管理实际需求的农村生活污水治理智慧化运维监管平台，对吴江区农村生活污水处理设施实现智慧化运营管理。 项目覆盖吴江区九个乡镇，共计1270个自然村，涉及7万余户农户，1000多座污水处理设施、2000多公里配套管网及人工湿地、泵站等农村生活污水治理附属设施等。在运营管理过程中，公司通过建立农村生活污水治理设施全要素分级监测体系与数字化运维管理体系，深入挖掘数据价值，提升农村生活污水治理的经营管理决策水平，实现农村生活污水治理全过程、全覆盖、差异化、智慧化、精细化、规范化、标准化管理。
此外，公司还创新的研发了农村生活污水治理设施运行管理领域中智能识别分析、碳排放核算分析模型、故障代码资源库、绿色处理设施数字化评价、管网收集与终端运行健康评估、运维管理数字化监督核查等多项关键技术与数字化评价体系。依托多项关键技术的应用，实现了区域农村生活污水智慧化运营管理，科学有效地促进了农村生活污水处理设施达标、规范、低碳的优化运行和管理，并为规模化、体系化建设农村污水治理模式提供了科学支撑与服务。具体应用包括： 1、深化技术赋能，助力污水处理设施高质量运行 吴江区农村生活污水治理智慧化监管平台通过搭建的农村生活污水治理物联感知监测一张网，提升治污信息及时感知、智能预警、智能化控制与优化能力，实现从源头排放、管网输送、终端处理到资源利用的全过程数字化管理，使污水处理设施变得触手可及。 在此基础上，平台通过对污水处理设施运行状况、处理成效的变化趋势进行分析，建立污水处理设施故障智能判别预警系统，对水质变化和运行故障等风险进行预测与预警，并形成设施故障编码与预案资源库。运维管理人员可以远程洞察设施运行状态，及时发现问题，并可通过远程分析实现故障诊断和处理；从而保障无人值守设施得到有效管控，辅助设施稳定长效达标排放，并通过对运行策略的智能优化，实现节能降耗与高效安全的资源利用。
2、业务协同，打造农村生活污水治理数字化运维管理模式 针对农村生活污水治理地域广、分布散、站点多、管控难等特点及农村生活污水处理设施工艺配套不完善、技术支撑困难等“痛点”，公司充分利用区域运维协同管理优势，从解决主管部门、项目公司、运维单位及受益群众等多方主体的差别化需求出发，研发以智慧监管平台为核心的数字化管理工具，辅助开展农村生活污水处理设施全覆盖、差异化、智慧化、精细化、规范化、标准化运维与监管。 基于以数字化运维管理模式，运管中心根据日常工作机制管理要求，建立健全运维工作管理规范，包括运维巡检、人员车辆跟踪、维修记录、水质化验、工单处理与闭环管理等各项工作均通过平台实现线上跟踪与管理。并通过现场考勤与填报，杜绝弄虚作假。利用平台数据评价，实现巡检等运维工作执行完成率统计，进而有效推行运维管理工作的标准化和规范化管理，形成数字化运维报告，持续提升运维管理质量与管理效率。
3、挖掘数据价值，建立多维度的运行质量评价系统，提升决策水平 项目通过对农村生活污水管网运行状况与处理终端设施进水状况进行指标筛选，结合污水接户收集的基础数据及降雨等环境数据，构建管网质量评估指标体系和评估方法，形成农村生活污水管网收集质量评估系统。 同时，项目结合区域农村生活污水设施运行管理需要，筛选污水收集、处理成效、故障率、运维质量、资源化利用等各管理维度指标，根据各项指标综合分析，构建农村生活污水处理设施综合运行健康指数分析方法，并实现处理设施运行健康的数字化评价系统。 基于对处理设施的多维度评估评价模型与算法，可以辅助运维决策人员掌握区域设施整体运行健康状况、运行维护质量，及时发现短板与不足，为农村生活污水处理设施的建设提升、管理优化提供数据决策支撑。
4、技术创新，推进农村污水处理绿色低碳运行 为了探索农村生活污水治理的低碳绿色发展，公司探索研发了“农村生活污水处理过程碳排放核算系统”与“绿色农村生活污水处理设施评价系统”。一方面量化污水处理过程中涉及到的所有设备的碳排放与能源消耗量，实现对农村生活污水治理碳排放的分析和精确计算，为相关低碳运行与碳排放监管提供数据支撑；另一方面通过建立绿色农村生活污水处理设施评价分析模型，探索推进水质达标、资源节约、安全稳定、运维便利、环境友好的新型农村生活污水绿色低碳治理模式。
科技创新 为了贯彻“可持续、系统性、高质量”的发展理念，实现全时全面全域的数字监管、协同治理与分析评价，满足运维服务提质、管理人员减负、治理增效、管理降本等多方面实际需求，创新性加入各项算法、评估模型，助力高标准建、管、运，打造农村生活污水治理标杆精品项目。
创新点1：建立了“农村生活污水处理设施运行状况AI智能识别分析系统” 本项目开创性的将人工智能新技术应用于农村生活污水处理设施运行管理领域，对农村生活污水处理设施站的现场环境、作业行为等进行视频图像数据采集和智能分析。对污水处理设施作业环境、人员作业行为特征进行提取和标签化处理，智能分析结果，并进行结构化存储和即时消息分发，自动进行监测和安全预警提示，最终实现快速精准判别污水处理设施作业现场安全隐患的目的；同时预留数据接口为后期应用提供调用服务。在本项目中，针对农村生活污水处理设施的常见故障，系统智能判别，内容包括： （1）农村生活污水处理设施窨井盖缺失/未复位识别：开发处理设施窨井盖缺失/未复位检测算法，基于窨井盖完整形状和状态，结合异常情况包括缺失和未复位进行识别，实现窨井盖缺失/未复位自动识别和报警。 （2）农村生活污水处理设施窨井盖破损识别：开发处理设施中窨井盖破损检测算法，按照固定尺寸和形状和外观，针对窨井盖破损的程度，实现破损识别和报警。 （3）农村生活污水处理设施生态植物枯萎识别：开发处理设施生态植物枯萎识别算法，通过一种基于形变、色变特征参数算法的植物叶片枯萎变形测量方法，从而实现植物叶片变形、变色的判别与报警。 （4）农村生活污水处理设施水淹识别：开发处理设施水淹识别算法，根据站点内积水的程度（面积、颜色、深度）等特征计算，实现站点水淹的识别与报警。 创新点2：建立了“农村生活污水处理过程碳排放核算系统” 农村生活污水治理过程旨在减少对环境的污染和提高水资源的循环利用。农村生活污水处理过程中会产生一定的碳排放量，随着我国双碳政策的推进，精确掌握农村生活污水处理过程中的碳排放量是非常必要的。 在本项目中，通过对农村生活污水处理过程中涉及到的各个工艺环节的碳排放分析，包括污水收集和输送、污水预处理、生物处理、沉淀过滤与资源利用等环节，利用排放因子法、质量平衡法、碳足迹法等核算方法，量化污水处理过程中涉及到的所有设备的碳排放量与能源消耗量。实现对农村生活污水处理技术能效比和碳排放因素的分析和精确计算，从而为后续运维与建设提升过程中选择低碳化的处理工艺与低碳化的运行模式提供辅助，为相关部门碳排放监管提供数据支撑，系统性满足农村生活污水处理设施数字化和低碳化运营管理需求，并为区域碳减排提供有效参考。 创新点3：建立了“农村生活污水治理设施故障代码资源管理系统” 农村生活污水处理设施在运行过程中由于各类因素的影响，可能会出现各类故障，如工艺故障、设备故障、仪表损坏等，对农村生活污水处理设施的稳定运行与水污染物达标排放带来较大影响。 本项目通过总结长江中下游地区现有农村生活污水治理领域政策和技术体系要求，梳理总结长江中下游地区农村生活污水治理各环节工艺与设备类型，对所涉及的户内处理设施、收集端、终端等设施设备进行资料收集，调研分析，形成农村生活污水处理设施常用工艺与设备资料库。 在资料收集的基础上，从接户段、管网收集系统、治理终端及资源利用等各环节工艺与设备可能出现的故障进行调研、勘查与汇总，通过对故障来源、类型、严重程度、紧急程度等维度的分类研究，并制定农村生活污水处理设施故障标准化编码规则，对农村生活污水处理设施故障进行分类编码，建立统一的综合农村生活污水处理设施故障代码资源库与管理系统。 通过故障代码资源库与管理系统，能及时、正确地对各种农村生活污水处理设施异常或故障状态做出诊断，进而为预防或消除故障提供辅助，提高设施运行的可靠性、安全性和有效性，以期把故障损失降到最低。从根本上减少无效运维次数，降低运维成本，同时可以指导运维单位开展农村生活污水处理设施运维管理工作，为运维单位提供决策支持，制定合理的检查维修制度，保证设施发挥其最大的设计能力，以便在允许的条件下，充分挖掘设施潜力，延长使用寿命，降低费用。 综合评价 通过农村生活污水处理设施智慧管理的应用，公司构建了集数字化运维管理、监督考核及辅助决策为一体的智慧管理体系，通过实施集高效管理、高度安全、经济节约于一体的农村生活污水治理智慧运维管理，在规范化、标准化工作的同时，降低了运维成本和职工劳动强度，提高了运维效率、运维质量、运维管理水务和作业安全性，更加有效保障了农村生活污水处理设施出水水质稳定达标。 同时，在数字化智慧运维管理的基础上，通过农村生活污水处理设施故障与资源库的建立，结合AI分析、数字化监督管理系统的应用，一方面切实提高了管理单位对农村生活污水处理设施故障诊断和修复的能力，另一方面也有效提升了农村污水处理设施的精准化管理质量。 此外，通过对农村生活污水治理过程中的污水收集、健康运行、低碳运行、绿色节能等多维度的数据分析与评估系统的研发与应用，为制定更为科学的农村污水治理提升策略建立了技术支撑，为保障农村水生态环境安全、推进水质达标、资源节约、安全稳定、运维便利、环境友好的新型农村生活污水绿色低碳治理模式提供了决策支持。
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