作者单位：武汉众智鸿图科技有限公司

摘要

针对当前排水行业管道管理工作中面临的管道缺陷导致的排水能力下降问题，武汉众智鸿图科技有限公司创新提出了基于CCTV的排水管道完整性管理新模式，并进行了管道完整性管理新模式的探索与应用实践。实践证明：武汉众智鸿图科技有限公司排水管道完整性管理，不仅可以实现管道健康状态的综合评判，科学指导排水管道清疏、维修、养护、改造等工作的开展；也是国内排水管道信息化建设的一次有益尝试和探索，是一个良好的示范和参考。

关键词：排水管道，管道完整性管理，CCTV检测

1. 引言

城市排水管网是城市的重要基础设施之一，担负着城市防洪排涝、雨污水输送及污水净化的重任，是城市基础建设的核心部分之一，在城市建设规划中占有十分重要的地位。但随着我国城镇化建设不断深入，用水量、排水量的增加，由排水管线陈旧老化、管道缺陷发现不及时等因素引起的暴雨积水、脏水四溢等问题时常发生，给城市发展及市民生活带来了极大的不便。因此，排水管道的缺陷检测及修复改造成为当前排水行业管道管理工作的重要组成部分[1]。

内窥检测技术（CCTV）作为一种专业的地下管道检测技术，是目前使用最普遍也是最有效的检测手段之一[2]。近年来，通过CCTV检测，排水企业积累了大量的管道检测数据，这些数据在一定程度上帮助企业了解了管道现状，但随之而来也给企业带来了新的难题，如何将CCTV检测成果数据进行有效管理存储、直观展示[3]，并充分挖掘数据价值，对管道的健康状态进行科学评判，真正形成能够指导管道运维管理工作开展的科学依据，成为整个行业面临的新问题。

为此，武汉众智鸿图科技有限公司提出了排水管道完整性管理的新理念，旨在通过结合先进的技术、成熟的模型、算法及相关的国家/地方技术规程等，自动评估排水管道健康状态并进行可视化展示，实现对排水管道日常运营的科学指导。

2. 排水管道完整性管理新理念

管道完整性管理与技术起源于20世纪70年代，美国首先开始借鉴经济学和其他工业领域中的风险分析技术来评价油气管道的风险，以期最大限度减少油气管道的事故发生率和尽可能延长重要干线管道的使用寿命，合理分配有限的管道维护费用。我国经过几十年的应用发展，通过借鉴国外管道完整性管理经验，结合国内管道管理的实际情况与特点，在油气管道完整性管理方面也逐步建立起管道安全评价与完整性管理体系及有效的评价方法[4,5]。

武汉众智鸿图科技有限公司认为油气管道完整性管理的相关经验思路[6,7]也可以应用于其他行业领域，如排水行业。鉴于此，武汉众智鸿图科技有限公司经过长期的探索研究，针对排水行业提出了一种管道完整性管理的新理念：

城市排水管道完整性管理，可以基于管道CCTV、QV等检测的缺陷与病害信息，以国家/地方排水管道检测与评估技术规程为参照，结合成熟的模型与算法，对排水管道的缺陷等级、修复/养护指数等进行综合评判分析，进而为管道的日常运维管理工作提供科学指导，提高城市排水管道的管理维护水平和安全运行水平。

3. 排水管道完整性管理的难点

3.1 缺陷信息查阅困难

缺陷信息主要包含在检测视频及检测报告中，业务人员需要查询某管道的缺陷信息时，必须要先找到该管段对应的检测工程报告，再从大量信息中寻找该管段的缺陷信息。同时，需要查看相应的缺陷视频时，也须从大量的检测视频中找到该管段对应的视频文件，信息查阅工作量大、查阅效率低、展现形式单一，为数据的应用增加了阻碍。

3.2 难以实现缺陷数据的深度应用

在获取了检测视频、检测报告后，排水企业只是对管辖区域内管道的缺陷数量及缺陷类型有了一定的了解，然而，如何利用这些数据实现对管网健康状况的评价，科学指导管道清疏、养护、维修、改造等日常管理工作，并没有形成明确的数据指标及指导意见，缺少对数据的深度挖掘，导致检测工程结束后检测成果即被闲置，造成了检测成果的极大浪费。

4. 完整性管理新模式探索

为解决排水企业管道完整性管理中存在的诸多问题，基于排水管道完整性管理新理念，本文进行了排水管道完整性管理新模式的探索，旨在应用空间信息技术、图像识别技术、流媒体技术等技术手段解决传统检测数据管理过程中存储、查阅、应用等各类问题。从关键数据获取的角度入手，通过内置的模型、算法，自动进行管道缺陷状况分析、缺陷处理方案规划评估、缺陷影响情况分析，同时以GIS技术为依托将管道缺陷评估分析结果进行直观展示，对管道检测数据进行统筹规划、历史数据分析、大数据对照分析，实现海量数据的生产、管理、应用分析一体化。

4.1 应对不同数据形式的核心信息提取

现阶段，行业对于CCTV检测成果数据的处理仅停留在检测报告生成、检测视频切割阶段，尚未实现数据的深度应用。笔者认为，为了有效利用检测成果充分发挥数据价值，首先需要对检测数据进行处理，实现数据的标准化、信息化，为缺陷评估分析提供数据支撑。

4.1.1 从检测视频中提取关键信息

检测公司完成管道检测工作后，将检测视频提交给排水企业，排水企业安排专业人员查看视频，并根据《CJJ 181-2012 城镇排水管道检测与评估技术规程》[8]或本地规范进行缺陷判定，工作量大、工作效率低，且缺陷判定受人为因素影响较大，数据处理结果较差。随着新型技术的不断发展，图像识别技术日益成熟，识别准确率不断提高，笔者认为可引入基于视频流的图像识别技术[9]用于管道缺陷的自动识别及处理。通过建立起对应的缺陷模型用于图像识别和对比，实现匹配后进一步对缺陷图像数据进行分析和提取，最终实现高效自动识别。同时，针对缺陷发现时间点的前10秒及后10秒的视频进行自动切割处理，并与对应缺陷进行挂接，减少无效视频，减轻服务器存储压力及网络流量压力。

4.1.2 从检测报告中抽取关键信息

检测公司完成检测工程后，会形成标准的检测报告与检测视频一同提交给排水企业，通过检测报告排水企业业务人员对于区域管网的缺陷有了一个整体了解，然而数据展现形式单一，信息查阅困难，数据利用效率较低，难以发挥出数据的价值。通过提取出检测报告中的关键信息，如管道位置、缺陷位置、缺陷属性信息等，利用标准化的数据采集模板实现缺陷信息的批量导入，借助排水管道空间地理信息将管道与缺陷进行统一的管理及关联展示，为缺陷评估分析与应用提供数据支撑。

4.1.3 规范数据采集快速获取关键信息

目前，CCTV检测公司主要按照自定义的标准进行缺陷信息记录，尚未形成行业规范，导致排水企业在获取检测成果后还需要花费大量的时间、人力进行后期数据处理。为此，排水企业可尝试在检测项目开展前期，制定统一的数据模板，要求项目实施方按模板形式和内容填写信息，从而减少排水企业数据处理工作量。

4.2 可配置化的缺陷信息评估分析

住房城乡建设部于2012年出台了《CJJ 181-2012 城镇排水管道检测与评估技术规程》[8]指导管道检测及缺陷评估分析工作，规程中对结构性/功能性缺陷名称、代码、等级划分、分值以及评估计算公式等进行了规定。新型管道完整性管理模式以该技术规程为参照，建立了管道状况分析模型并实现软件化，自动计算得出结构性缺陷和功能性缺陷指标，实现人工计算到自动化批量计算的转变，极大提高工作效率及成果准确性。

当前，由于各地管理规范、地质环境等的不同，评估因子有所差异，各排水企业在国家标准基础上结合本地实际情况进行了优化。如常州排水管理处对结构性缺陷进行了扩充，增加了轴线、井体处理不当等缺陷类型，对于缺陷等级划分也结合本地实际情况进行了调整。为了让该新型管理模式更加适应各地实际情况，在进行软件化实现工作中，可采用后台配置加前台配置相结合的方式，提供可定制化的参数配置方案。

4.2.1 后台配置

主要实现管道完整性评价模型建立，确定缺陷评估计算的主要影响因素及其权重，实现缺陷评估分析的自动计算。后台配置主要针对不可更改参数，在软件设计阶段完成。

4.2.2 前台配置

主要配置可修改性参数，如地区重要性参数、管道重要性参数、参数系数等，方便排水企业根据实际业务情况进行修改，提升应用性能。

4.3 缺陷评估结果的可视化展示

数据经过处理、分析计算后，排水企业又将面临数据如何直观展示并有效指导工作的难题。对此，笔者认为可以利用GIS强大的空间分析及可视化特性，对管道缺陷分析结果进行多样化展示，并生成缺陷专题图、修复养护专题图等，辅助管道修复方案选择、管道运行及定时清理方案制定等工作的开展，为决策提供依据和数据支撑。

5. 应用实践

苏州供排水管理处于2018年率先进行了排水管道完整性管理新模式的探索。首先，完成了CCTV检测报告的处理，按照标准模板提取检测报告中的关键信息并将缺陷数据与排水管道地理信息系统进行挂接，实现了管道、缺陷、视频、报告等数据的一体化管理；其次，结合《CJJ 181-2012城镇排水管道检测与评估技术规程》[8]建立了排水管道完整性评价模型，实现了缺陷评估自动分析计算；最后，基于GIS地图，实现了评估计算结果的可视化展示，生成缺陷专题图、修复养护专题图等，指导养护改造工作。

6. 总结

排水管道完整性管理可以借鉴油气管道的管理经验和技术方法，根据排水行业实际业务情况开展深入分析，探索适应本行业的管理模式。目前，排水管道完整性管理尚处于初期探索阶段，缺陷自动识别技术、数据处理效率、各地评估模型等有待进一步完善，同时，缺少广泛的、多角度的研究案例来支撑应用实践，还需进一步的研究与探索。随着项目经验和理论研究的增长，管理模式也将日益成熟，将会为排水行业带来巨大的社会和经济效益。

参考文献

[1] 郑成志. 城市供水管道完整性分析评价[D]. 哈尔滨工业大学, 2010.

[2] 牟丹, 李永清, 孙伟君, et al. 基于CCTV方法的排水管道检测技术与应用[J]. 管道技术与设备, 2015(2):28-29.

[3] 韩葵, 王磊, 胡朝辉. 基于 GIS 的排水管道检测数据管理系统设计与实现[J]. 城市勘测, 2015(3):58-61.

[4] 李柯, 张文艳, 武晓丽. 油气长输管道外防腐层的检测与评价[J]. 石油和化工设备, 2012(11):66-67.

[5] 王良军，李强，梁菁嬿.长输管道内检测数据比对国内外现状及发展趋势[J].油气储运，2015，34（3）：233-236.

[6] 王良春, 郑青川. 城镇燃气管网完整性管理体系分析及建议[J]. 石油工业技术监督, 2018, v.34；No.348(08):63-66.

[7] 王婷, 郑洪龙, 宋汉成,等. 城市燃气管网的完整性管理[J]. 油气储运, 2012, 31(3):184-187.

[8] CJJ 181-2012 城镇排水管道检测与评估技术规程

[9] 马晨. 基于视频流的图像识别技术发展与应用[J]. 电子技术与软件工程, 2017(6):78-78.