邵陽向邵東供水管道建于1995年，邵東段長度為12.8km,管材為預應力鋼筋混凝土管和鋼管，管徑為DN1000。該管線承擔了邵東市城區1/3人口約15萬人的供水任務，平均日供水量3萬m3,最高日供水量4.5萬m3,是邵東市的“供水生命線”。
這條服役近三十年的城市供水大動脈，因年久失修、材質老化、外力破壞等緣故而頻繁遭遇爆管危機，漏損率曾長期接近30%，更是“承包了供水區域總漏水量的70%”。如何讓其在不影響數十萬居民正常用水的前提下實現“帶病運行”向“智慧運維”的華麗變身？
邵東市自來水公司在天津大學精密儀器與光電子工程學院精密測試技術及儀器全國重點實驗室專家教授的精心指導下，采用科技賦能系統方法實施的“邵東市邵東段供水管道內檢測與監測工程”給出了創新答案。
這項工程最近成功入選住房和城鄉建設部科技與產業化發展中心編撰的《市政供水排水管網更新改造與提質增效典型案例集（2024）》，以“管道內檢測機器人”“分布式光纖安全監測系統”“壓力水聽監測系統”三項關鍵核心技術，破解了城鎮供水管網“改不起、停不得、管不好”的三重困境，為城鎮供水排水管網更新改造與提質增效提供了可推廣的實踐范本。
管道內檢測機器人
供水管道內檢測技術將高靈敏度水聽器、高清攝像單元、高精度信標(定位)技術集成后置于一檢測器內，檢測器帶壓進入管道后，在水流帶動下前行，實時查看管道內圖像，拾取管道內聲音信號，當發現異常時進行定位。通過管道內聽音可以發現微小的泄漏信號，泄漏信號可通過智能模式識別的方式由計算機自動判別，有效檢測微小泄漏、管道破損、管瘤、氣泡氣囊、管內雜質(砂石、雜物)淤積等多種異常情況，實現包括暗漏點的排查、管壁腐蝕檢測、管內異物沉積情況檢測、管內流量異常檢測、管網健康普查等管道檢測需求。
根據以上原理，管道內檢測機器人由帶纜機器人主體、收發桶、纜車、臍帶纜、地面站地面定位器組成。整體設計采用柔性結構+多參數傳感平臺結構。帶纜機器人主體呈蛇狀結構，頭部安裝有動力傘，利用水流提供前進動力，尾部與臍帶纜連接，實現設備控制和信號實時回傳。主體包含各膠囊艙，艙內搭載精密傳感單元，共同構建形成多參數傳感平臺。
當管道內出現漏水點時，檢測器內置的拾音器將捕捉到該漏水聲音。隨著檢測器的行進，漏水聲音逐漸變大，當達到漏水點時聲音最大，遠離漏水點后，聲音逐漸變小，借此可以判定漏水點是否存在并確定漏水點的位置。
分布式光纖安全監測系統
分布式光纖安全監測系統，由與管道伴行敷設的傳感光纖、布設在監測站點的預警監測主機、位于監控中心的用戶機3個部分組成。利用分布式光纖對振動信號敏感的特征，適時向沿管道軸向敷設的光纖中注入光脈沖信號和連續光信號。泄漏、第三方入侵、爆管等產生的擾動造成臨邊光纖中光信號的相位頻率等變化，通過光干涉等效應和光電信號轉換后識別出相應擾動信號，并進行定位，最終實現管道在線監測。
壓力水聽監測系統
壓力水聽監測系統由監測單元(包括高靈敏度水聽器和壓力傳感器)、智能采集終端(RDAU)和位于監控中心的用戶機(計算機)共同構成。水聽器和壓力傳感器實時感知管內的聲音信號和壓力波動，當RDAU識別出泄漏聲音、負壓波或水錘信號后，對泄漏點進行定位計算，并將相關信息通過4G或5G網絡傳輸至監控中心用戶機以進行進一步的數據分析和處理。由于泄漏的聲音是持續存在的，因此水聽器可以識別出安裝前存在的泄漏點。
為了進一步提高入選案例集的邵東段管線的運維保障水平，邵東供水通過對該管道進行帶壓狀態下的內檢測，探明了漏損點的位置、管內運行狀況、管內沉積情況、閥門狀態，并對管道路由和特征點進行精準定位。管道沿線布設了管道壓力水聽監測系統和分布式光纖安全監測系統，監測管道泄漏、壓力波動、水錘、爆管事件實時定位、第三方入侵預警等管道安全事件，并得到了成功應用。通過及時掌握漏損變化，適時安排維修，創新維修方式，該段管道的漏損率從2020年的23.52%下降至2023年的6.37%。其中，內檢測機器人和壓力水聽監測系統發揮了重要的作用，減少漏損帶來的經濟收益也基本覆蓋了漏損控制的投入，其實施將進一步降低漏損、第三方入侵、爆管事件的發生，提高管理轄區供水管網管道安全保障能力。
與此同時，邵東供水在服務全域開展了上述三項關鍵核心技術的運用，根據檢測和監測成果分別“對癥下藥”，開展精準可控的局部開挖管道修復，將維修施工給道路交通、居民出行造成的不便以及對市政設施的損毀等不利因素降到了最低。更多情況下，邵東供水采用的是柔性復合管內襯、管道內脹圈安裝等非開挖管道修復和漏控技術。
目前邵東市自來水公司日供水規模已達9.5萬立方米，DN75以上供水管道已建成500多公里，供水區域約40平方公里，主要承擔邵東城區及周邊鄉鎮近40余萬人口的自來水供應和服務工作。2023年，經湖南省住建廳組織的專家組核定，公司供水管網漏損率為3.5%。
邵東供水持續秉持“科技興水、智慧賦能”的發展理念。近年來，還憑借業內第一家開發應用稀土永磁同步電機、自主研發“氣水脈沖”管道清洗設備（最近在武漢市成功實施DN1600大管徑清洗）等，獲得了行業的一致好評。公司先后被授予“全國縣鎮水務工作突出貢獻單位”“全國縣鎮供水行業先進單位”“中部地區百佳企業文化品牌”“湖南省集中式供水先進單位”“湖南省文明窗口單位”等榮譽稱號。
