■ 冯秀斌
中国“西高东低、三级阶梯”的地形特征,造就了占据全球6%的水力资源,也埋下了水资源利用的深层矛盾。在西南地区,金沙江、雅砻江等大河落差超千米,水电站建设需攻克地质灾害频发、生态脆弱等难题;在北方,黄河流域水资源开发利用率已达80%,远超国际警戒线。同时,近年来城市化进程加快,城市群扩张与工业、生活用水激增导致河道断流与生态退化交织,形成“城市缺水—过度取水—生态崩溃”的恶性循环。因此,在城市化进程加速与水资源供需矛盾加剧的双重压力下,中国水资源治理必须走“精准化、智能化”道路。智慧水务专家、北京国环清华环境工程设计研究院任数智中心主任梁岩松用数字技术重构水务系统,掀起了一场席卷全国的“智慧水务革命”。
伴随着中国经济快速发展,在智慧水务领域,梁岩松展现出了卓越才华和深远的影响力,成为行业公认的领先人物。他带领团队实施了国家“十二五”物联网专项、“十三五”国家重点研发课题等重大科技项目,参与编写了《城镇智慧水务技术指南》、城镇排水管渠维护技术培训系列丛书《排水管道养护与管理》等行业专著,参与制定了《城镇污水管网排查信息系统技术要求》《城镇排水设施基础数据迭代建设管理导则》等国家及团体标准,攻克了城镇给排水管网智能设施、排水管网水量水质监测仪表等多项智慧水务核心技术难题和创新成果,实现了智能化与自动化的深度融合。同时,作为中国水协智慧水务联盟秘书长,梁岩松在全国范围内大力推广智慧水务培训,培养了一大批专业技术人才,为全国水资源管理和生态环境改善提供了重要智力支持。如今,中国智慧水务行业规模已经突破千亿元,年均复合增长率超30%,成为保障民生安全、推动绿色转型的“新引擎”,这场变革不仅是技术迭代,更是一场从被动响应到主动治理的管理模式升级。当传统水务遇上数字技术,梁岩松破解了中国大多数城市的管网治理困局,更为全球水资源管理提供了中国方案。
“十三五”研究课题:梁岩松全面提升城市管网安全运行水平
2015年末,中国常住人口城镇化率已达到56.1%,但随之而来的是城市人口激增导致的市政基础设施压力剧增。全国范围内,使用年限超50年的供水管网普遍存在安全隐患,供水管道爆裂、排水管网内涝等事故频发,直接威胁居民生命财产安全;同时,传统人工巡检等落后监测手段,难以实时掌握管网状态、排查时效滞后,更加大了全国范围内的市政管理难度。因此,国家在“十三五”期间启动了重点研发计划“公共安全风险防控与应急技术装备”重点专项,并设立“城市市政管网运行安全保障技术研究”子项目,通过对管网监控诊断、智能监管平台开发等方面专项研发,全面提升城市安全风险防控水平。时任北京清控人居环境研究院副院长、智慧分院院长的梁岩松接手了其中一个重要课题“给水和排水管网安全运行保障集成智能监管平台”,负责管网安全预警设备的研发,对国内的管网安全水平全面提升做出了重要贡献。
在当时,国内城市给水和排水管网安全运行行业正经历由信息化向智慧化发展的进程中,完整的给排水管网智能监管平台的概念还没有形成,智慧水务的愿景也还在探讨阶段。如何让分散在地下数千米的管道“开口说话”,又如何让海量数据转化为可执行的决策,成为梁岩松要解决的主要问题。凭借“十二五”国家物联网专项的技术积淀,梁岩松提出了“城市供排水物联网平台”构想,并搭建起了一个给水和排水管网安全运行保障集成智能监管平台。为更快、更全面监测地下管网状态,梁岩松研发了一个爆管识别系统和定位系统,通过部署高灵敏度的压力传感器实时监测管道内的压力水平,地下发生爆管后,通过压力水平变化和传播路径分析,可以小于50米的误差精准定位,从监测到修复用时缩短到了2个小时,大大提高了对突发事故的预警预报及快速反应能力,系统提升了安全风险防控水平。此外,梁岩松又研发了排水管网优化调度技术,通过部署在管网关键节点水位和泵站的实时控制模型,使用智能系统来动态调整泵站启停和阀门开度,在降低城市内涝风险的同时,通过动态调节合流制管网溢流闸门,将溢流污染浓度降低40%。当年,这套“平台+终端”的智慧管网体系就应用于苏州工业园和郑州高新区综合示范工程,园区漏损率从15%降至8%,年节约水资源约120万立方米,更在2023年台风“梅花”中提前6小时预警3处内涝风险点,自动调度13座泵站,减少经济损失超2000万元。
项目结题不是结束,反而开启了梁岩松在智慧管网技术和平台上的全面研究开发。此后,梁岩松带领团队持续深化研究,从技术突破到标准制定,从单点创新到体系构建,这位智慧水务专家以无数相关国家专利和著作,为城市地下“生命线”构筑起了看得见的安全屏障,持续推动行业向更高效、更智能的方向发展。
两项软件著作一个团体标准:梁岩松串联全国城市智慧水网
2020年,梁岩松带队在长三角、中原地区12个城市调研时发现,各大城市管网基础数据的格式不统一,城市水务数据约60%的城市使用GIS格式(如Shapefile、GeoJSON)存储管网数据,其余40%城市多采用CAD(DWG格式,约25%)、Excel(约10%),有些城市甚至还在用测绘版纸质图纸进行管理,数据独立存储导致应急响应延误。同时,各地智慧水务平台中管网规划、运维监测、灾害响应,分属三个部门系统,数据标准不统一、更新周期不同步,甚至出现同一管段在三个系统中标注位置相差200米的荒诞现象。在城市建设加速推进的情况下,城镇给排水管网因基础数据混乱陷入“数据孤岛”困境,导致智慧平台模型误差率居高不下,数据维护费也是节节攀升。
为解决当前中国普遍存在的“数据孤岛”问题,梁岩松自主研发设计了一个城镇给排水管网基础数据迭代管理平台V1.0(软件著作权:2025SR0909894):通过Hadoop+Spark分布式架构,实时采集压力、流量、水质数据并进行分析利用,再结合GIS动态建模技术,将错综复杂的地下管网转化为三维可视化的“数字孪生体”,允许多个部门或地区用户共享信息、业务管理和监控调度,实现管网数据的高效管理与共享。此外,梁岩松又设计了一个城镇给排水在线监测设备全生命周期管理系统V1.0(软件著作权:2025SR0909570),利用Hibernate框架构建的DAO层,建立详细的设备档案,记录地下管网中每一个设备的安装、任务执行和维保情况,实现设备从采购到报废的全流程数字化追踪,大大延长了设备的使用寿命。
2023年,梁岩松联合中国测绘学会和中国标准化协会,牵头编制了《城镇排水设施基础数据迭代建设管理导则》团体标准,创新提出“标准化、动态化、共享化”的管理框架。为使全国数据采集和管网治理标准化,梁岩松将排水设施数据分为管网、泵站、调蓄池等7大类,编码规则采用行政区划+设施类型+顺序码的三级编码,并详细规范了数据的采集精度、时限等28项技术指标。他将数据更新周期统一制定为日常维护72小时内更新,大修工程48小时内更新,为及时录入更新信息,梁岩松要求工人配备移动端采集工具覆盖率需≥80%。同时,梁岩松制定了API接口标准,明确数据共享范围,实现了全国范围内的基础数据全开放、敏感数据脱敏处理,确保数据可追溯。这项团体标准的出台填补了行业空白,更为破解城市地下“生命线”治理难题提供了关键支撑,梁岩松将中国城镇排水设施管理正式推向了标准引领、动态迭代的新时代,也将中国智慧水务方案推向了世界舞台,为美国乃至全世界提供建设样本和案例。
打破管网监测技术壁垒,构建“平台+终端”的智慧监管体系,破解数据孤岛困局,制定行业治理标准,一路走来,梁岩松始终以让城市水系统更透明、更安全、更可持续为目标,让每一滴水都流淌在安全的轨道上,让每一座城市都拥有抵御风险的智慧底气。因此,北京清源城通环境科技等多家业内权威研究院纷纷抛来橄榄枝,聘请他作为首席顾问专家,为公司提供重要的智力与技术支持。梁岩松以科技工作者的责任与担当,持续为城市安全运行提供技术支持,更让中国智慧在全球水治理领域绽放光彩。