基于該技術(shù)打造的監(jiān)測終端，充分適配排水系統(tǒng)的使用場景，體積控制在保溫杯至保溫瓶之間，具備多項(xiàng)核心性能優(yōu)勢：其一，數(shù)據(jù)獲取效率高，可實(shí)現(xiàn)秒級(jí)響應(yīng)，快速捕捉水質(zhì)變化;其二，抗干擾能力強(qiáng)，能在復(fù)雜的地下管網(wǎng)環(huán)境中穩(wěn)定工作;其三，檢測參數(shù)全面，可同時(shí)監(jiān)測有機(jī)污染物相關(guān)的COD 指標(biāo)、無機(jī)污染物相關(guān)的電導(dǎo)率、反映水體潔凈度的濁度，以及氨氮等特征指標(biāo)，多維度呈現(xiàn)水質(zhì)狀況與具體信息。

在設(shè)備結(jié)構(gòu)與供電方面，該監(jiān)測終端設(shè)計(jì)極為簡潔，整體結(jié)構(gòu)尺寸僅相當(dāng)于幾支筆搭建起來的大小，核心流程為“光源 - 待測液體 - 傳感器”，簡單的結(jié)構(gòu)使其在井下環(huán)境中能有效抵御溫度變化、撞擊等因素帶來的信號(hào)波動(dòng)，保障長期穩(wěn)定運(yùn)行;同時(shí)，設(shè)備供電需求簡單，進(jìn)一步降低了井下部署難度。

孫常庫介紹到相較于傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)與國外進(jìn)口設(shè)備，該量子點(diǎn)光譜傳感技術(shù)展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢：

對比傳統(tǒng)光電傳感器，傳統(tǒng)設(shè)備長期應(yīng)用于水廠等場景，僅能實(shí)現(xiàn)單一波長的檢測，而水體中污染物種類豐富，不同污染物對應(yīng)的波長存在差異，無法全面捕捉水質(zhì)信息。量子點(diǎn)光譜傳感技術(shù)則能覆蓋紫外、可見、近紅外波段，不僅可獲取水體中各類物質(zhì)的特征信息，還能捕捉干擾物在不同波段的響應(yīng)，通過多波段數(shù)據(jù)融合，更精準(zhǔn)地描述水質(zhì)狀況。

對比國外進(jìn)口光譜設(shè)備，在體積上，該技術(shù)的整套設(shè)備(含控制單元與探頭)體積遠(yuǎn)小于進(jìn)口設(shè)備的單個(gè)探頭;在功耗上，該設(shè)備功耗不足1 瓦，而傳統(tǒng)進(jìn)口設(shè)備功耗約 20 瓦。這兩大優(yōu)勢使其能適配馬路上等空間有限、供電條件復(fù)雜的監(jiān)測點(diǎn)位，無需依賴外部復(fù)雜供電與龐大安裝空間，可自主完成供電、數(shù)據(jù)采集與傳輸，實(shí)現(xiàn)更廣闊區(qū)域的監(jiān)測覆蓋，在全球該領(lǐng)域技術(shù)中處于領(lǐng)先前沿水平。

此外，該監(jiān)測設(shè)備還針對現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用場景優(yōu)化了多項(xiàng)特性：

安裝便捷性高，單個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位的安裝時(shí)間約1 小時(shí)，一條線路的監(jiān)測設(shè)備布設(shè)可在 1 天內(nèi)完成，大幅提升部署效率。

應(yīng)用場景廣泛，憑借小巧便攜的特性，可靈活安裝于各類管網(wǎng)、排口泵站、調(diào)蓄池等不同排水設(shè)施中。

自檢能力完善，設(shè)備內(nèi)置約40 種傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測自身運(yùn)行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異常便會(huì)第一時(shí)間觸發(fā)報(bào)警，保障設(shè)備穩(wěn)定可靠工作。

數(shù)據(jù)穩(wěn)定性優(yōu)異，通過多臺(tái)設(shè)備同步部署于排水管網(wǎng)的測試可見，設(shè)備間數(shù)據(jù)一致性良好，為區(qū)域水質(zhì)排查中各監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性分析提供可靠保障，其在多個(gè)典型場景測試中，相關(guān)系數(shù)平均值達(dá)0.97、極小值為 0.967，系統(tǒng)偏差僅 3%;同時(shí)，設(shè)備具備出色的抗氯離子干擾能力與顆粒物分離能力，在沿海城市排水系統(tǒng)監(jiān)測中優(yōu)勢顯著 —— 沿海城市常面臨海水倒灌導(dǎo)致排水系統(tǒng)中氯離子含量升高的問題，傳統(tǒng)化學(xué)檢測法需先去除氯離子才能準(zhǔn)確檢測，而該技術(shù)可直接規(guī)避氯離子干擾，無需額外處理流程，即可獲取連續(xù)、準(zhǔn)確、可靠的水質(zhì)數(shù)據(jù)。

有了先進(jìn)可靠的技術(shù)作為支撐，如何將其有效應(yīng)用于實(shí)際場景、系統(tǒng)性地解決排水管理中的頑疾，就成為檢驗(yàn)其價(jià)值的最終標(biāo)準(zhǔn)。

以下是芯視界在多個(gè)城市的實(shí)踐案例，充分展示了該技術(shù)從精準(zhǔn)診斷走向系統(tǒng)治理的可行路徑與顯著成效。

03.落地應(yīng)用與成效：從精準(zhǔn)診斷到系統(tǒng)治理

孫常庫說到，芯視界憑借在光譜傳感技術(shù)領(lǐng)域的深厚積累，研發(fā)出一套集傳感終端等設(shè)備于一體的完整水障檢測水缸傳感系統(tǒng)方案，該方案通過四位一體模式，實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)測。其應(yīng)用范圍廣泛，無論是城市中的排河口、排污通道管網(wǎng)、排污單位，還是重大水體等各個(gè)角落，都能安裝這套排水系統(tǒng)。

在實(shí)施過程中，首先進(jìn)行本底排查，建立底賬;接著梳理水賬，摸清整個(gè)區(qū)域的水變化情況，先從大區(qū)域逐步鎖定到小區(qū)域，再聚焦到具體管段;最后借助 CCTV 等手段排查具體管段問題，從而為后續(xù)工程改造提供精準(zhǔn)建議，以最小成本解決管網(wǎng)問題。而且，改造完成后，該監(jiān)測系統(tǒng)還能持續(xù)評估改造效果，明確成效優(yōu)劣與問題所在，形成一個(gè)持續(xù)的全面監(jiān)測閉環(huán)。

在系統(tǒng)方案的具體功能方面，涵蓋點(diǎn)線面體智慧溯源排查。點(diǎn)層面實(shí)現(xiàn)排口監(jiān)督與突發(fā)事件快速反應(yīng);線層面助力河道治理與污染溯源，對事件進(jìn)行追溯與預(yù)警預(yù)測;面層面推動(dòng)城市地表水、排水系統(tǒng)及流域管理;體層面達(dá)成源、廠、網(wǎng)、河一體化數(shù)字孿生管理。

該智慧監(jiān)測系統(tǒng)具備精準(zhǔn)、提質(zhì)、降本、長效優(yōu)勢，能精準(zhǔn)識(shí)別問題區(qū)域，快速高效排查治理，降低成本并建立長效感知體系，賦能智能運(yùn)營監(jiān)管。

在實(shí)際案例應(yīng)用中成果豐碩。芯視界深度參與上海“第三輪” 雨污混接普查和整治工作，2024 年，芯視界基于量子點(diǎn)光譜傳感技術(shù)，參與制定雨污混接排查方案，并深入開展市級(jí)和區(qū)級(jí)重點(diǎn)問題泵站排水系統(tǒng)排查工作。利用技術(shù)優(yōu)勢，快速縮小排查范圍，精準(zhǔn)鎖定問題區(qū)域和管段，整體工作效率提升 40% 以上，投資成本降低 30% 以上。此次行動(dòng)覆蓋 50 多個(gè)排水系統(tǒng)，監(jiān)測設(shè)備達(dá) 1000 多臺(tái)次，管網(wǎng)監(jiān)測長度近千公里，覆蓋范圍超百平方公里。

在上海某區(qū)“戶網(wǎng)河” 一體化監(jiān)管項(xiàng)目中，分四步實(shí)施。第一步，收集資料并明確目標(biāo)，確定排查邊界，掌握區(qū)域本底情況;第二步，確定關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)并劃分片區(qū)，分區(qū)進(jìn)行監(jiān)測拓?fù)渑c水質(zhì)水量監(jiān)測;第三步，定量評估確定重點(diǎn)區(qū)域，通過水質(zhì)水量解析識(shí)別改造重點(diǎn);第四步，建立長效監(jiān)測、評估與預(yù)警機(jī)制，對改造后效果進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)雨污混接預(yù)警。

自2023 年起，項(xiàng)目采用量子點(diǎn)光譜傳感設(shè)備賦能管網(wǎng)排查工作，并融入排水系統(tǒng)一體化監(jiān)管平臺(tái)，借助實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行動(dòng)態(tài)判識(shí)，顯著提升管網(wǎng)排查、養(yǎng)護(hù)和運(yùn)維工作的效率與效果。項(xiàng)目以水質(zhì)達(dá)標(biāo)為排水系統(tǒng)提質(zhì)增效目標(biāo)，基于量子點(diǎn)光譜水質(zhì)監(jiān)測判識(shí)排水系統(tǒng)問題，實(shí)現(xiàn)清污識(shí)別，通過典型區(qū)域分級(jí)監(jiān)測，精準(zhǔn)診斷排水管網(wǎng)健康狀態(tài)，取得良好成果。

編輯：趙凡