邵阳向邵东供水管道建于1995年，邵东段长度为12.8km,管材为预应力钢筋混凝土管和钢管，管径为DN1000。该管线承担了邵东市城区1/3人口约15万人的供水任务，平均日供水量3万m3,最高日供水量4.5万m3,是邵东市的“供水生命线”。
这条服役近三十年的城市供水大动脉，因年久失修、材质老化、外力破坏等缘故而频繁遭遇爆管危机，漏损率曾长期接近30%，更是“承包了供水区域总漏水量的70%”。如何让其在不影响数十万居民正常用水的前提下实现“带病运行”向“智慧运维”的华丽变身？
邵东市自来水公司在天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器全国重点实验室专家教授的精心指导下，采用科技赋能系统方法实施的“邵东市邵东段供水管道内检测与监测工程”给出了创新答案。
这项工程最近成功入选住房和城乡建设部科技与产业化发展中心编撰的《市政供水排水管网更新改造与提质增效典型案例集（2024）》，以“管道内检测机器人”“分布式光纤安全监测系统”“压力水听监测系统”三项关键核心技术，破解了城镇供水管网“改不起、停不得、管不好”的三重困境，为城镇供水排水管网更新改造与提质增效提供了可推广的实践范本。
管道内检测机器人
供水管道内检测技术将高灵敏度水听器、高清摄像单元、高精度信标(定位)技术集成后置于一检测器内，检测器带压进入管道后，在水流带动下前行，实时查看管道内图像，拾取管道内声音信号，当发现异常时进行定位。通过管道内听音可以发现微小的泄漏信号，泄漏信号可通过智能模式识别的方式由计算机自动判别，有效检测微小泄漏、管道破损、管瘤、气泡气囊、管内杂质(砂石、杂物)淤积等多种异常情况，实现包括暗漏点的排查、管壁腐蚀检测、管内异物沉积情况检测、管内流量异常检测、管网健康普查等管道检测需求。
根据以上原理，管道内检测机器人由带缆机器人主体、收发桶、缆车、脐带缆、地面站地面定位器组成。整体设计采用柔性结构+多参数传感平台结构。带缆机器人主体呈蛇状结构，头部安装有动力伞，利用水流提供前进动力，尾部与脐带缆连接，实现设备控制和信号实时回传。主体包含各胶囊舱，舱内搭载精密传感单元，共同构建形成多参数传感平台。
当管道内出现漏水点时，检测器内置的拾音器将捕捉到该漏水声音。随着检测器的行进，漏水声音逐渐变大，当达到漏水点时声音最大，远离漏水点后，声音逐渐变小，借此可以判定漏水点是否存在并确定漏水点的位置。
分布式光纤安全监测系统
分布式光纤安全监测系统，由与管道伴行敷设的传感光纤、布设在监测站点的预警监测主机、位于监控中心的用户机3个部分组成。利用分布式光纤对振动信号敏感的特征，适时向沿管道轴向敷设的光纤中注入光脉冲信号和连续光信号。泄漏、第三方入侵、爆管等产生的扰动造成临边光纤中光信号的相位频率等变化，通过光干涉等效应和光电信号转换后识别出相应扰动信号，并进行定位，最终实现管道在线监测。
压力水听监测系统
压力水听监测系统由监测单元(包括高灵敏度水听器和压力传感器)、智能采集终端(RDAU)和位于监控中心的用户机(计算机)共同构成。水听器和压力传感器实时感知管内的声音信号和压力波动，当RDAU识别出泄漏声音、负压波或水锤信号后，对泄漏点进行定位计算，并将相关信息通过4G或5G网络传输至监控中心用户机以进行进一步的数据分析和处理。由于泄漏的声音是持续存在的，因此水听器可以识别出安装前存在的泄漏点。
为了进一步提高入选案例集的邵东段管线的运维保障水平，邵东供水通过对该管道进行带压状态下的内检测，探明了漏损点的位置、管内运行状况、管内沉积情况、阀门状态，并对管道路由和特征点进行精准定位。管道沿线布设了管道压力水听监测系统和分布式光纤安全监测系统，监测管道泄漏、压力波动、水锤、爆管事件实时定位、第三方入侵预警等管道安全事件，并得到了成功应用。通过及时掌握漏损变化，适时安排维修，创新维修方式，该段管道的漏损率从2020年的23.52%下降至2023年的6.37%。其中，内检测机器人和压力水听监测系统发挥了重要的作用，减少漏损带来的经济收益也基本覆盖了漏损控制的投入，其实施将进一步降低漏损、第三方入侵、爆管事件的发生，提高管理辖区供水管网管道安全保障能力。
与此同时，邵东供水在服务全域开展了上述三项关键核心技术的运用，根据检测和监测成果分别“对症下药”，开展精准可控的局部开挖管道修复，将维修施工给道路交通、居民出行造成的不便以及对市政设施的损毁等不利因素降到了最低。更多情况下，邵东供水采用的是柔性复合管内衬、管道内胀圈安装等非开挖管道修复和漏控技术。
目前邵东市自来水公司日供水规模已达9.5万立方米，DN75以上供水管道已建成500多公里，供水区域约40平方公里，主要承担邵东城区及周边乡镇近40余万人口的自来水供应和服务工作。2023年，经湖南省住建厅组织的专家组核定，公司供水管网漏损率为3.5%。
邵东供水持续秉持“科技兴水、智慧赋能”的发展理念。近年来，还凭借业内第一家开发应用稀土永磁同步电机、自主研发“气水脉冲”管道清洗设备（最近在武汉市成功实施DN1600大管径清洗）等，获得了行业的一致好评。公司先后被授予“全国县镇水务工作突出贡献单位”“全国县镇供水行业先进单位”“中部地区百佳企业文化品牌”“湖南省集中式供水先进单位”“湖南省文明窗口单位”等荣誉称号。
