应用DMS 全覆盖供水管网漏损治理技术与方法
北京埃德尔
杨帆 毋焱 刘志强
袁敏
刘洪轩
摘要:为贯彻“国家发展改革委办公厅住房和城乡建设部办公厅关于组织开展
公共供水管网漏损治理试点建设的通知。发改办环资{2022}141 号文件要求:到
2025 年,供水管网分区计量全覆盖。本论文简述一套落地实用,与 12 年前示范
应用DMA 有本质区别,而具创新技术的 2024 年 1 月出版的“应用DMS 全覆盖供
水管网及建筑物漏损治理技术与方法”新书的主要内容。从供水管网最高一级区
域 DMZ 到最末端 DMA 的分区层级原理,迭代嵌套分区的具体实施办法,包括完善
漏控长久机制与建立新型组织架构的的措施和做法。
关键词:DMS 全覆盖;DMZ 五概念;五维化技术;面线点漏控;新型管理模式
本文重点从三方面简要阐述 DMS 理论、全覆盖供水管网五个概念与具体实现做
法,实施五维化治理漏损,稳定、持续达到“面、线、点”快速降损的实施方案、
技术及其方法要点。
一、实施 DMS 全覆盖供水管网治理漏损方案简述
二、应用DMS 全覆盖供水管网治理漏损的技术与方法
三、建立新型管理模式实现精细化管理完善漏损管控长效机制
一、实施 DMS 全覆盖供水管网治理漏损方案简述
DMS 全覆盖供水管网治理漏损技术体系与示范 DMA 分区相比,有本质的区别。DMS
全覆盖是从供水企业总公司全局高度,面对整体供水管网,从高到低、至上而下,
系统化规划和建设分区计量系统,把所有供水管网全部应用DMS 建设涵盖进来,
从最高一级分区区域 DMZ(分区区域中大区域的简称)启动、嵌套层级、逐级分
区,直至对接或者新建管网末端 DMA 分区区域;因此,建设中面对的就不仅是过
去多年实施的管网最末端的 DMA 分区计量区域,而是全部管网均要实施分区计量
系统(DMS)。实施 DMS 全覆盖管网治理漏损是漏控技术上一个质的变化和飞跃!为此,首先简单了解以下五个概念。
(一)实施 DMS 全覆盖管网中五概念内涵
1、DMS,是分区计量系统的简称,是实施供水管网治理漏损技术的监控设施
部署基础;
2、DMZ,简言之,DMZ 指应用 DMS(分区计量系统)全覆盖供水管网中末级
分区,亦即 DMA 以上所有分区的总称,包括一级、二级等;
3、DMA,在 DMS 中 DMA 的含义是大家熟悉的供水管网最末级的最小的分区区
域的简称;
从最高端 DMZ,逐级嵌套分区区域,形成流量,压力传递体系,直至对接或者新
建 DMA,区域的一小一大,乃至覆盖全管网分区区域,这是 DMA 和 DMZ 最本质的
区别。我国从 2012 年开始示范实施 DMS 中的管网末端 DMA,当时主要是为了是
试验,观其应用效果。所以,从最末端区域试用起,经过多年的应用效果说明,
DMA 在漏损控制方面起到了不仅很有效的作用,而且还被推广到了水利水源地以
及燃气管网漏损的监控运营管理中。至此,发改办环资{2022}141 号文件中指出:
到 2025 年,供水管网分区计量全覆盖。
4、关于 DOMS(供水管网分区计量漏损监控运营管理系统的简称)系统
在 DMS 系统建设中分区区域边界监测点不论应用哪类监控设备,配套应用 DOMS
系统是必须的。通过融合基于供水企业七个信息子系统,内涵展现新质生产力的
数智化技术的 DOMS 系统,对管网实时预警监控、派单处置、处置结果统计管理
等功能,实现规模化快速降损;
5、DAT,应用 DOMS 系统的“系统分析工程师”的简称
在实施 DMS 全过程及其后续的维护中,必须由DAT 人员应用 DOMS 系统,全程 24
小时实时监控全覆盖管网的漏损情况,且派单协调处置漏损,达到国家要求的漏
损率目标!
(二)实施 DMS 全覆盖供水管网治理漏损方案简述
在 24 年 1 月由中国建筑工业出版社出版的“应用DMS 全覆盖供水管网及建筑物
漏损治理技术与方法”一书中,系统地阐述了应用DMS 全覆盖供水管网治理漏损
方案及其技术与方法:如何合理系统规划 DMZ 个数以及 DMZ 与区域供水管理所数
量的关联,分区层级数量的确定;划分最高一级 DMZ 区域、逐级嵌套分区原理及
其原则;DMS 与数据库数据结构的对应关系;综合考虑评估全覆盖供水管网治理漏损投资回报平衡点、以及从上到下全覆盖系统监测点个数等有关具体内容均有
详细论述。
应用DMS 全覆盖管网治理漏损实施五化:系统化建设、网格化实施、精细化
管理、数智化技术、规模化降损,离不开各种监控仪器,比如:应用《十二五》、
《十三五》水专项课题、任务成果及其它研发产品:多功能漏损监测仪、A+k 远
传表、渗漏预警系统、以及融有卫星北斗定位功能的在线渗漏预警与漏点定位系
统与水听器等。应用DMS 全覆盖供水管网治理漏损,彻底把传统的治理供水管网
漏损的“被动巡检”的做法,改变为“主动发现漏水区域、快速定位漏点,直至
维修完毕”的方法:漏损有关部门依据 DOMS 系统分析结果自动派单(派单中指
出漏损区域,漏损管段直至该段中的漏损点信息)到漏控执行部门,派人做对应
处置,或者应用相应检测设备,到派单中指定地点,在漏点维修完后,相关人员
要把其经纬度有关信息输入到 GIS 地理信息系统中,以保证GIS 系统与管网实际
情况的一致性;同时,以备未来根据 GIS 信息分析单位时间、单位管长的漏点数,
以此作为管网改造的依据 ,把有限的资金用到刀刃上。
总之,依据系统叙述的理论、思路、方法实施 DMS,就能实现全覆盖供水管
网治理漏损,达到“面--应用供水管网分区计量漏损监控运营管理系统(简称
DOMS)监控到 DMS 中的漏损区域、线(该漏损区域内用渗漏预警与漏点定位系统
监测到的漏损管段)、点(即具有卫星北斗授时定位技术的监测漏损传感器直接
预测到该漏损管段的漏损点) ”式高效漏损控制局面。
二、应用DMS 全覆盖供水管网治理漏损的技术与方法
实施 DMS 全覆盖即是从供水企业全管网整体系统出发,把所有的管网从最高
一级 DMZ 启动分区,逐级嵌套,实施网格化,直至对接已经建立的 DMA 或者新建
末级 DMA 分区区域;且由DOMS(供水管网分区计量漏损监控运营管理)系统对分
区边界监测点:流量、压力、噪音以及必要水质监测点数据实施监测,并基于监
测数据应用各种数智化技术,实施精细化管理,对各层级每个分区区域进行面、
线、点规模化漏损分析与处置,为稳定、持续、长久对管网运营监控,把漏损保
持在目标范围之内。
(一)DMS 全覆盖技术中应用的五维化技术在 DMS 全覆盖供水管网治理漏损技术中首先要建立五化概念:系统化建设、网格
化实施、精细化管理、数智化技术、规模化降损。
1、系统化建设
系统化建设是从全局观念出发,基于系统理念,纵观供水企业所有涵盖的管网,
从高到低、至上而下,不能漏掉任何一段与本供水企业有关的管段,包括绿化用
水、消防用水、公共厕所用水等均要实施计量监测。供水管网均要全部要按照
DMZ、DMA 的分区原则,逐级嵌套、分层套区,直至末级分区区域 DMA。
在系统化建设中须要强调一点:供水管网改造工程应与分区计量建设并举。无
论是改造管网还是新建管道,毫无疑问都会后期纳入分区计量建设中去,同时分
区计量系统的建设不仅和管道分布有关系,也和管井建设有关;都要投入资金、
物力和人力,动工建造阀井、管道等。如果我们在新建设管道或者管网改造部署
中就把分区计量系统的建设考虑进去,一并实施,可以节省部分工程费用,避免
反复施工造成的社会不利影响。
2、网格化实施
实施网格化的科学依据:通常情况可以依据下表决定网格化分区密度。
供水管网分级表
表 2-1
管网类型
一级管网
二级管网
三级管网
范围界定
水厂至加压站输水管网
加压站之间、加压站至小
区开口处供水主干管网
小区开口处位置至
用户水表
管网现状
①长度
②口径
③压力
④管材
⑤特点
①长度
②口径
③压力
④管材
⑤特点
①长度
②口径
③压力
④管材
⑤特点
从上表可以看出,实施 DMS 时,不仅竖向分区,同时可以对分区中(尤其是
用检测仪器检测漏点难度大的大管径)的横向管网做必要的监控管理,从而实现
网格化实施。
3、精细化管理
精细化管理源于日本 20 世纪 50 年代一种企业管理理念,它是社会分工的精细化
和服务质量的精细化对现代管理的必然体现。精细化管理对于供水企业至关重
要,它离不开全面、完善的数据支持,这些数据不仅能展示企业的真实现状,还
能预测未来。为了获取这些数据,除了需要依赖感知技术产品以及与之相关的互
联网、IT、AI、4G、5G 网络等技术外,还必须确保云平台中数据的真实性、实时性,以及数据的一致性!这样才能为企业的决策提供有力支持。
4、数智化技术
随着“移动互联网、云计算、大数据、人工智能、物联网、区块链”等技术的
不断创新,数智化已成为一种趋势。数智化也可以理解为是数字化加智能化,即
利用新一代数字化和智慧化技术,推动创新发展,实现供水企业社会效益,经济
效益最大化的可持续发展的技术手段。在 DMS 全覆盖技术体系中,通过强大的
网络连接能力,迭代应用相关配套的监测软硬件技术,人工智能、高等数学、
必要时的数字孪生技术、DOMS 系统等数智化技术;建立满足用户个性化需求的
模式,在不断应用中寻找供水企业创新迭代的支撑点。
5、规模化降损
规模化降损就是以 DMS 全覆盖管网分区区域为基础,数智技术为支撑点,进
一步应用相关漏控监测产品与方法,实现“面、线、点”的规模化降损效果。该
技术快速而又有效,从根本上改变了传统的巡检方式,实现了主动确认与处置漏
点的方式;今后漏控人员只要听从 DAT(系统分析工程师)的派单指导,直奔漏
损区域,对预测的管段以及提示的漏点位置,检查、确认漏损点即可快速处置漏
点,最大程度上减少漏损时间与漏量。从而持续、稳定、长久的将漏损率控制在
目标范围内。
(二)应用DMS 全覆盖供水管网漏损治理技术与方法
全覆盖分区技术对不同规模的供水企业它的层级是不同的。这主要由于各省、
市地区的地理位置、管网结构、供水规模、管网长度的不同而相应变化。分层
级别未必一定正相关:一般来说,县镇级水司建立一级 DMZ 直接链接建立 DMA
就能达到漏控目的;地市级水司一般建设三级或四级分区均有可能,从最高一
级 DMZ 建设开始,逐级嵌套,最后对接末级 DMA 即可;直辖市、省会城市通常
建设四级到五级分区,可能个别超大城市会把 DMS 建设到六级,从最高一级
DMZ 开始,逐级自上而下分层分区,直至对接末级 DMA。
1、DMS 全覆盖供水管网分区层级数确定的三点依据
1)已经实施了供水管网末级分区建立 DMA 的供水企业,依据供水企业总体管
网规模,从最高一级 DMZ 开始,逐级嵌套,无缝对接 DMA 的分区区域“过程”
资源,一并综合考虑,就更容易确定 DMS 分层级数。
2)新建 DMS 全覆盖供水管网系统的供水企业,要充分考虑最高层级中每一个DMZ 下一层级划分区域的设计原则,直至实施末级 DMA 分区区域的合理性和经
济性,最终确定建设 DMS 的分区层级数。
3)要综合考虑实现全覆盖供水管网治理漏损的情况下,投资回报平衡点,以
便于决定 DMS 的层级数和 DMA 个数。
从漏损控制的角度,区域划分得越细,控制漏损就越容易越快速,但是投入资金
就会越多。因此,要应用初始漏损率造成的经济损失与实现目标后挽回的经济效
益,综合平衡计算分析投入产出比。各个监测点应用的流量、压力、噪声等监测
设备,包括建设 DMS 中,监测设备安装井的等工程投入资金和设备维护费用,
最终确定 DMS 建设嵌套层级数,包括总体分区数量。
2、DMS 区域规划原则
1)最高一级 DMZ 分区原则
(1)供水管网的拓扑结构清晰,便于封闭检测;
(2)以河流、铁路等自然边界作为区域边界;
(3)以水厂的供水区域作为独立区域,考虑区域供水管理所供水量的确定;
(4)参考长度及管线所管辖区域;
(5)参考传统的营业所个数,便于综合各类因素,确定未来以管网分区为
基础的区域供水管理所数量。
2)二级 DMZ 分区规划原则
(1)供水管网的拓扑结构清晰,便于封闭检测;
(2)优先以主要道路作为二级分区边界;
(3)以加压站的供水区域作为独立区域;
(4)优先考虑自然的独立区域。
3)末级 DMA 分区原则
以此类推,逐级划分,直至实施末级分区区域,亦即 DMA 的分区原则如下:
(1) 供水管网的拓扑结构清晰,便于封闭检测;
(2) 用户数一般在 2000 户左右;
(3) 管线长度一般为 5-10km;
(4) 区域供水量在 1000m³/日左右;
(5) 实现了一户一表的供水小区;
(6) 具备二次加压小区;(7) 每个分区最好只有一路进水,最多两路。
按照上述建设原则与规律,实施 DMZ 分区以及末级 DMA 分区区域,实现应
用 DMS 供水管网漏损控制全覆盖。
DMS 全覆盖应该根据城市规模、供水量大小、管线长度等因素确定分区的层
级,采取统一规划,逐步建设的方式进行完善。首先建设第一级 DMZ 分区,第
一级 DMZ 主要是找问题核心,漏损重点区域。通过第一级 DMZ 的漏损分析结果,
将第一级 DMZ 按漏损高低进行排名,根据资金情况,优先对漏损率最高的第一
级 DMZ 或者说最高一级 DMZ 进行二级 DMZ 建设;同时对各个二级分区的漏损
率进行排名,优先解决漏损率高于控制目标的区域。依次类推,直至建设到重点
DMZ 区域里的末级分区 DMA。根据夜间最小流量、抄收水量、供水量等参数分
析各个层级的漏损原因,有针对性的解决问题,实现快速降损的目的。考虑到很
多水司分单、双月抄表,每两个月进行一次漏损率的排名,优先建设和处置漏损
率排名前两位的 DMZ。如此,通过 3 年左右可逐步实现 DMS 全覆盖供水管网,
并且实现漏损的大幅下降,直至达标。
4、全覆盖管网注意事项
1)在对接已经建立的 DMA 时,须要首先做好全管网系统规划。这样有利于从
最高一级下延对接各层级与设计监测点个数,避免在对接已建 DMA 时出现问题;
2)关于监测点的监测类型要结合实际情况,统筹全局考虑:流量、压力、噪
音,水质监测仪均可配置;
3)各供水企业不论 DMS 最终建立几层级分区,都需根据各地实际情况、管网
拓扑结构、管网长度、兼顾考虑供水管理范围。虽然监测点越多,治理漏损效果
越好,但是投资也越大,不是应该采取的策略,因此,在做分区层级,监测点规
划的同时要依据投资回报平衡综合分析计算决定。
三、 完善漏损管控长效机制建立新型管理模式
分区计量系统 DMS 建设是一把手工程,系统工程,必须紧跟新技术发展,调整
原有的传统组织架构,才有可能持续稳定保持长效机制,建设符合时代要求的全
覆盖 DMS 工程,实现国家要求的漏控目标。
(一)新型管理模式建设思路与方法
精细化管理的基础是破除传统组织结构模式,创造扁平式新型管理模式。基于数据落实管理责任,将管理责任具体化、明确化;以 DMS 系列数据为依据,搭建或
改善组织架构,使职能部门以及相关部门协同动作流程顺畅;改革定性考核模式,
实施以数据为考核的机制;把影响工作效率,易造成扯皮的管理环节与内容兼并
或者调整,真正建立适应时代发展的,供水管网漏损管控长效机制的组织架构及
管理模式。
1、供水企业传统组织架构短板简析
应用DMS 至今已有十余年,但是经过对目前具有一定代表性的部分直辖市、
省会、地市级及县市级供水企业组织架构管理模式的了解,发现有相当部分自来
水公司缺少适应 DMS 全覆盖的组织架构和管理模式,如下列五方面部门工作或者
职能问题:
1)缺少“分区计量系统建设与维护部”;
2)营业所或者说供水管理所管理建制仍然是以行政划分为基础;
3)缺乏实现精细化管理保证数据一致性的--信息系统管理部门;
4) 缺乏“DAT ”岗位,就如同执行 SCADA 系统那样;
5)有不少企业至今未设置依据数据执行考核的系统。
落实上述这些部门职责是实现漏控长效机制的基本保障。
2、建立新型管理模式涉及的部门及主要工作内容调整
1)供水企业应该把漏损控制作为一项重要职能与职责,明确纳为长期职责;
建立 DMS 治理漏损控制班子,由专人负责;
2)完善本节 1 中供水企业传统组织架构短板,建立相关部门与岗位。
3)漏控执行部门的建立与职责
在应用DMS 全覆盖体系后,漏控部门的责任改变为根据 DAT 依据 DOMS 指向,派
单调遣漏控执行部门或者稽查人员,到 DOMS 指导的分区区域、管段及其位置检
查漏水,确认漏点,直接维修!
4)设置 DAT 岗位
按照供水企业规模,可以设置一到两个层级的 DAT 岗位。通常大公司是总公司一
个层级,各个区域供水管理所设置第二层级的 DAT,DAT 类同于 SCADA 系统执行
人员一样,坚持 24 小时运营监控。DAT 依据根据 DOMS 系统的评估结果和区域漏
损高低顺序,调度指挥漏控有关部门或者人员处置漏损。DAT 岗位可以和调度合并,但是必须有这个长期职责和岗位。
5)关于部门联动问题
(1)管网管理部门要保障供水管网与管网GIS 系统保持一致;
(2)漏损控制执行部门要把GIS 系统的应用和维修结合起来,把维修点的经
纬度输入到GIS 系统中;
(3)DAT 人员要依据GIS 系统中每千米/每年漏点维修数量及其分布情况,为
供水企业提出管网改造的建议;
(4)提升 SCADA 系统为压力调控工程系统;把 DOMS 系统、爆管预警和压力调
控工程系统有机融为一体;
(5)定期核查计量设备误差,不合格表具及时更换;
(6)加强稽查工作,并对造成供水漏损经济损失的偷水,人情水原因进行深
度分析与处置,杜绝重复发生;
(7)指派专人负责在册供水用户核查登记,确保用户不遗漏;
(8)要把上述各部门有关工作内容纳入依据数据的考核体系中。
总之,应用DMS 供水管网全覆盖漏损控制技术与方法,有效协调部门联动,把
工作落到实处,保障降损执行顺畅,提高工作效率,快速降低漏损,增加经济效
益,提升供水企业社会公众形象, 把漏损控制稳定、持续,长久坚持下去。
参考文献:
[1]北京埃德尔黛威新技术有限公司.分区定量管理理论与实践(第二
版).北京.中国建筑工业出版社,2015 年 8 月.
[2]毋焱.新型管理模式下的漏损控制技术及方法.北京.清华大学出版
社.2021 年.10 月.
[3]毋焱 黄缈.应用DMS全覆盖供水管网及建筑物漏损治理技术与方法.
北京.中国建筑工业出版社.24 年 1 月.
[4]朱峰.供水管网分区计量系统在济南水司的应用.重庆:中国供水节
水报,2022.