供水管網(wǎng)是城市運行的核心基礎(chǔ)設(shè)施，供水管道檢漏效果直接關(guān)系到水資源利用效率與公共服務(wù)質(zhì)量。我國城市供水管網(wǎng)長期存在漏損問題，老舊管網(wǎng)、復(fù)雜城市環(huán)境進一步加大漏點排查難度，大量漏點分布于市政主干道、工業(yè)園區(qū)、軌道交通站點周邊等高噪聲區(qū)域；傳統(tǒng)模擬聽漏設(shè)備易受背景噪聲干擾，漏點定位效果受限，運維成本居高不下。在此背景下，搭載 AI 降噪算法的智能數(shù)字聽漏儀逐步成為復(fù)雜噪聲環(huán)境下漏點定位技術(shù)的主流應(yīng)用方案。

一、技術(shù)背景與發(fā)展歷程

供水管道檢漏技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，第一階段是 20 世紀 90 年代之前的人工經(jīng)驗排查，依賴聽音桿與人工經(jīng)驗判斷，定位誤差可達數(shù)米；第二階段是 2000?2020 年的模擬聽漏儀應(yīng)用，通過放大聲信號提升識別效率，但無法過濾背景噪聲，在車流、施工、二次供水設(shè)備運行產(chǎn)生的復(fù)雜噪聲環(huán)境下檢測效果較差；第三階段是 2021 年之后的智能數(shù)字聽漏儀普及階段，通過數(shù)字化采樣與 AI 降噪算法，實現(xiàn)復(fù)雜噪聲環(huán)境下的有效信號提取，目前國內(nèi)多地水務(wù)企業(yè)已開展該類設(shè)備的試點應(yīng)用。

二、核心原理深度解析

智能數(shù)字聽漏儀的漏點定位技術(shù)核心分為信號采集、噪聲過濾、位置計算三個環(huán)節(jié)。首先通過高靈敏度壓電拾振傳感器采集管道壁的聲發(fā)射信號，漏點產(chǎn)生的連續(xù)振動信號頻率隨管道材質(zhì)不同存在差異，金屬管道漏聲高頻占比更高，非金屬管道漏聲多集中于低頻區(qū)間；車流噪聲多集中于低頻段，施工脈沖噪聲多集中于高頻段，與漏點信號存在一定頻譜差異；其次通過預(yù)訓(xùn)練的時域?頻域聯(lián)合降噪模型，對采集到的混合信號進行分離，剔除環(huán)境干擾分量，保留漏點特征信號；最終通過跨節(jié)點信號的互相關(guān)分析，計算兩個拾振點接收到漏點信號的時間差，結(jié)合對應(yīng)管材的聲速參數(shù)完成漏點位置的精準計算。

在實際應(yīng)用中，規(guī)范的聽漏儀操作方法是保障定位精度的核心前提：操作人員需首先摸清管網(wǎng)走向與材質(zhì)，在疑似漏點上下游各布設(shè) 1 個拾振傳感器，采樣間隔設(shè)置為 10?30s，根據(jù)管道材質(zhì)、管徑、管內(nèi)工況選取適配的聲速經(jīng)驗參數(shù)，現(xiàn)場條件允許時優(yōu)先進行聲速校準，重復(fù)測試 3 次以上取計算結(jié)果的平均值，可進一步降低誤差。

三、技術(shù)優(yōu)勢與局限性

與傳統(tǒng)檢漏設(shè)備相比，智能數(shù)字聽漏儀在復(fù)雜噪聲環(huán)境下的應(yīng)用優(yōu)勢較為顯著：行業(yè)實驗室對比測試表明，在 65dB 等效背景噪聲環(huán)境下，智能數(shù)字聽漏儀可實現(xiàn)較高的漏點識別率，定位誤差可控制在較小范圍，相較于傳統(tǒng)模擬聽漏儀抗干擾能力、定位精度均有明顯提升；同時設(shè)備支持檢測數(shù)據(jù)的存儲與云端同步，可實現(xiàn)檢漏作業(yè)的全流程溯源，降低對操作人員經(jīng)驗的依賴。

但當前技術(shù)仍存在一定局限性：對于 DN1200 以上的大口徑管道，漏點聲信號的傳播衰減規(guī)律受管內(nèi)流態(tài)影響較大，定位誤差會明顯增大；對于 PE、PVC 等非金屬管道，聲信號衰減遠高于鑄鐵等金屬管道，有效檢測距離有限，需加密布設(shè)檢測點才能保障檢測覆蓋度。

四、技術(shù)標準與規(guī)范要求

當前國內(nèi)供水管網(wǎng)漏損控制執(zhí)行現(xiàn)行行業(yè)標準CJJ 92?2016《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損控制及評定標準》，該標準對管網(wǎng)漏損率評定、漏損控制工作作出明確規(guī)定，標準中未對數(shù)字檢漏設(shè)備強制配備、管網(wǎng)檢漏覆蓋率作出硬性條文要求；國內(nèi)目前暫無專門針對 “智能數(shù)字聽漏儀” 的正式發(fā)布*標準與團體標準，設(shè)備的性能要求多參考儀器設(shè)備通用規(guī)范、水務(wù)工程現(xiàn)場作業(yè)規(guī)范，行業(yè)內(nèi)主要依據(jù)設(shè)備廠商技術(shù)指標、水務(wù)企業(yè)內(nèi)部作業(yè)規(guī)程開展選型與現(xiàn)場檢測，標準對聽漏作業(yè)的布點、參數(shù)設(shè)置、結(jié)果校驗給出作業(yè)指導(dǎo)思路，為行業(yè)實操提供參考。

五、應(yīng)用場景與選型建議

智能數(shù)字聽漏儀目前已在多個復(fù)雜噪聲環(huán)境場景實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。在城市主干道老舊管網(wǎng)、工業(yè)園區(qū)供水管道等噪聲復(fù)雜場景，國內(nèi)多家水務(wù)企業(yè)采用該類設(shè)備開展檢漏作業(yè)，可在車流、設(shè)備運行、施工等多重噪聲疊加條件下完成管道檢測，有效縮短作業(yè)時長，減少盲目開挖，提升檢漏作業(yè)效率。

針對復(fù)雜噪聲環(huán)境下的設(shè)備選型，用戶可從三個維度評估：首先優(yōu)先選擇支持本地化噪聲樣本訓(xùn)練的設(shè)備，可針對應(yīng)用場景的常見噪聲類型優(yōu)化降噪模型，提升識別準確率；其次需確認設(shè)備的操作門檻，選擇配套標準化聽漏儀操作培訓(xùn)服務(wù)的廠商，降低一線人員的學(xué)習(xí)成本；*需關(guān)注設(shè)備的后續(xù)運維支持，包括傳感器校準、算法迭代升級等服務(wù)，保障設(shè)備的長期使用性能。

六、技術(shù)發(fā)展趨勢與展望

未來 3?5 年，復(fù)雜噪聲環(huán)境下的漏點定位技術(shù)將向多源融合、智慧聯(lián)動方向發(fā)展：一是多傳感融合技術(shù)的應(yīng)用，將聲振信號采集與壓力、流量監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)合，進一步提升大口徑、非金屬管道的定位精度；二是邊緣計算能力的升級，實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的現(xiàn)場實時處理，無需上傳云端即可輸出定位結(jié)果，提升作業(yè)效率；三是與數(shù)字孿生管網(wǎng)系統(tǒng)的聯(lián)動，漏點定位數(shù)據(jù)可直接同步至管網(wǎng)模型，自動生成維修方案，實現(xiàn)檢漏、維修、評估的全流程閉環(huán)管理。