纵横交错的地下供水管网，如同城市的“敏感神经”，默默维系着千家万户的正常运转。然而，管道渗漏、破损往往难以察觉，传统沿线逐段开挖排查的方式不仅耗时费力，更易造成路面反复破损和资源浪费。如今，这一难题被内蒙古师范大学计算机科学技术学院郭改枝教授团队通过“AI+物联网”技术破解。
“我们研发的管道漏水检测与漏点定位系统，只需沿管道布放采集节点，通过手机远程一键启动，漏点位置便能在显示屏上清晰标注，实现漏损点的快速精准锁定，大幅缩短了抢修维修时间。” 郭改枝介绍说。
管道泄漏检测，本质上是在复杂的背景噪声中精准辨识出微弱的漏水异响。早在2010年，郭改枝团队就启动了该方向的研究。面对微小泄漏信号与正常运行状态极为相似、人工巡查难以察觉的痛点，团队在2020年前后引入压缩感知信息处理技术，完成了从单路到多路、从时域到时频空联合分析的技术跨越。
“我们自主研发的方向性传感器，能有效辨别声音来源方向，配合多层单字典模型学习算法，即便在无线传输出现数据丢包的情况下，仍能稳定提取泄漏特征。”郭改枝说。同时，团队实现了低功耗无线组网和轻量化边缘部署，检测人员无需架设复杂线路，布放探头后通过手机端应用即可远程启动，检测数据和报警信息实时回传。
作为一项典型的跨学科成果，该项目围绕“感知-传输-分析-决策”全链条，突破了多项核心瓶颈。针对传统方法准确率低、跨场景泛化能力不足的瓶颈，团队提出结合智能检测方法，引入“基于选择性状态空间模型的跨视图交互模块”，在复杂噪声和微弱泄漏场景下展现出卓越性。
此外，针对行业高质量漏水数据集极度匮乏的困境，团队构建了规模达300万条、大小7GB的漏水信号数据集，填补该领域数据资源。同时，针对无线传感器网络节点能量受限、信号传输易丢包等难题，团队提出一套完整的节能组网及数据传输方案，大幅降低了数据采集量与传输负载，延长了网络生命周期。
目前，该项目已形成从核心算法到系统集成的完整知识产权布局，部分技术已许可授权。成果已在呼和浩特、包头等周边盟市推广应用，监测范围覆盖室内外供水、供暖以及消防管道，有效支撑了市政供水管网漏损管控体系建设。
“管道泄漏不仅直接造成淡水资源大量流失，还可能引发外部污水倒灌污染，威胁群众饮水安全。”郭改枝说，使用这套系统，在保障供水安全、减少水资源损失、实现供水企业降本增效方面可以产生显著的经济和社会效益，为水资源可持续利用和城市基础设施智能化升级提供有力支撑。（草原云·内蒙古新闻网记者 白莲）
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