日本水门老化速度超过道路和铁路,企业开发应用让居民参与维护管理
日本战后经济高速增长时期大规模铺设的水门、净化设施等河川机械设备,如今正以超出预期的速度走向"暮年"。与道路、铁路桥梁相比,水门老化进程更快,由此引发的防洪和农业供水安全隐患不容小觑。
水门设置于水坝和河川之中,通过闸门开合控制水流量,既用于防御洪涝等自然灾害,也承担向农田输送灌溉用水的功能,是城乡基础设施的重要组成部分。
六成水门服役超40年,老化速度快于道路铁路
据日本国土交通省数据,目前水门闸门设备中,约60%已运行超过40年,这一比例预计在未来10年内将攀升至约80%。值得注意的是,与道路或铁路桥梁相比,水门的老化速度明显更快,折旧周期更短,维护压力更为突出。
与此同时,日本各地因线状降水带引发的极端强降雨事件呈增多趋势,各地方政府和自治体纷纷提出增设排水泵等强化防洪设施的需求。然而,市场供需两端均面临困境——水门闸门和河川泵的主要制造商数量持续减少,现有技术人员也普遍面临高龄化问题,行业整体人才储备严重不足。
AR技术赋能居民巡检,"水门水族馆"应用吸引社区参与
面对这一结构性难题,大型制造商IHI旗下子公司IHI基础设施广场另辟蹊径,着力开发一款名为"水门水族馆"(水門アクアリウム)的智能手机应用,尝试将地区居民纳入设施日常维护管理体系。
2023至2024年间,该公司与千叶县香取市合作开展试点,动员周边50至60名地区居民,使用智能手机拍摄附近水门的现场照片并上传至系统。为提升参与趣味性,应用内嵌入了AR(增强现实)技术——用户每完成一次拍摄,便可在真实场景叠加的数字界面中收集"AR虚拟鱼",将枯燥的基础设施巡检转化为类似集卡游戏的互动体验。
试点结果显示,居民上传的照片中确实出现了水门闸门被垃圾堵塞等具体问题,证明这一模式在掌握水门实时状况方面具有可观效果。尤其是在强降雨河道水位回落之后,如能及时获得居民协助,对水门等设施进行快速状态核查,将大幅提升应急响应效率。
IHI基础设施广场经营管理室防灾·水门管理部主管熊谷公雄表示:"目前仍处于试验阶段,但我们希望将其打造成一套切实可行的机制——既提升地区居民对水门这一支撑地方生活的基础设施的认知与理解,也能为日后的维护管理和修缮计划提供数据支撑。"
这种"众包式"基础设施监测模式,对中国广大中小水利设施管理部门同样具有参考价值。国内大量农村水闸、灌渠闸门同样面临建设年代久远、专业维护人员紧缺的问题,借助移动互联网和AR等技术手段引入社会力量参与日常巡检,或许是补足专业维护资源缺口、实现低成本精细化管理的一条现实路径。