城市积水智能监测系统构建方案

创作时间:

作者:

@小白创作中心

城市积水智能监测系统构建方案

引用

来源

https://www.57iot.com/News_Details/5610.html

随着城市化进程的加快，城市内涝问题日益凸显，成为制约城市可持续发展的重要因素之一。城市积水监测作为城市水务管理的重要组成部分，对于提高城市防洪排涝能力、保障城市安全具有重要意义。本方案旨在通过综合运用物联网、大数据、GIS等先进技术，构建一套高效、智能的城市积水监测系统，实现城市积水的实时监测、预警和应急响应。

一、系统架构

城市积水监测系统架构主要包括感知层、网络层、平台层和应用层四个部分。

感知层

感知层作为系统的前端，主要负责实时采集城市关键区域的积水情况。在城市易涝点，如低洼道路、地下通道、排水井口等关键位置安装各类传感器。这些传感器包括液位传感器(如压力式液位传感器、超声波液位传感器、雷达水位计等)、流量监测设备(如电磁流量计、多普勒流量计等)以及气象监测站配备的雨量计、风速风向仪等设备。

液位传感器：用于实时测量积水深度。压力式液位传感器通过检测水的压力来换算水位高度，安装在排水系统内部或直接埋设在地面以下，具有较高的测量精度，适用范围广。超声波液位传感器则利用超声波反射原理测量液位高度，安装在高处向下发射超声波，无需与积水直接接触，适合监测较宽阔区域的积水。雷达水位计适合安装在城市排水管网井盖下方，通过雷达波实时监测排水管网中的水位情况。
流量监测设备：用于监测排水管道内的水流流量和流速。电磁流量计基于电磁感应原理工作，具有测量精度高、稳定性好的特点，适用于各种水质条件下的流量测量。多普勒流量计则通过检测流体中散射体反射的超声波多普勒频移来测量流体流速，对含有一定固体颗粒或杂质的排水水流具有较好的适应性。
气象监测站：配备雨量计、风速风向仪等设备，实时监测降雨强度、降雨时长、风速和风向等气象数据。雨量计可以精确测量降雨量，根据降雨强度的不同，及时预测可能引发的城市内涝风险程度。

网络层

网络层利用4G/5G、LoRa等无线通信技术，以及光纤等有线通信技术，将感知层采集到的数据实时传输至数据中心。对于城市中心区域或对数据传输要求较高的关键监测点，优先采用光纤通信，以确保数据的实时性和准确性;对于偏远地区或布线困难的区域，则可采用4G通信、LoRa、NB-IoT等无线传输技术。

平台层

平台层是系统的核心，负责接收、存储、处理和分析来自感知层的数据。在城市内涝监测中心建立数据接收服务器和数据库系统，用于接收和存储来自各个监测设备的实时数据。数据接收服务器能够同时处理大量的监测数据，并对数据进行初步的整理和分类。数据库系统应具备高可靠性和大容量存储能力，能够长期保存历史监测数据，以便进行数据分析和趋势预测。

利用数据分析软件和算法对监测数据进行实时分析和处理，提取有价值的信息和指标。通过建立数学模型和算法，对液位数据、流量数据和气象数据进行综合分析，判断城市内涝的风险程度和发展趋势。当实时监测数据达到预警模型的阈值时，自动发出内涝预警信息。

应用层

应用层通过可视化平台，提供安卓/IOS手机APP、电脑端网页/软件作为管理界面，将处理后的数据以直观的方式展示给相关部门、相关单位和公众。数据共享可以提高信息公开透明度，促进多方协同作战。同时，支持GIS、GPS地理位置显示，可批量查看城市所有监测点的实时数据，以手动切换、自动巡查的形式，直观地了解各监测点的实时情况。有助于评估和优化排涝防洪措施，为城市管理部门提供更加精准的决策支持。