排水監測站

　　一、概述

　　1、排水監測站背景介紹

　　城(cheng)市排(pai)水管網承擔著(zhu)城(cheng)市防汛排(pai)澇、污水收集(ji)和(he)輸送的(de)任(ren)務，是重要的(de)城(cheng)市基礎設施之(zhi)一(yi)，它關系到社會經濟穩定發展和(he)人(ren)民生活的(de)安(an)定,在保障城(cheng)市發展和(he)安(an)全(quan)運行中發揮著(zhu)重要的(de)作用。

　　城市排(pai)水(shui)系(xi)統不僅(jin)要(yao)建設好，更重(zhong)要(yao)的是(shi)要(yao)運行(xing)管(guan)理(li)好。然而(er)隨(sui)著城市化進程的突飛猛進，城市排(pai)水(shui)管(guan)網的建設速度(du)、規模隨(sui)之加快增(zeng)大，管(guan)理(li)難度(du)也越來越大。排(pai)水(shui)系(xi)統欠(qian)缺完善，雨(yu)污(wu)(wu)水(shui)管(guan)道老化、管(guan)道淤積(ji)嚴重(zhong)，污(wu)(wu)水(shui)漫溢、道路積(ji)水(shui)內澇(lao)，水(shui)環境惡化、河道黑臭、城市污(wu)(wu)水(shui)廢(fei)水(shui)滲入地下水(shui)污(wu)(wu)染水(shui)資源等(deng)問題亟(ji)待解(jie)決。因此，一套科學智能、功能完備(bei)的綜(zong)合(he)水(shui)位(wei)管(guan)理(li)系(xi)統是(shi)不可少。

　　二、排水管網監測系統總體設計

　　1、排水管(guan)網監(jian)測系(xi)統架構

　　排水管(guan)網監(jian)(jian)測(ce)系統(tong)總體架構(gou)主要由感知層(ceng)(ceng)、網絡層(ceng)(ceng)和應用層(ceng)(ceng)等(deng)組成。軟硬件有機組合成功能齊全(quan)、功能強大、系統(tong)穩定的排水管(guan)網監(jian)(jian)測(ce)系統(tong)。

　　感(gan)知層主(zhu)要(yao)由污(wu)水(shui)井(jing)液(ye)位監(jian)測儀等不同類型傳感(gan)器構成，該層主(zhu)要(yao)提(ti)供(gong)新實時、穩(wen)定(ding)可(ke)靠的(de)現(xian)場監(jian)測數(shu)據，為后(hou)續(xu)的(de)管理應用平臺提(ti)供(gong)有效穩(wen)定(ding)的(de)數(shu)據源。

　　網絡層主要是無線方式進行傳輸(shu)監測數(shu)據和管(guan)理(li)應用功能實(shi)現傳輸(shu)表達。系統(tong)通信(xin)組(zu)網常采用4G/NB-IoT等組(zu)網方式。

　　應用層(ceng)是實(shi)現數據儲存、數據查(cha)詢(xun)、數據可視化、統計分(fen)析(xi)、設備查(cha)詢(xun)及(ji)管(guan)(guan)理(li)、預(yu)(yu)警(jing)預(yu)(yu)報、報警(jing)及(ji)診斷服務(wu)、管(guan)(guan)道分(fen)布查(cha)詢(xun)、設備分(fen)布、遠程(cheng)調(diao)度、移動(dong)端(duan)的實(shi)時查(cha)看(kan)、移動(dong)端(duan)的預(yu)(yu)警(jing)預(yu)(yu)報和(he)遠程(cheng)指(zhi)揮控制等日常管(guan)(guan)理(li)等功能的平臺。應用層(ceng)是實(shi)現人機交(jiao)互的主要手段方式。

　　2、感知層構成

　　感知層(ceng)(ceng)是實(shi)現(xian)監測(ce)數據采(cai)集的一層(ceng)(ceng)，該(gai)層(ceng)(ceng)主要提(ti)供新實(shi)時、穩定(ding)可靠的現(xian)場監測(ce)數據，為后續的管理(li)應用(yong)平(ping)臺提(ti)供有效(xiao)穩定(ding)的數據源。排水管網監測(ce)系統(tong)中底層(ceng)(ceng)、也是重要的組成(cheng)部分。該(gai)層(ceng)(ceng)主要由一些常(chang)見的污水井液位(wei)監測(ce)儀(yi)等傳感器構成(cheng)，從而實(shi)現(xian)監測(ce)數據的有效(xiao)采(cai)集。

　　3、網絡層構成

　　系統網絡層常采用4G/NB-IoT等(deng)組網方式。

　　液位監測站(zhan)主機常采用(yong)4G/NB-IoT等通信方式(shi)，與(yu)管理中心站(zhan)進行數據通信。

　　管(guan)理中心站通過Internet專線與上級管(guan)理部門通信，實現站點監測(ce)信息共享。

　　顯示平(ping)臺主要通過PC終端、平(ping)板電腦、大屏(ping)幕、無(wu)線終端等方(fang)(fang)式展(zhan)現監測數(shu)據(ju)，將監測數(shu)據(ju)可(ke)視化(hua)，有助(zhu)于數(shu)據(ju)的分析和(he)管理(li),同時還可(ke)以使用這些(xie)方(fang)(fang)式進行管理(li)操作(zuo)。

　　4、應用層構成

　　應用(yong)層(ceng)是(shi)排(pai)(pai)水管(guan)(guan)網監(jian)測(ce)系統(tong)*的(de)組成部分，應用(yong)層(ceng)是(shi)實(shi)現數(shu)據(ju)儲存、數(shu)據(ju)查(cha)(cha)詢(xun)、數(shu)據(ju)可視化、統(tong)計分析、設備(bei)查(cha)(cha)詢(xun)及管(guan)(guan)理(li)、預(yu)警預(yu)報、報警及診斷服務(wu)、管(guan)(guan)道分布查(cha)(cha)詢(xun)、設備(bei)分布、遠程調度、移動端的(de)實(shi)時查(cha)(cha)看、移動端的(de)預(yu)警預(yu)報和(he)遠程指揮控制等(deng)日常管(guan)(guan)理(li)等(deng)功(gong)能的(de)平臺(tai)。應用(yong)層(ceng)是(shi)實(shi)現人機交互的(de)主(zhu)要手段方(fang)式，也是(shi)實(shi)現排(pai)(pai)水管(guan)(guan)網監(jian)測(ce)數(shu)字化管(guan)(guan)理(li)的(de)主(zhu)要方(fang)式。

　　三、排水(shui)管網(wang)液位監(jian)測站系統(tong)設計

　　城市排水系統由于深埋地下，結構復雜，是一(yi)個具有隱蔽性(xing)的(de)巨型網絡系統，這增加了排水管網運營和(he)管理的(de)難度(du)。如何合(he)理的(de)規劃管理城市排水管網、控制水污染、防止城市內澇和(he)解決(jue)管網入流入滲問題，已成為城市建設和(he)可持續發展的(de)重要內容。

　　通過排水管(guan)網的液位監(jian)測(ce)可實(shi)現對管(guan)道內部液位數(shu)據(ju)的準確掌握，改(gai)變粗(cu)略判斷液位的數(shu)據(ju)管(guan)理方式(shi)。

　　通過對(dui)管(guan)網(wang)系統的液(ye)位監測(ce)，實時(shi)掌握管(guan)網(wang)總體運行(xing)狀況。

　　通過液位數據積累，對較長(chang)時間跨(kua)度的(de)管道(dao)液位變(bian)化趨勢進行分析，實(shi)現科(ke)學預判。

　　將液位數(shu)據與業務(wu)應用系(xi)統(tong)、數(shu)學(xue)模型軟件相(xiang)結(jie)合，建立完整動(dong)態的管(guan)網運(yun)行管(guan)理(li)系(xi)統(tong)、管(guan)網運(yun)行能力(li)分析系(xi)統(tong)等，為科(ke)學(xue)運(yun)營夯實基(ji)礎。

　　通過液位(wei)實(shi)時監測、預警分析、運行狀況研判，建立科學的運營管(guan)理體系，提(ti)高管(guan)理人員對(dui)整體管(guan)網系統的掌(zhang)控能力、水量科學調配能力，提(ti)升運營管(guan)理效率。

　　為更精(jing)準(zhun)的(de)監測水(shui)位，建議設(she)備每1公里設(she)置一(yi)套(tao)，管道交叉口(kou)出(chu)需在主管道處(chu)增(zeng)設(she)一(yi)套(tao)，重復處(chu)留一(yi)套(tao)即(ji)可。

　　1、液位監測站(zhan)構成(cheng)

　　液(ye)(ye)位監測(ce)站主(zhu)要由雨水井液(ye)(ye)位監測(ce)儀、污水井液(ye)(ye)位監測(ce)儀、安裝支架(可拆卸(xie))等(deng)組成(cheng)。可以大(da)范圍檢(jian)測(ce)窨井內的水位，主(zhu)要起到(dao)預警報警的作用(yong)，可有效(xiao)預防城市(shi)內澇的發生。

　　該液位監測站可有效進行數據(ju)采(cai)(cai)集，同時(shi)還可以將(jiang)采(cai)(cai)集到(dao)的(de)(de)(de)數據(ju)無線(xian)傳(chuan)輸至管理中心，管理中心控(kong)制(zhi)人員(yuan)可以根(gen)據(ju)采(cai)(cai)集到(dao)的(de)(de)(de)流量(liang)數據(ju)控(kong)制(zhi)閥(fa)門(men)以此達到(dao)控(kong)制(zhi)管道內的(de)(de)(de)污(wu)水狀(zhuang)態(tai)，使其(qi)處于合理安全的(de)(de)(de)范圍(wei)。

　　2、液位監測(ce)站(zhan)功能

　　2.1監測采集(ji)功能

　　液位監(jian)測站(zhan)可(ke)以自動采集水位數據，并定時向中心(xin)站(zhan)發送(song)當前(qian)監(jian)測的(de)數據，同時還(huan)包(bao)括系(xi)統電壓、站(zhan)點編號等(deng)參數。

　　2.2保存功能

　　液位監測(ce)站可以(yi)自(zi)動保存一定時間內的監測(ce)數(shu)據。

　　2.3斷點續傳(chuan)功能

　　由于某些現(xian)場通信信號較差導致監(jian)(jian)測數(shu)據(ju)無法及時上傳或(huo)者(zhe)出(chu)現(xian)上傳數(shu)據(ju)缺(que)失時，液位監(jian)(jian)測站會(hui)在下一(yi)次上傳數(shu)據(ju)時，自動補(bu)傳缺(que)失的監(jian)(jian)測數(shu)據(ju)。

　　2.4報警功能

　　當水位超出限定閾值時，可以進(jin)行頻繁采集上傳監測數據和(he)提供報(bao)警功能。

　　2.5遠程配置功(gong)能

　　通過服務平臺(tai)可遠程(cheng)配置和(he)讀取液位監測(ce)站監測(ce)設備(bei)的工作模式和(he)傳感器的工作參(can)數，使監測(ce)設備(bei)更(geng)加貼(tie)近用(yong)(yong)戶需(xu)求(qiu)或現場使用(yong)(yong)情況(kuang)。

　　3、液位(wei)監測站(zhan)設備技術參數

　　污水井液位(wei)監測儀(yi)(FT-WS1)

　　1.測量量程(cheng)：7米(mi)(可制定(ding)更大(da)量程(cheng));

　　2.測量(liang)方(fang)式(shi)：超聲(sheng)波非接觸式(shi);

　　3.測量分辨率：1cm;

　　4.測量精度：0.5%;

　　5.采集(ji)響(xiang)應時間：≤5s

　　6.供電電源：內置DC3.6V/52000mAh大容量電池;

　　7.結構(gou)材(cai)料：鋁合金烤漆(qi)外殼，耐(nai)磨耐(nai)腐蝕;

　　8.報警設(she)置：高液位報警值(zhi)、液位報警值(zhi)設(she)置;

　　9.功耗：靜態值守電流≤0.2mA，平均(jun)工作電流(不含通信)≤8mA;

　　10.通信協議：符合SL651-2014《水文監測數據通信規約》要求;

　　11.顯(xian)示屏：128*64點陣;

　　12.安(an)裝(zhuang)方式：L形支架掛壁安(an)裝(zhuang);

　　13.外殼(ke)通過IP68防(fang)護等(deng)級(ji)檢測，符合GB/T4208-2017《外殼(ke)防(fang)護等(deng)級(ji)(IP代碼)》標準要求;

　　14.工(gong)作溫度：-15℃～55℃，產品(pin)通(tong)過(guo)(guo)GB/T2423.1-2008《電(dian)工(gong)電(dian)子產品(pin)環境試(shi)驗(yan)(yan)第2部分試(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法試(shi)驗(yan)(yan)A：低溫》測試(shi);產品(pin)通(tong)過(guo)(guo)GB/T2423.1-2008《電(dian)工(gong)電(dian)子產品(pin)環境試(shi)驗(yan)(yan)第2部分試(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法試(shi)驗(yan)(yan)B：高溫》測試(shi);

　　埋入(ru)式(shi)積水(shui)監測儀(FT-MR1)

　　液位量(liang)程：2m;

　　液位(wei)誤差：≤1cm;

　　液(ye)位分辨率：1mm;

　　數據儲存(cun)容量：16MB;

　　信號穿(chuan)透(tou)：能夠穿(chuan)透(tou)2m以(yi)上的路面積(ji)水;

　　藍牙通(tong)信：支持藍牙無線通(tong)訊;

　　外殼材質：304不銹鋼;

　　通(tong)信方(fang)式：支持NB-IOT、4G、GPRS通(tong)信;

　　通信(xin)協(xie)議(yi)：符合(he)SL651-2014《水文(wen)監測數據通信(xin)規(gui)約(yue)》要求;

　　電池容量：DC3.6V/52000mAH;

　　外殼(ke)通過IP68防(fang)護等級檢(jian)測，符合GB/T 4208-2017《外殼(ke)防(fang)護等級

　　(IP代碼)》標準要求(qiu);

　　產品(pin)通過(guo)GB/T2423.1-2008《電工電子產品(pin)環境(jing)試(shi)驗第(di)2部分試(shi)驗方法試(shi)驗A：低溫》測試(shi);

　　產(chan)品通過GB/T2423.1-2008《電(dian)工(gong)電(dian)子產(chan)品環境試驗(yan)第2部分試驗(yan)方法試驗(yan)B：高(gao)溫(wen)》測試;

　　安(an)(an)裝方式(shi);采用(yong)埋地(di)式(shi)安(an)(an)裝：取(qu)孔(kong)設備在(zai)路面設備安(an)(an)裝處開設一安(an)(an)裝孔(kong)，取(qu)孔(kong)孔(kong)徑(jing)14-15cm，取(qu)孔(kong)深度15cm;

　　知識產權：原(yuan)廠生(sheng)產具備產品實用新型(xing)、外(wai)觀(guan)、積水監測儀固件程(cheng)序軟件著作權

　　4、城市(shi)內(nei)澇防治(zhi)綜合監控信息(xi)化管理平臺

　　4.1數(shu)據(ju)采集軟件(jian)

　　數(shu)(shu)(shu)據采集軟件通過已建網絡，對(dui)項目(mu)所有(you)站點的遙(yao)測積水數(shu)(shu)(shu)據的進行實時接收，處(chu)理(li)、存儲接收到的數(shu)(shu)(shu)據，同時寫入統(tong)一的遙(yao)測數(shu)(shu)(shu)據庫，以供原有(you)系統(tong)調(diao)用(yong)數(shu)(shu)(shu)據。

　　數據(ju)采(cai)集(ji)軟(ruan)件主(zhu)要用于監測(ce)站點(dian)原始數據(ju)接收采(cai)集(ji)入(ru)庫，與遙(yao)測(ce)系統(tong)配套使(shi)用。

　　數(shu)(shu)據(ju)(ju)接收部分通過4G接收方式，接收各遙測(ce)站(zhan)點的水位(wei)、電壓等(deng)原始報文數(shu)(shu)據(ju)(ju)，并對原始報文進行(xing)解析處理，將解析出來的數(shu)(shu)據(ju)(ju)寫(xie)入數(shu)(shu)據(ju)(ju)庫表(biao);可通過4G進行(xing)遠程設置，管理及更(geng)改站(zhan)點基(ji)本參(can)數(shu)(shu)、運行(xing)參(can)數(shu)(shu)、遠程數(shu)(shu)據(ju)(ju)提(ti)取、招測(ce)。

　　4.2動態監(jian)測預警

　　通(tong)過預(yu)設積水不(bu)同(tong)預(yu)警(jing)級別的預(yu)警(jing)閥(fa)值，從數據庫值守刷新數據，對(dui)監測的實時數據與設定(ding)的閥(fa)值進(jin)行對(dui)比分析(xi)，對(dui)超(chao)過不(bu)同(tong)級別預(yu)警(jing)閥(fa)值通(tong)過不(bu)同(tong)顏色及聲音進(jin)行預(yu)警(jing)提醒，同(tong)時站點所在位置閃爍，并可支(zhi)持預(yu)警(jing)短信發(fa)送給相關工(gong)作(zuo)人員。

　　4.3過程趨勢分析

　　結合GIS地圖平(ping)臺，在實時(shi)監(jian)(jian)測信息浮動的基礎上，提(ti)供監(jian)(jian)測信息過(guo)程(cheng)趨勢分析功能。分析結果結合不同要素業務(wu)特(te)點及需要，通過(guo)過(guo)程(cheng)線方式展示。為用戶掌(zhang)握積水(shui)監(jian)(jian)測信息的過(guo)程(cheng)演變趨勢提(ti)供直(zhi)觀的信息服務(wu)。

　　積水過程(cheng)線及設(she)備(bei)運行信息

　　4運(yun)行(xing)環(huan)境與集成

　　4.1中(zhong)心站(zhan)設備組成(cheng)

　　(1)路由器;

　　(2)工作站(zhan)——主要對(dui)接收后的(de)數據進行統計分析等;

　　(3)服務(wu)器——應用/數據(ju)庫服務(wu)器;

　　中心站結構圖

　　本次(ci)項目可(ke)利用(yong)現有設備，不在額外采(cai)購(gou)中心(xin)設備。

　　4.2軟件運行環境

　　4.2.1操作(zuo)系統

　　操作系統：Windows serverR2 2008以上64位(wei)版本。

　　本次(ci)項目將利用現有服務(wu)器操作系統。

　　4.2.2數據庫管理(li)系統(tong)

　　MySql、SQL Server2012及以上(shang);

　　本次(ci)項(xiang)目將利用現有數據庫管理系統。

　　4.3硬件運行環境

　　4.3.1服務器

　　本次項目將(jiang)利用現有服務器。

　　4.3.2網絡環(huan)境

　　具有公(gong)網(wang)IP/專網(wang)環境(jing)，獨(du)(du)立IP地址(zhi)，2M以(yi)上獨(du)(du)立寬帶。

　　五、成功案例

　　上海市(shi)閔行區梅隴鎮城投(tou)建(jian)設時間：2021年(nian)5月

　　蘇州吳(wu)江“智慧水務(wu)"信息化系統建(jian)(jian)設(she)(she)建(jian)(jian)設(she)(she)時間：2021年4月(yue)