城市內(nèi)澇監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)方案初稿

1、城市內(nèi)澇監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)方案XX有限公司XX年XX月一、項目背景隨著我國經(jīng)濟的不斷繁榮，大中城市的建設(shè)也在突飛猛進地高速發(fā)展，城市圈也在已經(jīng)不斷擴大。為了緩解交通壓力和保證出行的暢通，許多城市建設(shè)了不少的立交橋和下穿隧道。近年來，由強降雨引起的城市下穿隧道及立交橋下低洼處存在大量積水的現(xiàn)象時有發(fā)生，且有愈演愈烈的趨勢，隨之而來的諸多效應(yīng)中，有許多因素加劇了汛期街道積澇的情況。城市積水造成公用設(shè)施受損，使交通、電力、通訊、網(wǎng)絡(luò)傳輸、水源等受到了嚴(yán)重影響或損壞，給人們的生產(chǎn)生活帶來諸多不便。另外隨著城市人口資產(chǎn)密度的提高，同等淹沒情況下?lián)p失增加；且城市的中樞作用使得次生影響和間接損失加大，嚴(yán)重時可能造

2、成重大的經(jīng)濟損失和人員傷亡，目前我國城市抗?jié)承蝿莘浅?yán)峻。因此，已經(jīng)引起市政、城管、防汛、路政等政府有關(guān)部門的高度關(guān)注：一方面要積極修建并管理好排水設(shè)施，另一方面建設(shè)城市內(nèi)澇監(jiān)測系統(tǒng)，也極為必要，它既可以為決策機構(gòu)的領(lǐng)導(dǎo)提供道路積水的實時信息，也為市政排水調(diào)度管理機構(gòu)提供支持，還可以通過廣播、電視等媒體為廣大老百姓提供出行指南。 逢大雨必澇，已成為我國城市的一種通病。二、建設(shè)目標(biāo)利用傳感器技術(shù)、信號傳輸技術(shù)，以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)從宏觀、微觀相結(jié)合的全方位角度，來監(jiān)測影響道路積水通行安全的各種關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)；記錄歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，分析未來的走勢，以便輔助政府決策，提升安全管理保障水平，有效防

3、范和遏制重特大事故發(fā)生，保障人民群眾的生命與財產(chǎn)安全。系統(tǒng)依托智能的軟件系統(tǒng)，建立分析預(yù)警模型，監(jiān)控中心通過數(shù)據(jù)研判，生成內(nèi)澇積水預(yù)警，通過LED顯示屏與短消息平臺相結(jié)合的方式，提前發(fā)布警告信息，盡快啟動相應(yīng)預(yù)案。三、項目需求1、建立基于傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實時、可靠的澇情數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)。為澇情應(yīng)急決策提供數(shù)據(jù)支持。主要包括降雨量監(jiān)測、積水深度監(jiān)測、積水面積監(jiān)測、風(fēng)速風(fēng)向監(jiān)測、GPS地理位置信息。 2、建立基于傳感器技術(shù)的排水通道監(jiān)測系統(tǒng)可在排水通道出現(xiàn)堵塞情況時第一時間發(fā)現(xiàn)、排除堵情。 3、通過智能遠(yuǎn)程電氣控制器建立遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)可實現(xiàn)閘門、泵站等排水設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。 4、建立穩(wěn)健的無線通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)傳

4、感數(shù)據(jù)與控制設(shè)備與指揮中心的連接。 5、結(jié)合當(dāng)前已建成的視頻監(jiān)控系統(tǒng)并作適當(dāng)?shù)难a充建立基于GIS的城市實景澇情平臺。 6、建立澇情預(yù)警網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)街道、小區(qū)、學(xué)校等人口集中區(qū)域的澇情預(yù)警。主要包括廣播、短信。 7、建立澇情WEB發(fā)布平臺與移動設(shè)備訪問終端實現(xiàn)市民的遠(yuǎn)程訪問為市民提供直觀的出行指南。四、建設(shè)方案4.1設(shè)計原則系統(tǒng)設(shè)計本著實用、可靠、先進以及經(jīng)濟四大原則，根據(jù)工程的實際情況協(xié)調(diào)配置，發(fā)揮應(yīng)有的效果，具體要求是：實用有的放矢地進行設(shè)計，做到目的明確，針對性強，突出重點，兼顧全局。分清城市內(nèi)澇監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)運行管理的主次，以安全監(jiān)控為主要目的，有選擇地將監(jiān)控對象納入系統(tǒng)，使系統(tǒng)既經(jīng)濟合理，又

5、滿足科學(xué)管理的需要?？煽吭O(shè)計方案和儀器的選擇要考慮運行期的長期穩(wěn)定可靠。設(shè)備以國內(nèi)外著名工控產(chǎn)品為主，采用穩(wěn)定性好、抗干擾能力強的儀器。先進監(jiān)測方法、儀器設(shè)備應(yīng)滿足精度要求，并吸取國內(nèi)外經(jīng)驗，在可能范圍內(nèi)盡量采用先進技術(shù)。經(jīng)濟觀測項目宜簡化，測點少而精，布置經(jīng)濟合理，施工安裝方便。整個系統(tǒng)要具有使用靈活、維護方便、功能及擴充性強的特點。4.2設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 本系統(tǒng)建設(shè)遵照執(zhí)行以下現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范、文件和資料：國務(wù)院辦公廳關(guān)于做好城市排水防澇設(shè)施建設(shè)工作的通知住房建設(shè)部辦公廳關(guān)于加強2015年城市排水防澇汛前檢查工作的通知水利部水文基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)(SL276-2002)國家防汛指揮系統(tǒng)工程

6、水情信息采集系統(tǒng)分類設(shè)計指導(dǎo)書水文自動測報系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范（SL612003）水文測站代碼編制導(dǎo)則（SL502-2010）水文情報預(yù)報規(guī)范(GB/T22482-2008)水情信息編碼（SL330-2011）水文自動測報系統(tǒng)設(shè)備基本技術(shù)條件SL/T102-1995水文資料整編規(guī)范SL247-1999-9610/100-Basc-T 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3水文自動測報系統(tǒng)通信電路設(shè)計規(guī)定SL19997水利水電工程通信設(shè)計技術(shù)規(guī)程DL/T5080-1997國家防汛指揮系統(tǒng)工程實時水雨情庫表結(jié)構(gòu)設(shè)計水雨情數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)與標(biāo)識符SL323-2011水利工程基礎(chǔ)信息代碼編織規(guī)定，SL213-2012水文測

7、報裝置遙測水位計GB/T 11830-1989水工建筑物測流規(guī)范SL20-92水文站網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則SL34-92工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范GB50115-2009計算機站場地安全要求GB9361-88電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范（GB50254GB50/259）建筑電氣設(shè)計技術(shù)規(guī)程GBJ162001工業(yè)企業(yè)通信接地設(shè)計規(guī)范GBJ7985安全防范工程程序與要求GA/T7594建筑物防雷設(shè)計規(guī)范GB50057-2010電子設(shè)備雷擊保護導(dǎo)則GB7450874.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)主要分為視頻監(jiān)控、澇情監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制、無線網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)平臺五大部分4.4監(jiān)測站監(jiān)測站主要采集各個積水點數(shù)據(jù)，并通過GPRS無線

8、傳輸方式上傳至監(jiān)測中心；監(jiān)測中心服務(wù)器主要通過GPRS網(wǎng)絡(luò)和光纖接收、處理和暫存原始數(shù)據(jù)，自動定時或隨機召測系統(tǒng)中需查詢的測站信息，并對所接收的數(shù)據(jù)進行檢測、糾錯和合理性判斷，并對原始數(shù)據(jù)進行處理和入庫。監(jiān)測站主要功能：(1)隨機自報：監(jiān)測小時平均水位數(shù)據(jù)（單位：厘米）；當(dāng)被測參數(shù)變化超過規(guī)定閾值時，監(jiān)測通信終端設(shè)備及相關(guān)電路自動上電工作，將實時水位值發(fā)送至中心站； (2)定時自報：按設(shè)定的定時時間間隔(按照時段要求，如1小時、3小時、6小時、12小時、24小時等等，可任意設(shè)置)，定時向中心站發(fā)送當(dāng)前的水位數(shù)據(jù)。發(fā)送的數(shù)據(jù)包括監(jiān)測站站號、時間、電池電壓、報文類型等參數(shù)。時間間隔可在本地（通過置

9、數(shù)鍵盤/計算機）或在中心站遠(yuǎn)程設(shè)置；(3)蓄電池電壓采集：定時采集蓄電池電壓，并在定時報時段自動向中心站報告并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，即可在中心站可查詢測站的電壓運行軌跡，可由中心站軟件設(shè)置不同電壓報警等級，方便運行維護人員提前作好維護決策；(4)參數(shù)設(shè)置：現(xiàn)場和遠(yuǎn)程可設(shè)置本站站號、初值、水位初值、傳感器類別、水位采樣間隔時間、報汛段次、水位變化閥值主備信道選擇等參數(shù)；(5)人工置數(shù)：可通過RTU置數(shù)鍵盤將人工測量參數(shù)人工置數(shù)發(fā)送至分中心站，并接收中心站發(fā)回的數(shù)據(jù)接收成功的回執(zhí)信號；(6)數(shù)據(jù)存貯：采集的水位數(shù)據(jù)具有現(xiàn)場存貯功能，其容量不小于32MB。能響應(yīng)分中心站召測指令，將現(xiàn)場存儲的數(shù)據(jù)批量報

10、送至中心站。同時，能提供現(xiàn)場人員在現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)查看和下載，存儲數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)能用于資料收集和整編；(7)硬件自動開關(guān)通信終端：通過監(jiān)測終端硬件控制，具有自動開關(guān)通信終端功能；(8)本地實時顯示：在本地通過置數(shù)鍵盤能實時顯示水位、時間、電壓等參數(shù)；(9)調(diào)試開關(guān)功能：通過軟件設(shè)置，保證監(jiān)測終端和分中心站接收終端在存貯和接收處理時能判斷調(diào)試報文和正常報文；(10)所有外部接口具有光電隔離防雷電破壞及防外部電磁信號影響。單個前端監(jiān)測站主要由以下設(shè)備組成：序號設(shè)備名稱單位數(shù)量1智能遙測終端臺12遙測水位計個13遙測攝像機套14太陽能電池板塊15蓄電池只16充電控制器個17通訊模塊個18室外機箱臺19水尺標(biāo)識

11、套110立桿支架套111線纜、輔材、接插件批14.5系統(tǒng)軟件平臺該系統(tǒng)由在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析、排澇管理、預(yù)報預(yù)警、體統(tǒng)管理五大模塊組成。軟件平臺組成結(jié)構(gòu)如下圖所示。在線監(jiān)測：以GIS地理信息系統(tǒng)、模擬數(shù)據(jù)圖在線視頻等多種方式，全方位體現(xiàn)低洼區(qū)域積水的實際運行參數(shù)情況，保證監(jiān)測信息全面、及時、準(zhǔn)確。數(shù)據(jù)分析：針對排澇運行中的各項指標(biāo)集中分析，提供歷史數(shù)據(jù)查詢及多個安全指標(biāo)數(shù)據(jù)對比的功能。排澇管理：對排澇及其相應(yīng)的預(yù)案信息、基礎(chǔ)資料、周邊環(huán)境、數(shù)據(jù)報表等進行集中管理，使排澇管理更加信息化、自動化。預(yù)報預(yù)警：實時分析和解讀各監(jiān)測數(shù)據(jù)，做出單項或多項對比報警功能，對出現(xiàn)的預(yù)報預(yù)警情況，進行在低洼區(qū)LED

12、提示屏，并在預(yù)報預(yù)警的處理過程中建立消除機制，保證預(yù)報預(yù)警得到及時的處理。系統(tǒng)管理：為信息發(fā)布平臺提供了良好管理支持，使信息發(fā)布平臺更加靈活、更易擴展。4.6主要設(shè)備技術(shù)指標(biāo)和產(chǎn)品性能遙測終端機智能遙測終端（RTU），用于水情測報、水雨情監(jiān)測等應(yīng)用場合；產(chǎn)品采用GPRS3G4G網(wǎng)絡(luò)傳輸，將站點實時數(shù)據(jù)信息傳輸至信息中心。數(shù)據(jù)采集：支持一路雨量計信號輸入、一路水位計信號輸入（浮子式/串行接口/模擬接口可選）、兩路串口攝像頭圖像信息采集輸入、一路量水堰計信號輸入（串行/模擬接口可選）。工作模式：可設(shè)置自報模式、應(yīng)答模式和混合模式。自報模式，只在需要進行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)編報時才開啟通信模塊進行通信，通信完成

13、后設(shè)備進入低功耗模式。應(yīng)答模式，一直開啟無線通信模塊，隨時應(yīng)答遠(yuǎn)程信息中心查詢操作。定時存儲數(shù)據(jù)?；旌夏Ｊ?，既有自報模式的定時數(shù)據(jù)編報功能，又具有應(yīng)答模式的隨時應(yīng)答中心的查詢功能。遠(yuǎn)程通訊功能：通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸實時采集數(shù)據(jù)和圖像采集數(shù)據(jù)；支持電源切斷控制，在應(yīng)答模式下具有長時間無通信重啟功能，在自報模式和混合模式下，具有通信失敗重啟功能。具有數(shù)據(jù)補招功能，當(dāng)某些時候進行的數(shù)據(jù)通信后沒有正常將數(shù)據(jù)編報到中心，則將再下次通信成功時刻將原先未編報的數(shù)據(jù)記錄進行重新上報。支持遠(yuǎn)程參數(shù)修改，在ZKMC-300進行數(shù)據(jù)通信完成后，中心可回復(fù)請求額外通信命令，此時RVU將根據(jù)命令設(shè)定的時間延時關(guān)閉通信模塊，

14、以便順利完成參數(shù)設(shè)置。支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)記錄讀取，操作方式同遠(yuǎn)程參數(shù)配置。支持定時自報，水位加報，雨量加報功能，滲流加報。支持自動對時功能。存儲功能：具有定時存儲數(shù)據(jù)記錄功能，可存儲兩年的綜合數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)記錄采用循環(huán)存儲方式。人機界面：顯示：128*64點陣液晶；按鍵：6個；功能：支持本地參數(shù)設(shè)置，本地采集數(shù)據(jù)顯示，以及人工觀測數(shù)據(jù)錄入等。技術(shù)參數(shù)供電電壓：默認(rèn)12VDC，供電范圍：918VDC；功耗：待機功耗2mA（12VDC）；水位計接口類型： 模擬水位計：信號類型：4-20mA（1-5V）；接口方式：兩線式，三線式； 配電電壓：24VDC；配電電流：>50mA；測量精度：0.1%F.S；R

15、S485接口水位計：通信參數(shù)：波特率：9600數(shù)據(jù)位：8停止位：1校驗位：無對外供電：供電電壓：5VDC供電電流：>50mA雨量計類型：增量式（翻斗式）雨量計。串口攝像頭接口：像素：130萬；最大分辨率：1280*1024；焦距：2.8mm（可按實際拍攝距離選擇鏡頭）；傳感器：CMOS；圖片格式：JPEG；波特率：9600115200可選；通訊方式：RS485接口；傳輸距離：大于20米；工作電流：(IR OFF )200-230mA， （IR ON）320-350mA；存儲功能：最高支持16M字節(jié)數(shù)據(jù)存儲容量，可存儲2年的采集數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程通信接口：接口類型：RS232接口；配電電壓：12V

16、（同蓄電池輸入）；配電電流：平均值>200mA；前導(dǎo)時間：1120秒；設(shè)備平均無故障工作時間：MTBF30，000小時。工作溫度：2060；工作濕度：2095。遙測水位計雷達式電子水尺，是基于 TDR 時域反射和 ETS 等效時間采樣技術(shù)的接觸式雷達水位計，俗稱雷達式電子水尺，或雷達水尺。電子倉發(fā)射微波脈沖，沿著導(dǎo)波桿傳輸。當(dāng)微波遇到水面時，反射波沿導(dǎo)波桿傳回電子倉，超 高速計時電路精確計算出傳導(dǎo)時間，實現(xiàn)水位的精確測量。雷達式電子水尺，是工業(yè)測距雷達在水位測量領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，實現(xiàn)了電子 水尺向高精度（毫米級），大量程(30 米)，高可靠，安裝簡便，免維護的技術(shù)跨 越。雷達式電子水尺通過

17、標(biāo)準(zhǔn)信號接口，與計算機、PLC 等連接，也可以與相應(yīng) 的顯示、記錄、控制裝置（如 RTU）連接，構(gòu)成水位監(jiān)測系統(tǒng)。主要用途及適用范圍 雷達式電子水尺有多種安裝方式（可立裝可斜坡安裝），不銹鋼管構(gòu)成電磁波穩(wěn)定傳輸?shù)耐S結(jié)構(gòu)，同時有效隔離波浪對測試數(shù)據(jù)的干擾，外觀協(xié)調(diào)美觀 。 雷達式電子水尺適用于河道、湖泊、水庫、船閘、灌區(qū)等水利工程 ，尤其適合水務(wù)、 污水處理、城市道路積水， 橡膠壩、下水道等市政工程的水位監(jiān)測。產(chǎn)品實物圖及型號規(guī)格雷達水尺實物圖測控單元實物圖過濾口實物圖功能特點：1）安裝簡單，無需分段串接，可方便實現(xiàn)大量程2）采用毫米級工業(yè)雷達測距傳感器，內(nèi)置通訊電路、防雷設(shè)計3）不銹鋼管式防

18、護外殼，過濾波浪干擾4）電子倉采用鑄鋁結(jié)構(gòu)，IP67 等級防護，適應(yīng)惡劣氣候5）雷達波不受壓力，溫度、污染物，濕度，含沙量的影響6）水尺可以單獨使用，也可以級聯(lián)使用 每一套水尺可以通過計算機按軟件設(shè)置 ID 編號7）信號輸出方式：RS485(標(biāo)準(zhǔn) MODBUS 協(xié)議)、420mA 供選擇8）低功耗，適合太陽能供電技術(shù)參數(shù)：名稱參數(shù)備注量程2 米、3 米、6 米等可定制最大 30 米精度10 米量程小于+/-5MM供電電壓兩線 DC18-30V，四線 DC6.8-28V輸出信號RS485(Modbus-RTU)模擬 420mA推薦 4-20mA數(shù)字濾波程序設(shè)置工作電流24mA( DC24V 供電

19、）功耗最大功耗 0.5W，待機功耗 0.1W工作溫度-2080固定方式金屬卡箍遙測攝像機主要技術(shù)指標(biāo)如下：1）像素：130萬像素；2）格式：JPEG格式的圖像；3）分辨率為：支持：320×240、640×480、1280×960； 4）通訊方式：485通訊；5）視覺角度：70度；6）拍照距離：100米以內(nèi)清晰；7）工作電壓：直流12V±15%；8）工作溫度：-20+75；9）工作濕度：95%（40）。通信模塊4G通訊模塊采用穩(wěn)定可靠的傳輸方式，并通過MODBUS串行通信與監(jiān)測終端機（RTU）進行通訊，4G通訊模塊支持透明傳輸和加密傳輸?shù)确绞缴蟼鲾?shù)據(jù)。兼容

20、2G/3G信號。4G通訊模塊應(yīng)具有3C認(rèn)證。其主要性能指標(biāo)如下： 支持GSM/4G/CDMA（EVDO/WCDMA可選） SIM卡3V/1.8V 串行數(shù)據(jù)及配置接口 RS-232/RS485/SDI-12總線 串行數(shù)據(jù)速率300115,200bits/s 電壓+3.3 +35VDC 功耗(外供電壓值：12V/1.5A) 待機電流10mA 數(shù)傳電流35150mA 工作環(huán)境溫度-30+70ºC 儲存溫度-40+85ºC 相對濕度95%(無凝結(jié)) 太陽能供電系統(tǒng)太陽能供電系統(tǒng)包括太陽能電池板、鉛酸蓄電池及太陽能充電控制器等設(shè)備。太陽能電池板安裝于立桿上，在安裝時在支架上固定一根防盜信號線并接入RTU中。鉛酸蓄電池及太陽能充電控制器放置于密封箱內(nèi)。太陽能電池板主要技術(shù)指標(biāo)：