數(shù)字孿生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)2023

城市數(shù)字攣生城區(qū)防洪指揮平臺

與智能排水系統(tǒng)

實施設(shè)計方案

二。二三年

北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

1.1需求分析

1.1.1用戶分析

城市數(shù)字攣生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)涉及的用戶包

括水行政主管部門和其他涉水部門。

水行政主管部門

為區(qū)水務(wù)局、水務(wù)管理部門等水行政主管單位提供一鍵即可獲取

防汛、治澇預(yù)報預(yù)警指揮調(diào)度一體化信息服務(wù)，基于一張圖上可視化

展示城市防汛、治澇監(jiān)測預(yù)警、水工程分布、運行狀態(tài)、調(diào)度方案等

信息。

1.1.2政策需求

1.1.2.1中央文件精神

習(xí)近平總書記在2017年12月8日中共中央政治局第二次集體學(xué)

習(xí)時的重要講話精神——實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略加快建設(shè)數(shù)字中國。加

快構(gòu)建高速、移動、安全、泛在的新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施，形成萬物互

聯(lián)、人機交互、天地一體的網(wǎng)絡(luò)空間，推進數(shù)據(jù)費源整合和開放共享，

保障數(shù)據(jù)安全。善于獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、運用數(shù)據(jù)，是領(lǐng)導(dǎo)干部做

好工作的基本功。

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1.1.2.2水利部文件精神

2021年8月，水利部召開智慧水利建設(shè)專項規(guī)劃專家審查會，對

《智慧水利建設(shè)頂層設(shè)計》、《“十四五”智慧水利建設(shè)實施方案》

進行審查。其中針對防洪方面，要求升級完善流域防洪“四預(yù)”功能。

預(yù)報方面，實現(xiàn)氣象水文、水文水力學(xué)耦合預(yù)報以及預(yù)報調(diào)度一體化。

預(yù)警方面，擴展防洪風(fēng)險影響和薄弱環(huán)節(jié)判別、主要江河風(fēng)險防控目

標識別等功能，提高洪水預(yù)警時效性、精細化卻覆蓋面。預(yù)演方面,

擴展模擬計算和動態(tài)仿真等功能，支撐防洪調(diào)度方案集合生成。預(yù)案

方面，集成各類防洪方案、調(diào)度規(guī)則和專家經(jīng)驗,擴展方案自動生成、

多方案比選等功能，支撐形成防洪調(diào)度決策優(yōu)化方案。

1.1.23實現(xiàn)工程建設(shè)目標的重要條件

本項目從設(shè)計開始，全面分析、研究，科學(xué)規(guī)劃，做好城市數(shù)字

攣生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)的設(shè)計、實施，為實現(xiàn)工程目

標鋪路。以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為引領(lǐng)，通過觀念更新、技術(shù)革新、管理創(chuàng)新

和流程再造，形成水利工程調(diào)度信息化、自動化、現(xiàn)代化的新格局。

1.1.3功能需求

1.1.3.1數(shù)據(jù)匯集

調(diào)度與管理需要及時全面的信息支撐，基礎(chǔ)信息包括水情、工情

監(jiān)測信息、基礎(chǔ)空間地理信息、流域水系信息、水利設(shè)施（包括泵、

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閘、渠道等）基礎(chǔ)信息，相關(guān)信息通過對接數(shù)據(jù)中臺獲取，將數(shù)據(jù)匯

集于水利工程調(diào)度專題庫中，為水利工程調(diào)度提供便利。

1.1.3.2數(shù)據(jù)交換與共享

管理信息來自日常管理工作，包括調(diào)度、運行、應(yīng)急、維護保養(yǎng)

等。隨著監(jiān)測信息和管理信息的逐年增加，對信息進行高效存儲與管

理非常關(guān)鍵，系統(tǒng)生成的調(diào)度相關(guān)數(shù)據(jù)信息需要與數(shù)據(jù)中臺進行交換

與共享，為其他相關(guān)業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐和信息服務(wù)。

1.1.3.3全局態(tài)勢信息化

通過構(gòu)建調(diào)度態(tài)勢大屏、綜合監(jiān)視，通過降雨、臺風(fēng)預(yù)報，在第

一時間獲取相關(guān)的氣象災(zāi)害信息，輔助做好相關(guān)的預(yù)防預(yù)控工作，讓

指揮決策更加直觀，便捷。

1.1.3.4水利工程調(diào)度模型

通過水利工程調(diào)度模型，實現(xiàn)調(diào)度的信息化管理，提高工作效率,

以防汛、治澇預(yù)警預(yù)報指揮調(diào)度業(yè)務(wù)為核心，逐步實現(xiàn)各區(qū)間的水利

工程調(diào)度的統(tǒng)籌指揮管理。

L1.3.5數(shù)字零生模型構(gòu)建

通過構(gòu)建數(shù)字攣生模型，實現(xiàn)調(diào)度態(tài)勢大屏三維可視化展現(xiàn)，包

括:

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1）三維場景顯示：在已有數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，搭建李生數(shù)據(jù)底板，并提

供交互海量空間數(shù)據(jù)可視化，包括矢量數(shù)據(jù)、衛(wèi)星影像、航片、DEM、

三維模型等。

2）地圖交互：提供常用的地圖漫游、放大縮小及視角變化等工具。

用戶還可以根據(jù)自定義路徑自動瀏覽特定場景路線。支持圖文關(guān)聯(lián)展

示、分級縮放、平移、旋轉(zhuǎn)、飛行、定位。場景交互漫游支持“飛行”、

“自由交互”和“行走”三種模式對當前的三維場景進行交互漫游。

3）業(yè)務(wù)專題：通過對接氣象預(yù)報、水文預(yù)報模型及可視化仿真等

技術(shù)，對城市防汛應(yīng)急等過程進行幾何仿真，支撐多種業(yè)務(wù)專題，包

括態(tài)勢感知專題、水利工程專題、防汛調(diào)度專題°態(tài)勢感知專題包括

水位監(jiān)測、雨情監(jiān)測、測站管理.、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)展示、

數(shù)據(jù)渲染等。水利工程專題包括供水要素圖層管理、排水要素圖層、

防汛指標統(tǒng)計。防汛調(diào)度專題包括四預(yù)調(diào)度過程管理、調(diào)度態(tài)勢大屏。

1.13.6調(diào)度會商聯(lián)動指揮

調(diào)度系統(tǒng)需與已建設(shè)的會商系統(tǒng)進行聯(lián)動，通過鏈接的方式實現(xiàn)

調(diào)度系統(tǒng)一鍵鏈接進入會商系統(tǒng)，方便調(diào)度指揮、應(yīng)急事件處理時的

及時會商研討。

1.1.3.7智慧排水應(yīng)用

新建智慧排水應(yīng)用平臺，系統(tǒng)依托于計算機網(wǎng)絡(luò)層，一張地理信

息圖、融合監(jiān)控、圖像監(jiān)視、通訊系統(tǒng)為一體，實現(xiàn)信息從采集、分

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析、業(yè)務(wù)管理、預(yù)警、輔助決策為導(dǎo)向的綜合服務(wù)平臺，最終形成了

一張網(wǎng)、一張圖、一個數(shù)據(jù)中心、一個平臺、一個門戶的格局，開發(fā)

排水信息化業(yè)務(wù)應(yīng)用功能，為協(xié)同、高效地服免排水防澇及污水監(jiān)控

工作奠定基礎(chǔ)。

智慧排水應(yīng)用平臺包括排水規(guī)劃、設(shè)施管理、養(yǎng)護管理、工程項

目管理、實時監(jiān)測預(yù)警、排水戶管理、輔助決策與運行調(diào)度、雨污混

接、公共服務(wù)等。

1.1.3.8移動應(yīng)用

移動應(yīng)用是對水利局現(xiàn)有的APP進行升級改造,開發(fā)城區(qū)防洪

掌上通模塊，作為在面對災(zāi)害時本級指揮部與上級指揮部的信息聯(lián)動

平臺，響應(yīng)啟動后按照預(yù)案進行協(xié)同，實時將信息向防汛業(yè)務(wù)人員發(fā)

布，高效完成防洪指揮、排水任務(wù)，提高水務(wù)公共服務(wù)質(zhì)量。

移動應(yīng)用平臺包括防洪指揮移動應(yīng)用、排水移動應(yīng)用兩個子應(yīng)用,

包括登錄、預(yù)警信息、綜合信息、事件管理、指令接收與反饋、監(jiān)測

查詢、移動巡查、移動調(diào)度、使用幫助等模塊。

1.1.3.9公眾服務(wù)

加強公眾服務(wù)質(zhì)量，擴展公眾服務(wù)渠道。通過微信公眾號的形式

對水務(wù)公開、，作動態(tài)、便民服務(wù)等內(nèi)容進行發(fā)布。公眾服務(wù)包括信

息推送、實時監(jiān)測、公共服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)、政務(wù)信息公開、應(yīng)急服務(wù)信

息公開、信息發(fā)布、資源管理和發(fā)布、公眾微信號等。

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1.1.4數(shù)據(jù)需求

1.1.4.1數(shù)據(jù)類型和來源

（I）調(diào)度相關(guān)數(shù)據(jù)

進行城市數(shù)字攣生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)的建設(shè)，實

現(xiàn)對徐州市城市河重點河道、水庫、水安全等方面的綜合管理和決策

調(diào)度，實現(xiàn)調(diào)度信息化所需相關(guān)信息類型包括水利工程空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、

水庫水情信息、河道水情信息、實時監(jiān)測信息、水利工程建設(shè)管理信

息、其他氣象信息等，均通過數(shù)據(jù)中臺對接獲取。

（2）數(shù)字享生模型相關(guān)數(shù)據(jù)

根據(jù)城市數(shù)字攣生三維模型構(gòu)建的數(shù)據(jù)需求，補充采集相關(guān)的水

利地理信息數(shù)據(jù)。相關(guān)數(shù)據(jù)在城市水務(wù)局已有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上通過外業(yè)

補充修測和調(diào)查等方法獲取，數(shù)據(jù)需求如下：

①基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)：1:1000、1:5000與1:10000等基礎(chǔ)地理信

息數(shù)據(jù)（DLG、DEM、DOM）；

②水利專題地理信息數(shù)據(jù)：包括河道、堤壩、水閘、泵站、防汛

物資儲備點、城市稅務(wù)局空間信息與基本屬性信息；

③水工建筑物CAD設(shè)計數(shù)據(jù)?：城市水利工程建筑物建設(shè)與整改

的CAD設(shè)計圖件；

④無人機傾斜攝影測量數(shù)據(jù)：本項目利用已有無人機傾斜攝影測

量采集的數(shù)據(jù)；

⑤水利工程三維精細建模影像數(shù)據(jù)：本項目利用全景攝影相機、

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視頻攝像機采集的影像與視頻數(shù)據(jù)。

（3）排水相關(guān)數(shù)據(jù)需求

智慧排水管理需要有以下數(shù)據(jù)作為支撐：

1）基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)

電子地圖（可使用外網(wǎng)地圖、水利一張圖等）、數(shù)字高程模型數(shù)

據(jù)（DEM）、遙感影像數(shù)據(jù)，用于系統(tǒng)運行的工作底圖數(shù)據(jù)。

2）城市排水設(shè)施數(shù)據(jù)

城市排水管網(wǎng)分布圖（包括排水管線的平面位置、高程、埋深、

走向、規(guī)格、材質(zhì)、管線性質(zhì)、權(quán)屬單位、管線附屬構(gòu)筑物等）、檢

查蓋位置、水閘、泵站、污水廠、河道湖泊分布，以及排澇設(shè)施的開

啟標準和排澇能力數(shù)據(jù)。

3）排水監(jiān)測數(shù)據(jù)

低洼地、重要管網(wǎng)節(jié)點、污水處理廠、泵站等實時監(jiān)測數(shù)據(jù)通過

RTU傳輸?shù)奖镜胤?wù)器后進行本地化存儲、標準化管理。

4）排水業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

排水規(guī)劃、設(shè)施養(yǎng)護、工程建設(shè)、巡查、公眾服務(wù)等數(shù)據(jù)信息。

5）氣象水文數(shù)據(jù)

地面、氣溫、氣壓、相對濕度、水汽壓、風(fēng)、降水量等數(shù)據(jù)。

6）視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)

將目前已建成的各類視頻監(jiān)控通過視頻管理平臺接口調(diào)用、訪問

硬盤錄像機等方式實現(xiàn)一個平臺查看、管理。

7）其它數(shù)據(jù)

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工作人員通過手機APP采集上報的事件全過程處理文字、視頻、

圖片等信息。

8）外部共享數(shù)據(jù)

包括從其他行業(yè)部門共享的經(jīng)濟社會、土地利用、生態(tài)環(huán)境、氣

象、遙感等相關(guān)數(shù)據(jù)，支撐城市的防洪指揮調(diào)度和業(yè)務(wù)應(yīng)用分析工

1.1.4.2數(shù)據(jù)交換共享

本項目信息共享交換需求主要基于數(shù)據(jù)中臺實現(xiàn)，系統(tǒng)中運行產(chǎn)

生的水利工程調(diào)度相關(guān)信息數(shù)據(jù)，與數(shù)據(jù)中臺進行交換共享，為其他

需要調(diào)度相關(guān)信息的系統(tǒng)或部門提供便利C數(shù)據(jù)交換遵循以下原則：

一致性：在數(shù)據(jù)分布存儲和發(fā)布處理時，一致性原則是最重要的，

數(shù)據(jù)分布不應(yīng)該造成數(shù)據(jù)的不一致，數(shù)據(jù)一致性是通過自上而下的設(shè)

計來實現(xiàn)和控制的。與環(huán)保等外部職能部門數(shù)據(jù)交換時，如果出現(xiàn)庫

表結(jié)構(gòu)差異性的情況，需要考慮字段的對應(yīng)，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口來完

成數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)使用者的透明。

可靠性：在數(shù)據(jù)分布系統(tǒng)中，要保證系統(tǒng)的某一部件失效時，其

余部分仍能支持系統(tǒng)運行，要通過在不同地點存放冗余數(shù)據(jù)來保證可

靠性。

高效性：通過合理的數(shù)據(jù)分類，使數(shù)據(jù)存放在其常用的地點，并

建立數(shù)據(jù)同步復(fù)制和更新規(guī)則，以提高系統(tǒng)的響應(yīng)時間。

可擴展性和靈活性：數(shù)據(jù)分布是集中和分散的統(tǒng)一。一方面，數(shù)

據(jù)庫建設(shè)提供了數(shù)據(jù)集中管理的方法，它通過集中管理實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,

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北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

通過抽象實現(xiàn)數(shù)據(jù)的獨立，給用戶提供一個總的、聚合的、唯一的數(shù)

據(jù)集合與統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理方法；另一方面，計算機網(wǎng)絡(luò)是一個分散的

系統(tǒng)，給數(shù)據(jù)的分布提供了條件和技術(shù)，并通過通信線路互連的計算

機進行數(shù)據(jù)分布，以適用用戶地域分散的需要。

1.1.5應(yīng)用支撐需求

為進一步提升業(yè)務(wù)應(yīng)用智能化水平，結(jié)合本次項目建設(shè)需求，進

行業(yè)務(wù)應(yīng)用模型的開發(fā)，為城市.數(shù)字攣生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排

水系統(tǒng)提供相應(yīng)的模型服務(wù)，并補充數(shù)字攣生平臺，構(gòu)建三維虛擬場

景，為水利工程調(diào)度智能化、信息化提供支持。

1.2項目建設(shè)必要性

1.2.1城市對防汛、治澇調(diào)度業(yè)務(wù)的需求

目前，由于城市尚未建成防汛、治澇預(yù)警預(yù)報指揮調(diào)度信息應(yīng)用

平臺，缺少統(tǒng)一指揮調(diào)度的系統(tǒng)功能，因此有必要建設(shè)城市數(shù)字李生

城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)，以“防汛、治澇”事件先行，為

后期其他相關(guān)業(yè)務(wù)平臺建設(shè)做充分準備。

1、對接數(shù)據(jù)中臺、應(yīng)用中臺、智能中臺，以防汛、治澇先行開創(chuàng)

調(diào)度指揮建設(shè)，開展防汛、治澇綜合監(jiān)測預(yù)警，提高領(lǐng)導(dǎo)決策支持的

科學(xué)性和準確性的需要。

2、建立城市數(shù)字李生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)，涵蓋洪

澇臺災(zāi)害事件的監(jiān)測、預(yù)警、會商研判、指揮調(diào)度、總結(jié)評估等全流

io

北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

程管理；實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)智能分析應(yīng)用的需要。

3、結(jié)合城市防汛、治澇調(diào)度管理業(yè)務(wù)需求，構(gòu)建態(tài)勢大屏、一張

圖，使范圍內(nèi)的突發(fā)事件能夠“看得見、聽得清、信息準、反應(yīng)快”，

確保指令下得去，情報上得來，加強“第一時間、第一現(xiàn)場”的信息

獲取、處置決策與指揮調(diào)度能力。

1.2.2保證城市防汛、治澇工作的重要措施

利用先進的信息化技術(shù)，建設(shè)城市數(shù)字攣生城區(qū)防洪指揮平臺與

智能排水系統(tǒng)，為城市水務(wù)局相關(guān)工作人員展示當前的防汛、治澇形

勢，有效提高防汛、治澇人員應(yīng)急響應(yīng)效率，為防汛、治澇減災(zāi)工作

的重要部署提供必要的決策支持。因此，有必要建設(shè)城市數(shù)字攣生城

區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)，利用現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)對區(qū)

域防汛、治澇業(yè)務(wù)進行系統(tǒng)、科學(xué)、有效的管理，減少洪澇災(zāi)害損失，

促進區(qū)域業(yè)務(wù)可持續(xù)發(fā)展。

1.2.3城市防汛、治澇智慧化走向

目前大多數(shù)傳統(tǒng)防汛工作中都是根據(jù)人工操作，根據(jù)專業(yè)防汛人

員的經(jīng)驗和領(lǐng)域知識進行分析預(yù)估。隨著水文氣象數(shù)據(jù)容量和復(fù)雜性

的爆炸式劇增，原始的人工方法面臨：專業(yè)人員數(shù)量缺乏、數(shù)據(jù)獲取

困難、數(shù)據(jù)延時過長、受片面信息影響嚴重、決策效率低下等挑戰(zhàn)。

防汛信息化工作轉(zhuǎn)向智能化的需求越來越強烈，通過成熟的數(shù)據(jù)分析

手段與機器學(xué)習(xí)等人工智能相關(guān)技術(shù)對臺風(fēng)、洪水進行動態(tài)評估，提

it

北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

供專業(yè)防汛人員進行決策支持。

1.2.4符合數(shù)字攣生先行先試建設(shè)要求

數(shù)字李生流域建設(shè)是一項創(chuàng)新的技術(shù)密集型復(fù)雜系統(tǒng)工作，需耍

進行先行先試，并在此基礎(chǔ)上完善標準規(guī)范，加強技術(shù)管理、科研攻

關(guān)和人才隊伍建設(shè)，不斷強化技術(shù)支撐保障，實現(xiàn)點上突破并以點帶

線帶面?！丁笆奈濉敝谴人ㄔO(shè)規(guī)劃》明確“十四五”期間智蔥

水利體系1.0版，將構(gòu)建覆蓋全國的L1級數(shù)據(jù)底板，并實現(xiàn)年度更

新基本構(gòu)建覆蓋重點河流和重點區(qū)域的L2級數(shù)據(jù)底板。城市數(shù)字攣

生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)數(shù)字攣生的建設(shè)，符合數(shù)字攣生

先行先試建設(shè)要求，并能夠為智慧水利建設(shè)進一步提供多元有力的

“算據(jù)”支撐。本次在數(shù)字攣生底板的基礎(chǔ)上，集成耦合多維多時空

尺度高保真數(shù)學(xué)模型，為數(shù)學(xué)模型結(jié)果仿真表達提供接入和渲染能力,

生成高精度數(shù)字攣生場景；并在此基礎(chǔ)上，為四預(yù)仿真、輔助決策、

運行調(diào)度等功能建設(shè)提供基礎(chǔ)，為防洪指揮與智能排水的輔助決策與

調(diào)度提供支撐。

北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

1.3幾何仿真推演能力建設(shè)內(nèi)容

通過與模型庫（智能中臺）對接，獲取XX市降雨預(yù)報模擬結(jié)果、

洪水預(yù)報模擬結(jié)果和內(nèi)澇模型模擬結(jié)果數(shù)據(jù)，基于模型模擬結(jié)果進行

降雨、洪水和城市內(nèi)澇過程的仿真推演，為四預(yù)能力和仿真預(yù)演提供

數(shù)據(jù)支撐。

L3.1降雨過程仿真

支持水業(yè)務(wù)應(yīng)用場景中動態(tài)雨的仿真模擬，結(jié)合模擬降雨的結(jié)果

數(shù)據(jù)，通過開關(guān)、強度、速度、雨滴大小等設(shè)置，進行真實降雨場景

仿真呈現(xiàn)。

降雨過程仿真

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1.3.2產(chǎn)匯流過程仿真

產(chǎn)匯流過程仿真通過降雨開始，雨水降落至地表、形成地表徑流、

匯流等過程，最終通過排水設(shè)施排入受納水體的過程，并進行仿真呈

現(xiàn)。

產(chǎn)匯流過程仿真

133洪水演進過程仿真

結(jié)合水動力學(xué)仿真模型模擬結(jié)果，抽提關(guān)鋌的三維建模參數(shù)和指

標，進行洪水演進效果仿真推演。當?shù)乇韽搅饔晁ㄟ^排放口排入河

道以后會對河道的水位、流速、流量以及水質(zhì)造成較大的影響，通過

洪水演進功能可以真實的反應(yīng)不同降雨場景下河道的洪水演進狀態(tài)。

并且通過模型模擬結(jié)果分析判斷水頭演進，洪峰演進等過程，為洪水

的演進過程仿真表達做支撐。

14

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洪水演進過程仿真

1.3.4洪水淹沒過程仿真

當上游水利樞紐泄洪或者河道出現(xiàn)漫堤狀態(tài)時，會產(chǎn)生地表的洪

水淹沒，基于地表二維水動力學(xué)模擬結(jié)果進行河道洪水演進過程的仿

真表達，直觀展示洪澇災(zāi)害和洪水淹沒范圍、淹沒水深、淹沒持續(xù)時

間等關(guān)鍵信息。

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北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

洪水淹沒過程仿真

1.3.5水利工程調(diào)度過程仿真

水利工程調(diào)度過程仿真主要通過對接防洪預(yù)報模型，進行水利工

程調(diào)度預(yù)案等過程的仿真，包括洪水調(diào)度信息，開閘放水特效、洪水

調(diào)度過程，如當前洪峰位置、洪峰到達下一重點斷面時間、重點斷面

水位以及重點斷面預(yù)計到達警戒水位時間等變化過程的仿真。

1.3.6地表積水過程仿真

城市內(nèi)澇過程仿真的展現(xiàn)效果為當?shù)乇韽搅饔晁畢R流至雨水篦

子，通過雨水篦子匯入排水系統(tǒng)，再通過排水管道輸送至排放口排至

河道。當下游排水管道能力不足或者排水不暢時，管道雨水會通過雨

水篦子冒溢，冒溢雨水與地表徑流雨水共同導(dǎo)致城市內(nèi)澇，基于內(nèi)澇

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模型模擬結(jié)果進行城市內(nèi)澇過程的仿真推演，包括宏觀積水過程推演

和微觀局部場景積水過程推演。

1.4業(yè)務(wù)應(yīng)用可視化支撐能力建設(shè)

1.4.1調(diào)度態(tài)勢大屏

基于LI、L2、L3三級數(shù)據(jù)底板，以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對河

湖水系、閘壩泵站、排澇管網(wǎng)等基礎(chǔ)信息，雨水工情監(jiān)測信息及智慧

應(yīng)用提供的信息進行疊加展示，為用戶提供可視化的統(tǒng)計視圖，方便

用戶從全局直觀了解河道、水庫、雨情監(jiān)測、水情監(jiān)測的基本統(tǒng)計情

況。支持全要素界面展示，對水利基礎(chǔ)信息、全景全貌、運行視頻、

實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、預(yù)警信息等信息通過圖標落點、彈窗、圖表等形式進

行表達和呈現(xiàn)，實現(xiàn)水利基礎(chǔ)信息在三維場景中的管理和交互。如天

氣模塊，依據(jù)輸入的時間和降雨信息，實現(xiàn)晨昏場景變化及小雨、中

雨、大雨及降雪場景動態(tài)模擬展示。

結(jié)合業(yè)務(wù)需求，建立調(diào)度態(tài)勢大屏信息服務(wù)。通過對接現(xiàn)有物聯(lián)

感知系統(tǒng)，接入水雨情、管網(wǎng)、排放口、泵站、污水廠、井蓋、積水

點、排水戶、面源污染、河湖堤防、閘站等要素的監(jiān)測設(shè)備，基于數(shù)

字攣生平臺，實時動態(tài)獲取包括水雨情、內(nèi)澇、閘泵站水位、排水管

道水位流量、閘泵站工情、重要河堤和內(nèi)澇點的視頻圖像、水質(zhì)、風(fēng)

速等監(jiān)測數(shù)據(jù)。構(gòu)建預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案的調(diào)度態(tài)勢大屏，利用

三維可視化技術(shù)搭建，實現(xiàn)數(shù)據(jù)板上看，業(yè)務(wù)隨時處理。

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北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

L4.1.1全域三維場景展示

在數(shù)字攣生平臺（L2精度）上展示XX市城區(qū)的基礎(chǔ)信息，包括

水庫、河流（包括水流效果）、排澇站、泵站、水閘、強排站、防汛

物質(zhì)、搶險隊伍，實現(xiàn)基礎(chǔ)信息的空間化展示c其中排澇站、泵站、

水閘、強排站采用L3精度進行展示。

將數(shù)字享生應(yīng)用場景相關(guān)的.重要信息進行可視化，將實時動態(tài)數(shù)據(jù)展示，實現(xiàn)快速瀏覽查

詢，掌握流域內(nèi)最新水量、雨情、水情、工情、工況、氣象等信息，為防洪等應(yīng)用提供信息

匯聚、直觀快速、多源融合的全景展示。

多維度全景概覽。從三維宏觀視角切入xx市城區(qū)全貌，進行整體的宏觀瀏覽、信息查詢。

設(shè)計具有選擇、畫面展示、情景漫游功能的全景展示引擎，措是實時動態(tài)且具有沉浸感的虛

擬現(xiàn)實環(huán)境，將傳統(tǒng)二維表達的信息上升到三維立體空間，可以多角度、不同距離的觀看空

中、水面、水下場景，并實現(xiàn)三維可視化與漫游、二維導(dǎo)航圖與三維場景的實時聯(lián)動。

監(jiān)測數(shù)據(jù)與學(xué)生全景聯(lián)動?；?shù)字字生場景，對xx市城區(qū)中的水閘、排澇站、關(guān)鍵拄

制測站等管理要素的分布、范圍、類型、狀態(tài)等信息進行綜合監(jiān)測，融合自然資源管理部門

和水利管理各部門等多行業(yè)的數(shù)據(jù)資源，支持對多行業(yè)數(shù)據(jù)的查看、統(tǒng)計、分析，以及可對

水文監(jiān)測信息等自然資源和水利監(jiān)測數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵指標進行多維可視分析。

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與學(xué)生全景聯(lián)動。數(shù)字李生應(yīng)用場景數(shù)據(jù)主要為通過專業(yè)模塊、模型或業(yè)務(wù)板塊

形成的專業(yè)數(shù)據(jù)，尤其是實時動態(tài)數(shù)據(jù)是本次可視化的重點，如水情、雨情、預(yù)警、險情等

信息。這些需要展示的信息由各業(yè)務(wù)模塊提供，通過數(shù)據(jù)接口提供，在三維系統(tǒng)的地圖和邊

欄上進行展示，展示內(nèi)容和要求由各業(yè)務(wù)模塊提出。

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北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

預(yù)報信息展示

預(yù)報是基礎(chǔ)。針布XX市骨干河流，在數(shù)字攣生平臺（L2精度）

上，通過匯聚XX市水雨情實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和氣象信息，包括精細化降

雨網(wǎng)格，短臨預(yù)報信息.，臺風(fēng)預(yù)報信息，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)采集氣象部門免

費共享發(fā)布的降水量預(yù)報圖，不斷加強實時雨水情信息的監(jiān)測報送和

分析研判能力，利用水文氣象耦合、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，為XX

市提供暴雨、大風(fēng)、暴雪、積水等多維多尺度數(shù)據(jù)服務(wù)及三維全息圖，

使得每次預(yù)報的結(jié)果都落在最小單位，提高預(yù)報的精準度并延長預(yù)見

期，并實現(xiàn)降水量預(yù)報圖的查詢和動畫播放。

預(yù)報功能通過將看不見的數(shù)據(jù)用看得見的形式進行表達，通過將

離散的點數(shù)據(jù)用模擬仿真、空間分析、大數(shù)據(jù)等手段表達為連續(xù)的面

數(shù)據(jù)，為防汛排澇應(yīng)急預(yù)報提供支撐。

1.4.1.3預(yù)警信息展示

預(yù)報是基礎(chǔ)，預(yù)警是前哨?；陬A(yù)報功能的水雨情預(yù)報數(shù)據(jù)并結(jié)

合水文水動力學(xué)模擬結(jié)果，為XX市提供包括雨情預(yù)警、水情預(yù)警、

降雨預(yù)警、城區(qū)內(nèi)澇預(yù)警等能力。通過分析識別排水系統(tǒng)發(fā)生內(nèi)澇的

風(fēng)險點，生成XX市城市內(nèi)澇風(fēng)險專題圖，針對不同降雨情景下城市

內(nèi)澇風(fēng)險評估結(jié)果，匹配預(yù)警信息的緊急和嚴重程度，進行預(yù)警信息

等級設(shè)定和劃分，劃分為“紅色預(yù)警、橙色預(yù)警、黃色預(yù)警和藍色預(yù)

警”四個等級。一旦降雨量達到城市內(nèi)澇災(zāi)害防御預(yù)警值時，及時啟

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動應(yīng)急響應(yīng)機制，確保應(yīng)急響應(yīng)機制各方面有機有效聯(lián)動，并及時向

可能受影響的相關(guān)部門和地區(qū)發(fā)布預(yù)警，提醒提前做好避險防范，確

保預(yù)警信息傳遞到人、防御責(zé)任到人，提前做好轉(zhuǎn)移避險。

（I）雨情監(jiān)測預(yù)警

在數(shù)字季生平臺上，展示XX市水位雨量站實時監(jiān)測信息。包括

雨量站名稱、柱狀圖展示24內(nèi)每小時降雨量。當雨量超過警戒值時，

發(fā)出雨情預(yù)警信息，系統(tǒng)通過與短信網(wǎng)關(guān)對接，將相關(guān)信息通過短信

的方式推送給責(zé)任人及相關(guān)人員。

（2）水位監(jiān)測預(yù)警

在數(shù)字李生平臺上，展示XX市水位站實時監(jiān)測信息。包括監(jiān)測

站名稱、當前水位、警戒水位、保證水位信息。當監(jiān)測水位達到限值

時，發(fā)出水位預(yù)警信息，系統(tǒng)通過與短信網(wǎng)關(guān)對接，將相關(guān)信息通過

短信的方式推送給責(zé)任人及相關(guān)人員。

（3）降雨預(yù)警

在數(shù)字攣生平臺上，展示XX市降雨監(jiān)測站點的實時監(jiān)測信息,

以降雨等值面、熱力圖等方式展示全區(qū)降雨分布，快速識別和定位XX

市暴雨中心點，為防汛排澇的應(yīng)急原提供空間信息參考，支持降雨變

化趨勢的動態(tài)播放和查詢降雨預(yù)警信息。

（4）城區(qū)內(nèi)澇預(yù)警

根據(jù)氣象和防汛發(fā)布內(nèi)澇預(yù)警信號等級，啟動相應(yīng)的響應(yīng)行動,

通過統(tǒng)一的短信平臺，及時快速地發(fā)送預(yù)警信息、汛期信息、災(zāi)害信

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北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

息等，通知各防汛責(zé)任單位進入響應(yīng)行動。通過對接內(nèi)澇模擬模型，

快速識別、篩查、定位內(nèi)澇預(yù)警風(fēng)險點，為城區(qū)內(nèi)澇預(yù)警信息的發(fā)布

和內(nèi)澇應(yīng)急搶險決策提供參考。

預(yù)演模擬展不

預(yù)演是參謀。預(yù)演功能在數(shù)字李生數(shù)據(jù)底板基礎(chǔ)上集成耦合多維

多時空尺度高保真數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建數(shù)字季生防汛排澇模擬仿真平臺，

主要用來支撐極端降雨天氣下城市內(nèi)澇災(zāi)害等水事件的決策、調(diào)度和

管理。通過對歷史雨水情信息的分析研判，按照歷史最大內(nèi)澇場景進

行內(nèi)澇災(zāi)害過程推演，在數(shù)字流場中進行預(yù)演，包括雨水情預(yù)演、地

表產(chǎn)匯流過程預(yù)演、河道洪水演進過程預(yù)演、防汛調(diào)度過程預(yù)演、內(nèi)

澇災(zāi)害淹沒過程預(yù)演等，同時對標準內(nèi)洪水的調(diào)度，超標準洪水的防

御，洪水淹沒路徑與范圍以及受災(zāi)區(qū)域內(nèi)人員信息的統(tǒng)計、轉(zhuǎn)移路徑

等過程進行預(yù)演。

城區(qū)內(nèi)澇預(yù)演：根據(jù)排水排澇預(yù)報模型的預(yù)報結(jié)果，通過數(shù)字攣

生平臺，基于L2級數(shù)據(jù)精度預(yù)演未來8~12小時出現(xiàn)積水點水位上

漲及回落過程，同時根據(jù)模型結(jié)果展示出道路積水的深度、范圍、風(fēng)

險等級、出現(xiàn)的時間。模擬排水系統(tǒng)在設(shè)計降雨條件下的運行情況,

判斷各種現(xiàn)期降雨條件下管網(wǎng)的超負荷情況，以及溢水節(jié)點的數(shù)量和

范圍，結(jié)合二維模型預(yù)測不同降雨條件下內(nèi)澇積水的分布范圍和嚴重

程度，結(jié)合區(qū)域重要性和脆弱性進行城市內(nèi)澇風(fēng)險等級劃分。

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預(yù)案信息展示

預(yù)案是決策，通過對接防汛排澇業(yè)務(wù)系統(tǒng)，基于模型模擬結(jié)果,

仿真表達極端強降雨、超標準洪水等最不利情況下內(nèi)澇災(zāi)害的演進狀

態(tài)及防御狀態(tài)，包括防汛工作小組、防汛物資、搶險隊伍、危險區(qū)劃

定、人員轉(zhuǎn)移、重要堤防防守、城市防洪排澇調(diào)度和重要基礎(chǔ)設(shè)施防

護等方面，為洪澇災(zāi)害的聯(lián)合調(diào)度和應(yīng)急指揮提供參考。

預(yù)案仿真通過融合水文、水動力學(xué)仿真模型的結(jié)果，將識別優(yōu)化

的預(yù)案信息在數(shù)字攣生場景中進行可視化展示，構(gòu)建一套能支持不同

預(yù)案運行效用關(guān)鍵指標的可視化展示及分屏對比通用模板和工具，輔

助用戶在業(yè)務(wù)應(yīng)用中快速搭建預(yù)案分析可視化場景。

預(yù)案效果對比通過分屏和多屏對比方式，將不同的調(diào)度策略預(yù)案

信息進行對比展示，通過觸發(fā)不同預(yù)案的分屏對比效果，指導(dǎo)用戶選

擇最優(yōu)的調(diào)度策略，并對調(diào)度策略實施的動態(tài)效果進行可視化展示,

提供一套進行現(xiàn)場核查、資源搜索、調(diào)令下發(fā)、結(jié)果查看的通用工具，

為防洪抗旱聯(lián)合調(diào)度提供支撐。

城區(qū)內(nèi)澇預(yù)案：根據(jù)排水排澇預(yù)先設(shè)置的預(yù)案，啟動不同預(yù)案展

示積水變化可能造成的影響，并生成最優(yōu)調(diào)度方案，通過數(shù)字攣生平

臺呈現(xiàn)排澇調(diào)度方案模擬結(jié)果，展示閘泵啟閉、泵車運行、水流狀態(tài)，

并顯示通過執(zhí)行最優(yōu)調(diào)度方案后道路積水的深度、范圍、積退水歷時

的變化情況，可通過設(shè)定判斷指標體系，對調(diào)度方案模擬結(jié)果進行評

估，為XX市防汛排澇排澇預(yù)案制定、選擇、決策提供參考。

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北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

1.4.2監(jiān)測運行專題可視化

在數(shù)字攣生平臺（L2精度）上展示XX市城區(qū)的監(jiān)測信息，包括

雨情信息、水情信息，水位信息、積水信息、視頻等。

1.4,2.1統(tǒng)計分析

實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計、分析，并對統(tǒng)計結(jié)果用餅狀圖、柱

狀圖、條形圖統(tǒng)、氣泡圖、雷達圖等多種形式展示，對降雨等值面、

地下水等值線、水質(zhì)、流量等監(jiān)測結(jié)果進行插值渲染，實現(xiàn)離散數(shù)據(jù)

的三維空間化全息展示。

L4.2.2降雨仿真

開發(fā)降雨等值線、等值面、熱力圖、按行政區(qū)劃聚合等數(shù)據(jù)展示

模板，在系統(tǒng)中能夠?qū)崟r查看最新接入降雨數(shù)據(jù)的等值線、等值面、

熱力圖和聚合效果，將降雨數(shù)據(jù)按行政區(qū)劃進行統(tǒng)計，并以分層設(shè)色

或者其他渲染方式直觀展示出來，以顏色深淺或者不同顏色代表不同

降雨等級。

1.4.2.3水質(zhì)仿真

在系統(tǒng)中提前嵌入水質(zhì)標準限值，對水質(zhì)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過顏

色直觀的展現(xiàn)水質(zhì)從I類到劣V類的情況，支持COD、NH3、TP、

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TN、TOC等多個水質(zhì)指標的統(tǒng)計分析。實現(xiàn)水質(zhì)類型熱力圖分類展

示、類型指標統(tǒng)計分析等功能。

1.4.2.4水位仿真

對感知數(shù)據(jù)，接入的河道水位感知數(shù)據(jù)通過動態(tài)水面直觀的展現(xiàn)

水位情況，通過水位面和水位動態(tài)曲線耦合，可查看該點監(jiān)測數(shù)據(jù)在

近期的變化情況。實現(xiàn)場景水務(wù)時序互通、各類監(jiān)測站點實況數(shù)據(jù)可

視化、歷史數(shù)據(jù)接入可視化等功能。

1.4,2.5積水仿真

構(gòu)建區(qū)域積水等值面，疊加攣生場景，實現(xiàn)區(qū)域積水擴散及強度

可視化預(yù)覽。實現(xiàn)積水過程仿真模擬、積水強度顏色自定義、積水風(fēng)

險點風(fēng)險預(yù)警等功能。

1.4.2.6視頻融合

將攝像頭實時畫面投射到三維場景中，并將相鄰的畫面進行拼接

融合，形成虛實融合的三維場景。通過對全局大場景進行監(jiān)控，可以

查看每個攝像頭畫面在空間中的實際位置、從不同角度查看實時畫面,

實現(xiàn)跨鏡頭監(jiān)視展示實時信息、協(xié)同搶險、防汛檢查等功能。

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1.4.3排水設(shè)施一張圖

1.4.3.1排水設(shè)施統(tǒng)計

基于數(shù)字李生平臺，將排水設(shè)施空間數(shù)據(jù)、設(shè)施基礎(chǔ)資料、管網(wǎng)

數(shù)據(jù)、管網(wǎng)隱患數(shù)據(jù)等統(tǒng)一上圖，對排水設(shè)施分層進行管理，通過多

維度、多精度、多要素的查詢、統(tǒng)計、分析、異常統(tǒng)計、數(shù)據(jù)報警和

展示功能。排水設(shè)施專題在XX市綜合攣生場景中，對排水系統(tǒng)“源

（戶）_網(wǎng)_站一廠”進行二三維一體化展示，直觀反映排水設(shè)施兒何現(xiàn)狀、

接駁情況、排水規(guī)則。

排水設(shè)施一張圖

1.4.3.2排水管網(wǎng)專題可視化

通過雨污管網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對雨污管網(wǎng)信息進行展示，包含管網(wǎng)監(jiān)

測信息、管網(wǎng)運行狀況、管網(wǎng)預(yù)警信息等。

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排水管網(wǎng)一張圖

1.4.3.3排水設(shè)施運行專題可視化

基于數(shù)字李生平臺，實現(xiàn)降雨、地表積水、智能井蓋、管井水位、

泵閘站水位、污水處理廠水質(zhì)水量、管井水質(zhì)、排口水質(zhì)、設(shè)施運行

工況等實時運行監(jiān)測、口常監(jiān)測管理、人員巡檢運維、告警預(yù)警、監(jiān)

測分析等數(shù)據(jù)的可視化展示，支撐實現(xiàn)排水設(shè)施設(shè)備日常運行情況進

行監(jiān)測監(jiān)控。

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排水設(shè)施一張圖

1.43.4排水設(shè)施安全研判專題可視化

數(shù)字攣生流域建設(shè)基于流域信息基礎(chǔ)設(shè)施及業(yè)務(wù)應(yīng)用，通過接收

的感知數(shù)據(jù)而同步演化，搭建數(shù)字李生應(yīng)用場景。安全研判是通過安

全監(jiān)測設(shè)備，進行常規(guī)及關(guān)鍵薄弱點的變形監(jiān)測和滲流監(jiān)測，為數(shù)字

攣生流域提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)源。同時，以工程安全監(jiān)測預(yù)警、工程安全

運行大數(shù)據(jù)分析等模型為驅(qū)動，快速分析工程運行過程中存在的安全

問題及隱患，提升工程安全監(jiān)測預(yù)警的時效性與智能化程度。

通過數(shù)字攣生平臺實現(xiàn)對堤防變形、滲流等安全監(jiān)測數(shù)據(jù)及研判

結(jié)果的三維可視化展示。

1.43.4.1排水設(shè)施安全在線監(jiān)測可視化

安全在線監(jiān)測可視化模塊可對排水設(shè)施的安全穩(wěn)定性進行初步

27

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分析評判提供可視化支撐，實時展示各重要部位最新監(jiān)測數(shù)據(jù)及預(yù)警

數(shù)據(jù)，幫助用戶掌握實時運行狀態(tài)，展示內(nèi)容包括監(jiān)測數(shù)據(jù)、過程線、

預(yù)警信息、監(jiān)測設(shè)備完好率、缺測率等內(nèi)容。

1.4.3.4.2排水工程安全分析評估專題可視化

排水工程安全分析評估能夠?qū)v史監(jiān)測資料進行整編計算、定量

分析、比較判斷和綜合統(tǒng)計，實現(xiàn)從監(jiān)測點到監(jiān)測斷面、監(jiān)測部位的

異常告警，并在此基礎(chǔ)上對整個工程的安全狀況做出綜合評估，對異

常現(xiàn)象給出可能的原因以供進一步檢查確認。排水工程安全分析評估

專題可視化可以提供監(jiān)測異常、安全評估結(jié)果在二維場景的可視化表

達。

1.4.4水利工程調(diào)度專題可視化

水利工程專題通過對接水利工程管理應(yīng)用系統(tǒng)，對接水利工程要

素的基礎(chǔ)和業(yè)務(wù)運行數(shù)據(jù)，在數(shù)字攣生平臺中送行統(tǒng)一的管理和表達。

實現(xiàn)水利工程要素的空間化展示，對水利工程的基礎(chǔ)信息、全景全貌、

運行視頻、實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、預(yù)警信息和運行狀態(tài)等信息通過圖標落點、

彈窗、圖表等形式進行表達和呈現(xiàn)，實現(xiàn)水利工程運行狀態(tài)在三維場

景中的管理和交互。通過對接水利工程調(diào)度模型，對XX市水利工程

防洪調(diào)度場景進行三維可視化展示。

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1.4.4.1防洪場景展示

1）工程泄水場景

構(gòu)建城區(qū)重點水利樞紐工程包括4座水閘、4座橡膠壩三維過水

場景的動態(tài)展示、運行狀態(tài)展示。

2）河流場景

構(gòu)建河流城區(qū)場景，接入模型建設(shè)單位提供的河流水位變化信息,

實現(xiàn)動態(tài)水位變化在三維場景中的展示。

1.4.4.2排澇場景展示

基于數(shù)據(jù)中介提供的實時預(yù)報監(jiān)測信息，和模型建設(shè)單位提供的

排澇分析成果，匹配各建筑物調(diào)度規(guī)則，集成數(shù)學(xué)模型耦合計算結(jié)果,

通過可視化平臺呈現(xiàn)不同條件、不同指令下的調(diào)度方案模擬結(jié)果，動

態(tài)展示閘門啟閉、水流狀態(tài)，及調(diào)度后水位的變化情況。

1）低洼地積水點

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構(gòu)建低洼地積水點場景，動態(tài)呈現(xiàn)城區(qū)內(nèi)低洼地區(qū)澇水的水位上

漲、消退情況。可視化呈現(xiàn)積水深度、范圍。

2）管網(wǎng)

基于排澇管網(wǎng)BIM模型與排水設(shè)備及監(jiān)測站點BIM模型，搭建

管網(wǎng)場景，三維動態(tài)展示管網(wǎng)入河場景、管內(nèi)液位場景。

3）閘泵站

基于閘泵站內(nèi)外部BIM建模，結(jié)合排澇模型分析計算數(shù)據(jù)，構(gòu)建

閘泵站場景，動態(tài)展現(xiàn)閘門啟閉、泵站開啟及水流效果。

4）排水調(diào)度場景

基于三維場景，動態(tài)展現(xiàn)巡檢人員移動及搶險車輛基本情況。

1.4.5防洪四預(yù)專題可視化

預(yù)報

L4.5.1.1氣象預(yù)報信息展示

通過匯聚氣象局或系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)采集氣象部門免費共享發(fā)布

的降水量預(yù)報圖，不斷加強實時雨水情信息的監(jiān)測報送和分析研判，

利用水文氣象耦合、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，提供暴雨、大風(fēng)、暴

雪等氣象信息三維全息圖展示，并通過動態(tài)播放的形式實時展示氣象

信息的動態(tài)變化情況。

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1.4.5.L2洪水預(yù)報信息展示

河道閘門水位預(yù)報，展示累計雨量，起漲水位、時間，洪峰水位、

時間等。

1.4.5.1.3城區(qū)內(nèi)澇預(yù)報信息展示

實現(xiàn)內(nèi)澇信息實時跟蹤；依據(jù)構(gòu)建的XXX城區(qū)排水排澇模型和

內(nèi)澇預(yù)報預(yù)警信息，展示提前8?12小時預(yù)判城區(qū)內(nèi)澇風(fēng)險，提升內(nèi)

澇風(fēng)險識別與預(yù)警能力，排水防澇預(yù)報、可以直觀查閱預(yù)報天氣預(yù)報

及內(nèi)澇預(yù)報信息。

預(yù)警

包括實時預(yù)警和預(yù)報預(yù)警。

1.4.5.2.1實時預(yù)警

通過對接物聯(lián)感知監(jiān)測監(jiān)測平臺，通過預(yù)警閾值規(guī)則，對預(yù)警數(shù)

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據(jù)進行快速識別、抽提，并在大屏可視化首頁進行預(yù)警信息總覽，預(yù)

警數(shù)據(jù)包括雨情預(yù)警、水情預(yù)警、內(nèi)澇預(yù)警、臺風(fēng)預(yù)警、險情預(yù)警、

水質(zhì)預(yù)警、水量預(yù)警、工程運行預(yù)警等。并實現(xiàn)預(yù)警信息統(tǒng)計、預(yù)警

點位查看等功能。

1.4.5.2.2預(yù)報預(yù)警

通過對接水文、氣象等預(yù)報模擬模型，對未來872小時的降雨、水情等預(yù)報信息進行快

速的抽提、組織和統(tǒng)計分析，識別未來的預(yù)報預(yù)警信息，支持預(yù)報預(yù)警信息的展示和發(fā)布。

預(yù)演

針對預(yù)警風(fēng)險，依據(jù)預(yù)報信息，進行智慧化模擬。通過集成耦合

智慧化模擬結(jié)果，以三維仿真演染技術(shù)進行水雨情運行過程模擬結(jié)果

的仿真推演展示，包括降雨過程、產(chǎn)匯流過程、洪水演進過程、內(nèi)澇

淹沒過程等，為XX市防洪指揮調(diào)度和指揮排水運行提供支撐。

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同時支撐XX市城市防洪調(diào)度方案的預(yù)演，通過調(diào)用不同模擬情

景和運行工況，識別抽提當前重點工程、閘壩、泵站調(diào)度狀況及采取

的調(diào)度措施，通過數(shù)字攣生平臺呈現(xiàn)調(diào)度方案模擬結(jié)果，展示閘門啟

閉、水流狀態(tài)，并顯示調(diào)度后水位的變化情況和不同調(diào)度方案下的洪

水、地表淹沒等過程，為調(diào)度方案的下發(fā)和決黃提供支撐。

預(yù)案

結(jié)合預(yù)演結(jié)果，并結(jié)合己有預(yù)案結(jié)構(gòu)化成果，生成指揮調(diào)度的參

考預(yù)案。支持預(yù)案的預(yù)覽、下載。

基干項目建設(shè)的數(shù)字攣生平臺，結(jié)合水動力模型和各部門接入數(shù)

據(jù)，在平臺中進行干流洪水演進、風(fēng)險研判預(yù)演、潰壩潰堤預(yù)演分析

等場景預(yù)演，將產(chǎn)生的預(yù)警信息通過預(yù)案內(nèi)容進行信息共享。將研判

調(diào)度預(yù)案執(zhí)行情況與防洪形勢變化情況進行及時更新，指導(dǎo)開展新一

輪預(yù)案優(yōu)化。

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第2章總體設(shè)計方案

2.1建設(shè)思路

深入貫徹落實“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”新

時期水利工作方針，緊緊圍繞水利改革發(fā)展目標，結(jié)合防汛、治澇預(yù)

警預(yù)報指揮調(diào)度的建設(shè)任務(wù)，以創(chuàng)新為動力，以需求為導(dǎo)向，以整合

為手段，以應(yīng)用為核心，以安全為保障，強化防汛、治澇業(yè)務(wù)與信息

技術(shù)深度融合，深化防汛、治澇信息資源開發(fā)利用與共享，堅持公共

服務(wù)與業(yè)務(wù)應(yīng)用協(xié)同發(fā)展，加強立體化監(jiān)測、精細化管理、智能化決

策和便捷化服務(wù)能力建設(shè)。

按照“建成協(xié)同智能的防汛、治澇預(yù)警預(yù)報業(yè)務(wù)應(yīng)用體系、有序

共享的水利工程調(diào)度信息資源體系、集約完善的水利工程調(diào)度信息化

基礎(chǔ)設(shè)施體系、安全可控的水利工程調(diào)度網(wǎng)絡(luò)安全體系及優(yōu)化健全的

水利工程調(diào)度信息化保障體系”的建設(shè)要求，開展本項目的設(shè)計。

2.2建設(shè)原則

總體建設(shè)原則是本著“實用、可靠、經(jīng)濟、先進、標準、開放”

的原則進行設(shè)計。具體遵循以下幾方面的原則：

（1）需求驅(qū)動，注重實用

積極與甲方單位密切配合，細微、周全、廣泛地調(diào)研同類系統(tǒng)的

特點，博采眾長。為使系統(tǒng)真正地為提高防汛、防介水平和水利工程

管理出力，除設(shè)計單位從技術(shù)角度考慮外，還需充分了解需求單位的

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工作方式、方法及決策模型，再與先進的計算機技術(shù)相結(jié)合，使設(shè)計

的系統(tǒng)能滿足日常管理工作的需要。

(2)統(tǒng)一平臺，資源共享

充分利用已有水利信息資源，實現(xiàn)信息資源共享交換。采用已建

設(shè)的數(shù)據(jù)中臺、應(yīng)用中臺、智能中臺，為各業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供共用的資源，

實現(xiàn)信息高度共享，避免重復(fù)開發(fā)。

(3)突出重點，統(tǒng)籌建設(shè)

堅持以防汛、治澇預(yù)警預(yù)報指揮調(diào)度應(yīng)用為核心，進行數(shù)據(jù)儲存

和管理、模型開發(fā)、業(yè)務(wù)應(yīng)用建設(shè)，尤其是軟件開發(fā)應(yīng)根據(jù)重點先行，

逐步跟進和完善，合理安排，統(tǒng)籌建設(shè)u

(4)先進性

在設(shè)計時盡量采用先進的監(jiān).測、分析、計算、控制及軟件等技術(shù)，

保證項目建成后達到國內(nèi)先進水平，并能夠通過升級保持項目的先進

性，同時要保證采用的各項先進技術(shù)的穩(wěn)定性和成熟性。

(5)可靠性

項目的建設(shè)需滿足操作簡單扼要，易于運行維護及錯誤判斷等要

求，因此設(shè)計時必須充分考慮運行環(huán)境的要求及系統(tǒng)的抗干擾等措施,

保證系統(tǒng)運行的可靠性。

(6)安全性

設(shè)計時要從多方面保證系統(tǒng)的安全性。包括系統(tǒng)對故障的良好恢

復(fù)能力，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全以及操作的安全。系統(tǒng)具有防止被非法入侵、

修改的機制以及完善的人員權(quán)限管理機制，防止未經(jīng)授權(quán)的人員誤用

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或進行違紀活動。

(7)兼容性和可才展性

軟件平臺可以兼容己有或未來發(fā)展的需要，并充分保證異種系統(tǒng)

的互操作性。為滿足未來軟硬件的靈活部署和容量要求，設(shè)計時應(yīng)充

分考慮系統(tǒng)規(guī)模擴展的需求和升級能力。項目設(shè)計時要從三個方面考

慮其擴展性。一是規(guī)模的擴展性，適應(yīng)未來業(yè)務(wù)發(fā)展的需要；二是監(jiān)

測參數(shù)的可擴展性；三是系統(tǒng)功能的擴展性，適應(yīng)系統(tǒng)功能需求的變

化。

(8)易于管理和維護

設(shè)計時要充分考慮項目建成后易于使用和管理，減少管理費用；

同時，項目維護簡單方便，減輕維護人員的負擔(dān),有效減少運行費用。

(9)標準化、規(guī)范化

設(shè)計時對通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)等方面盡量采用是通

用的、標準化的，以方便進行設(shè)備互換及數(shù)據(jù)共享。同時在用戶操作

上應(yīng)統(tǒng)一規(guī)范化的操作方法和標準，軟件界面方便、直觀、一致，操

作簡便，容錯性好，方便操作人員和系統(tǒng)維護人員的日常工作，降低

日常維護工作量。

(10)邊試邊用，總結(jié)推廣

在數(shù)字攣生流域建設(shè)先行先試過程中不斷進行分析與總結(jié)，不斷

取得實效，對于先行先試探索出來的技術(shù)、方法、產(chǎn)品以及體制機制，

修煉形成可推廣可復(fù)制的經(jīng)驗和成果，加大示范應(yīng)用力度，以點帶面,

不斷強化推廣規(guī)模和效益。

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北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

2.3總體架構(gòu)

城市水務(wù)局結(jié)合當?shù)厮臍庀筇攸c，深入分析了城區(qū)周邊主要河

道行洪、分洪、蓄洪、滯洪能力，充分調(diào)研了坂區(qū)排水設(shè)施、排水工

程情況，基于數(shù)字攣生理念，提出了城市防洪排澇聯(lián)合調(diào)度總體架構(gòu),

即以城區(qū)水災(zāi)害防御為目標，充分基于一有信息化資源，升級改造數(shù)

字化場景，利用知識圖譜、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)，研發(fā)模型耦合聯(lián)動機制，

提升預(yù)測、模擬適應(yīng)客觀物理變化的迭代及自更新能力，構(gòu)筑具有“四

預(yù)”功能的城區(qū)防汛體系。

圖2?1城市防洪排澇聯(lián)合調(diào)度總體架構(gòu)

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第3章分項設(shè)計方案

3.1物聯(lián)網(wǎng)感知監(jiān)測

3.1.1低洼地（內(nèi)澇點）監(jiān)測

低洼地（內(nèi)澇點）監(jiān)測系統(tǒng)可實時監(jiān)測城區(qū)各低洼路段的積水水

位并實現(xiàn)自動預(yù)警。防汛、排水管理部門借助該系統(tǒng)可整體把握整個

城區(qū)內(nèi)澇狀況，及時進行排水調(diào)度。交通管理部門通過該系統(tǒng)可獲取

各路段的實時積水水位，并借助廣播、電視等媒體為廣大群眾提供出

行指南，避免人員、車輛誤入深水路段造成重大損失。

3.1.1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

低洼地積水監(jiān)測系統(tǒng)主要為城市道路、地面、隧道、立交橋等容

易積水的場合提供監(jiān)測預(yù)警服務(wù)。系統(tǒng)應(yīng)用電子水尺于各立交橋橋洞、

各路面街道、隧道等區(qū)域測量實時水位信息；采用高度集成的一體化

設(shè)備，包含多傳感器接入，本地化預(yù)警，遠程無線發(fā)射，蓄電池充放

電管理等單元，具有易于架設(shè)，使用簡單，待機功耗低，通信距離遠，

可靠性高的優(yōu)點。

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北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

圖3-1低洼地積水監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)成圖

低注地積水監(jiān)測系統(tǒng)主要由本地雨量水位感知設(shè)備、LED報警設(shè)

備組成，數(shù)據(jù)通過本地遠傳RTU上傳至數(shù)據(jù)中臺，排水業(yè)務(wù)應(yīng)該系

統(tǒng)取中臺數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)展示及報警。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示：

監(jiān)測站包括電子水尺、雨量傳感器等設(shè)備監(jiān)測各個積水點的水文、

氣象數(shù)據(jù)，可以完成積水深度、溫度、濕度、雨量等數(shù)據(jù)采集，并通

過無線方式上傳至數(shù)據(jù)中臺。

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北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

嗟市枳水蚓髓監(jiān)測累助收福中心

工”站na?./密！?？冕WEB&1SJB發(fā)布JK3潟!

】，雷刮試

城市道路枳水監(jiān)為預(yù)警第統(tǒng)構(gòu)成圖

圖3?2監(jiān)測點信息上報及預(yù)警示意圖

數(shù)據(jù)中臺通過相關(guān)的軟件，接收并處理由監(jiān)測站發(fā)來的數(shù)據(jù)，將

處理的數(shù)據(jù)信息在第一時間分發(fā)給相關(guān)部門決簧者，并根據(jù)具體情況

及時發(fā)布預(yù)警信息。

在低洼地積水監(jiān)測系統(tǒng)中，需要對眾多的易積水點進行實時監(jiān)測,

大部分監(jiān)測數(shù)據(jù)需要實時發(fā)送到數(shù)據(jù)中心的后端服務(wù)器進行處理，并

通過WEB服務(wù)器發(fā)布。由于監(jiān)測站點分散，分布范圍廣，因此采用

GPRS/4G/5G等公共無線、NB-IoT等網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸。與有線通信

方式相比，具有使用費用低、施工簡單、維護方便等特點。

3.1.1.2系統(tǒng)功能

實時監(jiān)測道路低洼處、下穿式立交橋和隧道的積水水位，并通過

光纖網(wǎng)絡(luò)遠程傳送至數(shù)據(jù)中臺。

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北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

立交橋、隧道監(jiān)測點可通過情報板自動提示（或監(jiān)測中心遠程手

動提示）當前積水水位值或“允許通行”、“謹慎通行”、“禁止通

行”等警示信息。

立交橋、隧道積水監(jiān)測點可與本地排水泵站實現(xiàn)聯(lián)動，根據(jù)積水

水位自動控制排水泵組的啟停。

監(jiān)測點實時視頻監(jiān)控功能。

水位過高、設(shè)備異常時系統(tǒng)自動報警，并自動向責(zé)任人手機發(fā)送

報警短信。

系統(tǒng)軟件具備地圖展示、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、曲線

分析等功能，可導(dǎo)出為EXCEL報表或直接打印u

3.1.1.3主要設(shè)備

.1RTU

一體化設(shè)計:集遙測終端機功能與2.5G/3G/4G/Ethemet/LoRa/NB-

IoT傳輸功能于一體，實現(xiàn)水文/水資源數(shù)據(jù)的采集、存儲、顯示、控

制、報警及傳輸?shù)染C合功能。

工業(yè)級設(shè)計：寬溫設(shè)計，耐高低溫，耐強電磁干擾。適用于各種

惡劣的現(xiàn)場。采用完備的系統(tǒng)保護機制和防掉線機制，保證終端永

遠在線。

接口豐富、標準易用：提供2個翻斗式雨量計接口、2個RS232

接口、2個RS485接口、1個SDI?12接口、8路模擬量輸入接口、8

路開關(guān)量輸入接口、8路開關(guān)量輸出接口，4路繼電器輸出接口、1

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北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

個以太網(wǎng)接口、1個TF卡接口，支持4s20mA接口采集。

大容量數(shù)據(jù)存儲空間：提供32MB的內(nèi)部FLASH和外部TF卡

數(shù)據(jù)存儲空間，可存儲10年以上的采集數(shù)據(jù)。

多種通信方式：GPRS/CDMA/3G/4G/LoRa/NB-IoT/Ethernet為主

傳輸通道、短信為備份傳輸通道；可選北斗、衛(wèi)星、PSTN、超短波、

微波、ZigBee等通信方式。

低功耗設(shè)計：支持多種工作模式(包括自報式、查詢式、兼容模

式等)，最大限度降低功耗。

標準:符合《水文自動測報系統(tǒng)遙測終端機》(SL180-2015),

符合水利部《水文監(jiān)測數(shù)據(jù)通信規(guī)約》(SL651-20M)要求的標準通

信協(xié)議，通過《水資源監(jiān)控管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約》(SZY206-2016)

符合性測試，符合SZY203-2016《水資源監(jiān)測設(shè)備技術(shù)條件》和

SZY205-20I6《水資源監(jiān)測設(shè)備質(zhì)量檢驗》的要求。

.2電子水尺

電子水尺：目前最常用的水位傳感器，按測量方式大致可分為機

械浮子式、光電浮子式、超聲波式、電容式、壓力式、氣泡式、雷達

以及電子水位傳感器等多種形式，它們各有優(yōu)缺點。其中，最適合在

城市環(huán)境中使用的是電子水尺，它具有測量精度高，不受環(huán)境如溫度、

濕度、泥沙、波浪、降雨等因素的影響，安裝時不需要檢查井，既可

以垂直安裝，也可以傾斜貼壁安裝。尤其適用于測量精度要求高，水

位變幅不大的場合。

其主要特點為：

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北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

（1）采用先進微處理器芯片為控制器，具備高可靠性及抗干擾性

能，可應(yīng)用于江河、湖泊、水庫、河道、灌區(qū)渠道輸水等水利水文工

程中的水位監(jiān)測，特別適用于自來水、城市河道、城市內(nèi)澇（道路積

水）等市政工程中的水位監(jiān)測。

（2）采用先進的生產(chǎn)工藝技術(shù)，采用棒體結(jié)構(gòu)，并有不銹鋼防護

外殼，內(nèi)部用高性能的密封材料進行特殊處理，產(chǎn)品具有防腐、防凍、

耐熱、耐老化的特點，可在泥漿、污液和腐蝕性液體等各種惡劣的環(huán)

境中使用。

（3）具有采樣精度與傳感器的測量體長度無關(guān)的特點，對不同變

幅的應(yīng)用環(huán)境，測量精度保持不變，精度lcm0（等精度測量，對不

同的水位變幅，都保持測量精度不變）

（4）既可以單支使用，也可以多段級聯(lián)使用，可以根據(jù)現(xiàn)場實際

安裝位置及量程需求將傳感器縱向級聯(lián)以擴展測量量程，或橫向階梯

級聯(lián)形成多點測量網(wǎng)絡(luò)。

主耍參數(shù)：

水位測量精度：1cm（全量程等精度）

水位分辨能力：1cm

流量測量精度：±1%-5%（和選擇的渠道測量類型有關(guān)）

電源：DC12V

供電方式：太陽能電池板+鋰電池組合供電/220V電源供電

電源消耗：采樣時S5mA,非采樣時W200uA,通訊時0200mA

環(huán)境溫度：?70（不結(jié)冰）

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北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

保存溫度：-40?80℃

濕度：＜95%RH

量程:80cm、160cm＞240cm

分辨率：1cm

測量精度：1cm

輸出方式：TTL、RS485(9600,N,8,1)、GPRS

電流：0.4mA~20mA

.3雨?筒

主要技術(shù)參數(shù)：

承雨口徑：020000.60mm；刃口銳角：4()0~45o

分辨力：0.1mm

雨強范圍：0.01mm?4mm/min

測量準確度：《±2%(符合國家標準I級準確度要求)

W±l%(優(yōu)級品，準確度優(yōu)于國家標準I級準確度

標準)

發(fā)訊方式：單路干簧管通、斷信號輸出

采用了雙向翻板裝置專利技術(shù)，有效地提高了降水數(shù)據(jù)觀測質(zhì)量。

工作環(huán)境：環(huán)境溫度：?10℃?50℃

相對濕度；＜95%(40℃)

尺寸重量：巾216mmX470mm3.1kg

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北智建-城市數(shù)字率生城區(qū)防洪指揮平臺與智能排水系統(tǒng)實施方案

.4其他設(shè)備選型

LED顯示屏

設(shè)備選型尺寸：960mm*480mm

主要技術(shù)參數(shù)

亮度N800cd/nf亮度均勻性>0.8

屏幕水平視角140±10度屏幕垂直視角130±10度

最佳視距210nl使用環(huán)境戶外

每平方模組最大功率W30即/nf

配電功率（每平方最大功率+78%。85%）^464W/m2

灰度等級8bits顯示顏色256種

換幀頻率N60嘖/秒刷新頻率N60Hz

計算機控制，逐點一一對

控制方式亮度調(diào)節(jié)256級手動/自動

應(yīng)，視頻同步，實時顯示

DVI/VGA,視頻（多種制式）RGBHV、復(fù)合視頻信號、S-VTDE0

輸入信號

YpbPr（HDTV）

平均無故障時

使用壽命210萬小時21萬小時

問

衰減率（工作3年）W25%逐續(xù)失控點0

<0.0003,出廠時

離散失控點<0.0001,出廠時為0盲點率

為0

工作溫度范圍-20-ior工作濕度范圍10%-90%RH

防護性能超溫/過載/掉電/過流/過壓/防雷（可選項）

保修年限一年免費返廠維修（具體以產(chǎn)品購銷合同簽訂為準）

屏幕水平平整度

屏幕垂直平整度<lmiu/m,

模組技術(shù)參數(shù)

像素點間距10mm像素密度lOOOODots/m1

像素構(gòu)成1R燈管封裝SMD2835H

尺寸（長*寬*0.267kg±

320*160*14.2mm重量

厚）0.01kg

結(jié)構(gòu)特點燈驅(qū)合一模組分辨率32*16=512Dots

輸入電壓（直

4.5±0.IV最大電流W3.5A