1、監(jiān)測(cè)一張網(wǎng)的思路建設(shè)思路

目前，大部分城市缺乏集成統(tǒng)一、穩(wěn)定運(yùn)行、全面覆蓋的排水管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，管網(wǎng)現(xiàn)狀不清，部分規(guī)劃設(shè)計(jì)方案偏離實(shí)際運(yùn)行情況，排水系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)調(diào)控水平較低，不能動(dòng)態(tài)反饋排水設(shè)施現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀況，對(duì)城市內(nèi)澇、污水溢流、夜間偷排等應(yīng)急事故缺乏有效的在線預(yù)警與調(diào)控技術(shù)手段，城市排水系統(tǒng)管理的運(yùn)行智能化程度不足，科學(xué)決策水平較低。

為提高規(guī)劃設(shè)計(jì)的客觀準(zhǔn)確性，為排水管網(wǎng)日常管理提供依據(jù)，為重大工程決策提供數(shù)據(jù)支撐，應(yīng)加強(qiáng)和重視城市排水管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)工作，基于“監(jiān)測(cè)一張網(wǎng)”思路，建立排水管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)，開(kāi)展基于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)研究與應(yīng)用實(shí)踐，提高排水系統(tǒng)運(yùn)行的智慧化水平，在排水管網(wǎng)管理工作中達(dá)到“用數(shù)據(jù)說(shuō)話、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”的要求。

應(yīng)充分考慮實(shí)用性、分散與集中相結(jié)合、代表性和可行性等原則，結(jié)合當(dāng)?shù)嘏潘芫W(wǎng)實(shí)際管理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需求，優(yōu)先考慮選擇調(diào)蓄設(shè)施上下游節(jié)點(diǎn)、泵站上下游節(jié)點(diǎn)、易澇點(diǎn)、排放口、溢流口等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其次考慮覆蓋典型下墊面出口、戶線接入井、主干管檢查井等節(jié)點(diǎn)，選擇液位、流量、原位監(jiān)測(cè)水質(zhì)指標(biāo)（pH值、水溫、電導(dǎo)率、溶解氧、懸浮物、氧化還原電位等）等監(jiān)測(cè)內(nèi)容，建立城市排水管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)并長(zhǎng)期有效運(yùn)行，形成“源-網(wǎng)-站-廠-河-湖”分層級(jí)、系統(tǒng)化的監(jiān)測(cè)管控體系，實(shí)現(xiàn)排水設(shè)施的長(zhǎng)期持續(xù)監(jiān)測(cè)與短時(shí)預(yù)警預(yù)報(bào)功能，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)排水設(shè)施的運(yùn)行狀況及風(fēng)險(xiǎn)，在管網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)異常時(shí)快速進(jìn)行事故溯源、追蹤和預(yù)警，提高管理部門(mén)對(duì)排水管網(wǎng)事故的預(yù)警和處理能力。同時(shí)，通過(guò)收集排水設(shè)施長(zhǎng)期運(yùn)行數(shù)據(jù)，可用于識(shí)別排水防澇設(shè)施的運(yùn)行規(guī)律，定量化評(píng)估海綿城市、黑臭水體、排水防澇等相關(guān)工程的實(shí)施效果，提高城市排水管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)管理能力。

2、軟硬件一體化總結(jié)架構(gòu)

為了提高排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)部署效果，采用軟硬件一體化思路進(jìn)行系統(tǒng)的整體架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)軟硬件的緊密集成、系統(tǒng)主要包括四部分：監(jiān)測(cè)主機(jī)、監(jiān)測(cè)中繼器、云端數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)、多種訪問(wèn)終端，其技術(shù)架構(gòu)圖如圖2-1所示。

圖 排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)圖

監(jiān)測(cè)主機(jī)利用可靠的前端傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。為了保障數(shù)據(jù)的預(yù)警與分析效果，主機(jī)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在每分鐘整點(diǎn)進(jìn)行全網(wǎng)同步監(jiān)測(cè)，獲得逐分鐘連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。為了提高通訊效率并盡可能降低系統(tǒng)功耗，設(shè)計(jì)智能可變化的傳輸機(jī)制與監(jiān)測(cè)中繼器進(jìn)行通訊：當(dāng)監(jiān)測(cè)液位低于預(yù)設(shè)的預(yù)警值時(shí)，通訊時(shí)間間隔為15min；當(dāng)監(jiān)測(cè)液位高于預(yù)警值時(shí)，通訊時(shí)間間隔為5min；當(dāng)監(jiān)測(cè)液位高于預(yù)設(shè)的報(bào)警值時(shí)，通訊時(shí)間間隔為1min。利用上述動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，及時(shí)有效的將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中繼器。

監(jiān)測(cè)中繼器起到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)傳輸?shù)淖饔?，提高井下監(jiān)測(cè)主機(jī)的通訊能力，并降低井下主機(jī)的功耗和現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)成本。監(jiān)測(cè)中繼器接收主機(jī)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并通過(guò)GPRS等公共通訊網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫藬?shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)。

云端數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)部署在公共云平臺(tái)之上，可以大幅提高系統(tǒng)的可靠性、可擴(kuò)展性、持續(xù)運(yùn)行能力、魯棒性及災(zāi)備能力。借助云平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)永久存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)在線，保障系統(tǒng)的預(yù)警及時(shí)性。云端數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通過(guò)統(tǒng)一的通訊協(xié)議接收并解析原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將其存入云端數(shù)據(jù)庫(kù)；并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為用戶提供可視化展示圖表和對(duì)比分析視圖；當(dāng)發(fā)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)異常時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)發(fā)布報(bào)警信息，通過(guò)微信或短信等方式推送到手機(jī)端提醒用戶。

為了提高系統(tǒng)的訪問(wèn)能力，需要支持大屏幕、電腦、平板、手機(jī)等多種訪問(wèn)終端。從而方便用戶在各種場(chǎng)合都能便捷的查看數(shù)據(jù)可視化展示視圖，并及時(shí)收到響應(yīng)的預(yù)警報(bào)警信息，輔助排水管理。

3、排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)用模式分析

只有構(gòu)建科學(xué)合理的應(yīng)用模式，編制可落地的監(jiān)測(cè)方案，才能實(shí)現(xiàn)排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用推廣，發(fā)揮系統(tǒng)的價(jià)值。參考目前排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用與運(yùn)行情況，結(jié)合典型的應(yīng)用場(chǎng)景，至少可以將排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)應(yīng)用于以下幾個(gè)方面。

（1）重點(diǎn)區(qū)域排水在線監(jiān)測(cè)與內(nèi)澇預(yù)警系統(tǒng)

城市排水防澇系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，涉及路政、園林、河道等多個(gè)部門(mén)。城市內(nèi)澇成因是多方面的，如：城市氣候變化和極端天氣頻發(fā)；城市化產(chǎn)生了大量不透水地面，排水壓力增加；排水設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低；城市受納水體調(diào)蓄下泄能力不足；排水設(shè)施運(yùn)行能力達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；積水過(guò)程缺少定量分析，成因評(píng)估主觀性較強(qiáng)；缺乏統(tǒng)一的防汛指揮體系與有效的超標(biāo)降雨應(yīng)對(duì)預(yù)案；缺乏公眾參與、動(dòng)態(tài)聯(lián)動(dòng)的防災(zāi)減災(zāi)體系；新技術(shù)、新裝備應(yīng)用較少，搶險(xiǎn)能力需進(jìn)一步提高等。

通過(guò)建立重點(diǎn)區(qū)域排水管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)與內(nèi)澇預(yù)警系統(tǒng)，可以監(jiān)測(cè)排水系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行規(guī)律，定量化分析城市積水風(fēng)險(xiǎn)，并在雨天進(jìn)行動(dòng)態(tài)的預(yù)警和報(bào)警，為數(shù)字化管控平臺(tái)的建立提供可靠的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為下一步建立數(shù)學(xué)模型，科學(xué)評(píng)估內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，大幅提高北京應(yīng)對(duì)排水內(nèi)澇事件的信息化管理能力。

（2）城市排水內(nèi)澇監(jiān)測(cè)預(yù)警公眾信息發(fā)布平臺(tái)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，城市公共領(lǐng)域的公眾參與和動(dòng)態(tài)互動(dòng)將成為城市各個(gè)管理部門(mén)必須考慮和面對(duì)的問(wèn)題。在內(nèi)澇事件發(fā)生后，公眾參與及了解真實(shí)情況的愿望隨著微博、微信平臺(tái)的成熟在迅速提升，政府必須面對(duì)公眾質(zhì)疑的壓力，但是目前缺乏有效及時(shí)的數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息和現(xiàn)場(chǎng)狀況，為人民群眾在雨天出行提供精細(xì)化的局地預(yù)警預(yù)報(bào)與出行指導(dǎo)。對(duì)于城市內(nèi)澇事件，公眾參與不僅可以輔助進(jìn)行有效、快速的內(nèi)澇積水狀況監(jiān)管，而且可以在應(yīng)急事件過(guò)程中及時(shí)的給公眾發(fā)布或推送預(yù)警信息或應(yīng)對(duì)措施。開(kāi)發(fā)運(yùn)行可靠的排水內(nèi)澇監(jiān)測(cè)設(shè)備和軟件系統(tǒng)，在降雨發(fā)生時(shí)，可基于微博、微信等公眾平臺(tái)，建立城市內(nèi)澇時(shí)間應(yīng)對(duì)的公眾參與及動(dòng)態(tài)互動(dòng)服務(wù)平臺(tái)，為公眾及時(shí)發(fā)布城市內(nèi)澇總體情況，并對(duì)局部存在危險(xiǎn)的區(qū)域進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)。

（3）城市污水管網(wǎng)溢流點(diǎn)監(jiān)測(cè)和報(bào)警平臺(tái)

降雨入滲是城市污水管道和合流制管道雨季發(fā)生過(guò)載甚至溢流的主要原因之一。污水管道溢流會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此，有效監(jiān)控和預(yù)警城市的污水溢流，對(duì)于保護(hù)環(huán)境安全和公眾健康至關(guān)重要。在污水管網(wǎng)容易發(fā)生溢流的檢查井安裝智能在線液位計(jì)，可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)污水管網(wǎng)的運(yùn)行情況，并在液位超出警戒線后進(jìn)行及時(shí)的預(yù)警預(yù)報(bào)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)中存在的潛在問(wèn)題，輔助城市污水溢流控制和應(yīng)急處理方案的制定與實(shí)施，避免污水管網(wǎng)溢流的發(fā)生，改善城市污水排放系統(tǒng)的完整性和可靠性。

【轉(zhuǎn)自清環(huán)智慧水務(wù)公眾平臺(tái)】

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