一、方案背景

城市化進(jìn)程的逐漸加快，城市內(nèi)人口大量增多，交通運(yùn)輸壓力增大，城市建設(shè)越來越密集，道路鋪建面積越來越多，城市化的發(fā)展改變了城市區(qū)域的地表環(huán)境，致使城市雨水不能像農(nóng)村或是古代雨水那樣，從地表滲透到地下，只能依靠城市排水系統(tǒng)進(jìn)行排水。而現(xiàn)在許多城市的排水系統(tǒng)是在城市建設(shè)初期建造，受經(jīng)濟(jì)條件的限制，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低，導(dǎo)致以前的排水系統(tǒng)跟不上現(xiàn)在城市所需。

全球氣候變化影響，暴雨等極端天氣降雨強(qiáng)度大、范圍集中，加之部分城市排水防澇等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后、調(diào)蓄雨洪和應(yīng)急管理能力不足，出現(xiàn)了嚴(yán)重的暴雨內(nèi)澇災(zāi)害。主要成因包括：城市地理位置因素、城市水文條件被破壞、城市地表水下滲能力低、城市下水道不足、 城市的雨島效應(yīng)。

二、系統(tǒng)組成

城市水問題、內(nèi)澇問題的解決必須基于系統(tǒng)化、立體監(jiān)測的理念來解決。城市內(nèi)澇監(jiān)測系統(tǒng)由現(xiàn)場監(jiān)測站及監(jiān)控中心平臺軟件組成，現(xiàn)場監(jiān)測站由雨量傳感器、電子水尺/雷達(dá)水位計(jì)、流速/流量傳感器、水質(zhì)傳感器、氣體傳感器、視頻監(jiān)控、聲光報(bào)警器、LED顯示屏、遙測終端機(jī)和電源系統(tǒng)組成。監(jiān)控中心軟件平臺可遠(yuǎn)程監(jiān)測重點(diǎn)區(qū)域的空中降雨量、地面產(chǎn)流、排水管網(wǎng)匯流等實(shí)時數(shù)據(jù)，基于平臺數(shù)據(jù)和管網(wǎng)分布信息，通過分布式水文模型實(shí)現(xiàn)內(nèi)澇監(jiān)測、淹沒分析及積水水位預(yù)測功能。系統(tǒng)由三部分組成分別為：數(shù)據(jù)采集部分、網(wǎng)絡(luò)傳輸部分、數(shù)據(jù)管理中心三部分組成。

數(shù)據(jù)采集部分：數(shù)據(jù)采集部分由水位傳感器、在線水位監(jiān)測儀、電子水尺、激光水位計(jì)傳感器等和現(xiàn)場視頻進(jìn)行連續(xù)自動在線監(jiān)測;

網(wǎng)絡(luò)傳輸部分：網(wǎng)絡(luò)傳輸部分主要設(shè)備為智能遙測終端，負(fù)責(zé)連接前端采集設(shè)備，將前端采集設(shè)備的采集數(shù)值通過5G/4G/3G無線網(wǎng)絡(luò)或者NB-IoT、LoRa其他網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送;

數(shù)據(jù)管理中心：數(shù)據(jù)管理中心又可以分為三個小部分，分別是水資源監(jiān)測云平臺、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)庫存儲，城市內(nèi)澇監(jiān)測云平臺可使用積水監(jiān)測云平臺也可以使用用戶自己開發(fā)的防汛監(jiān)測云平臺，通過大屏、PC端、移動端對圖形化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行展示與處理，同時將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中，對數(shù)據(jù)進(jìn)行永久化存儲。

三、系統(tǒng)功能

●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(shí)際運(yùn)行參數(shù)情況，查看直觀顯示各水位站、積水點(diǎn)的監(jiān)測站分布位置、當(dāng)前水位、警戒水位、供電信息以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等。

●數(shù)據(jù)分析：顯示各水位站、積水點(diǎn)的實(shí)時水位和電池電壓，并提供360度現(xiàn)場監(jiān)控圖像，實(shí)時展現(xiàn)各水位站、積水點(diǎn)的水位小時變化曲線圖。針對城市內(nèi)澇低洼運(yùn)行中的各項(xiàng)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(bào)表等進(jìn)行集中管理，使排澇管理更加信息化、自動化。

●預(yù)報(bào)預(yù)警：實(shí)時分析和解讀各監(jiān)測數(shù)據(jù)，做出單項(xiàng)或多項(xiàng)對比報(bào)警功能，對出現(xiàn)的預(yù)報(bào)預(yù)警情況，進(jìn)行在低洼區(qū)LED提示屏，支持聲光報(bào)警及LED預(yù)警信息（“允許通行”、“謹(jǐn)慎通行”、“禁止通行”等）發(fā)布功能，也通過短信推送至手機(jī)、移動端APP，可在移動端查看監(jiān)測數(shù)據(jù)、預(yù)警信息保證預(yù)報(bào)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(kuò)展。

●智能聯(lián)動：可以通過城市內(nèi)澇防汛參數(shù)，可以提前判斷內(nèi)澇汛情的到來，聯(lián)動LED實(shí)時發(fā)布信息，且可以聯(lián)動現(xiàn)場排水設(shè)備進(jìn)行及時排水，避免和延緩城市內(nèi)澇的發(fā)生。

●天氣預(yù)報(bào)：根據(jù)具體城市定位，實(shí)時顯示衛(wèi)星云圖、雷達(dá)圖、分時天氣預(yù)報(bào)及七日天氣預(yù)報(bào)。

四、系統(tǒng)特點(diǎn)

◆應(yīng)用范圍廣：實(shí)時監(jiān)測道路低洼處、下穿式立交橋和隧道的積水，并通過4G/5G網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳送至城市內(nèi)澇監(jiān)測系統(tǒng)平臺。

◆多類傳感器采集：城市內(nèi)澇智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)集成雨量采集、圖像采集、水位采集等，通過系統(tǒng)預(yù)報(bào)分析，及時把預(yù)警信息發(fā)布出去。

◆多元化預(yù)警發(fā)布：發(fā)布預(yù)警采用廣播、LED電子屏、預(yù)警燈、短信等多種廣大群眾喜聞樂見樂見的方式報(bào)警。保障市民出行安全、及時避免人員、車輛誤入深水路段造成重大人身傷害與財(cái)產(chǎn)損失。

◆一體化安裝：城市內(nèi)澇（積水）監(jiān)測站由雨量、圖像、水位預(yù)警產(chǎn)品單元組成的一體化采集站，安裝簡單、操作方便。

五、系統(tǒng)意義

城市內(nèi)澇監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)事關(guān)社會穩(wěn)定和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展大局，良好的城市內(nèi)澇監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)設(shè)施和完善的防御措施，是城市可持續(xù)發(fā)展的基本保障。城市內(nèi)澇監(jiān)測預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)可以充分利用科技手段，以問題為導(dǎo)向，為決策、應(yīng)急和預(yù)警提供保障，為暴雨條件下城市建筑和市民的生命安全保駕護(hù)航。