城市內(nèi)澇積水（城市排水）監(jiān)測(cè)
近年來(lái)，由強(qiáng)降雨引發(fā)的道路低洼處、下穿式立交橋和隧道產(chǎn)生大量積水的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，給人們的出行帶來(lái)很大不便，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐扇嗣裆?、?cái)產(chǎn)的重大損失。 城市內(nèi)澇監(jiān)控管理系統(tǒng)利用先進(jìn)的市政物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、GIS技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)城區(qū)雨、污水全過(guò)程監(jiān)管。水利部門(mén)可以借助該系統(tǒng)整體把握整個(gè)城區(qū)內(nèi)澇狀況，及時(shí)進(jìn)行排水調(diào)度，同時(shí)可利用該系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取各路段的實(shí)時(shí)積水水位、流量，并借助廣播、電視、短信等媒體為廣大群眾發(fā)出預(yù)警信息，避免人員、車(chē)輛誤入深水路段造成人身、財(cái)產(chǎn)損失。
方案目標(biāo)
1、城市內(nèi)澇應(yīng)急指揮
及時(shí)準(zhǔn)確獲得內(nèi)澇點(diǎn)實(shí)時(shí)水情數(shù)據(jù)和發(fā)布預(yù)警信息，為應(yīng)急防汛工作提供決策依據(jù);
為制定不同等級(jí)雨情下科學(xué)的應(yīng)急預(yù)案提供數(shù)據(jù)支持;
依據(jù)區(qū)域內(nèi)全局的內(nèi)澇數(shù)據(jù)合理指揮局部?jī)?nèi)澇浸水區(qū)域的排水搶險(xiǎn)工作。
2、預(yù)警防險(xiǎn)功能
在城市隧道、低洼等易積水的關(guān)鍵地點(diǎn)設(shè)施水位、流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并建設(shè)預(yù)警屏，實(shí)時(shí)顯示積水深度提醒路過(guò)人員和車(chē)輛，防止險(xiǎn)情發(fā)生。
系統(tǒng)組成
該設(shè)備分為三個(gè)部分，分別是：前端監(jiān)測(cè)、無(wú)線傳輸、數(shù)據(jù)處理中心。
前端監(jiān)測(cè)：前端道路橋梁積水監(jiān)測(cè)、河道水位監(jiān)測(cè)、城市排水監(jiān)測(cè)、水雨情監(jiān)測(cè)等監(jiān)測(cè)設(shè)備，用于對(duì)城市水況信息的數(shù)據(jù)采集，同時(shí)各監(jiān)測(cè)設(shè)備可部署攝像裝置，用于對(duì)該區(qū)域內(nèi)的圖像、視頻進(jìn)行拍攝，方便數(shù)據(jù)處理中心直觀了解區(qū)域內(nèi)情況。
系統(tǒng)構(gòu)成：
1.多普勒超聲波流量計(jì)探頭
該探頭可同時(shí)測(cè)量水位、流速、流量、水溫。
2.遙測(cè)終端機(jī)
該遙測(cè)終端機(jī)主要功能是將各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的流量水質(zhì)等信息進(jìn)行匯總計(jì)算，通過(guò)4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)器，可以通過(guò)污水監(jiān)測(cè)云平臺(tái)或者管理終端查看實(shí)時(shí)的水質(zhì)、流量等信息。
3.太陽(yáng)能電池板和蓄電池
主要用于傳感器探頭和遙測(cè)終端機(jī)供電，一般采用38AH/12V蓄電池和40W太陽(yáng)能電池板供電，默認(rèn)5分鐘采集一次。
4.鍍鋅鋼管：用于線纜走線；
5.設(shè)備機(jī)箱：用于放置控制器、電池、充電器、信號(hào)防雷器等；
6.安裝支架：用于將流量計(jì)探頭固定于排污井內(nèi)部；
7.其他必要設(shè)備（電源，地籠，基礎(chǔ)等）；
8.污水監(jiān)測(cè)云平臺(tái)或本地平臺(tái)。
硬件產(chǎn)品的參數(shù)及性能指標(biāo)
1.多普勒超聲波流量計(jì)
多普勒超聲波流量計(jì)測(cè)量原理：多普勒超聲波流量計(jì)流速測(cè)量基于多普勒效應(yīng)，探頭斜向上發(fā)出一束超聲波，超聲波在流體中傳播，流體中會(huì)含有氣泡或者顆粒等雜質(zhì)（可以認(rèn)為流體中的雜質(zhì)和水流的速度一致），當(dāng)超聲波接觸到流體中的雜質(zhì)時(shí)會(huì)使反射的超聲波產(chǎn)生多普勒頻移Δf，多普勒頻移Δf正比于流速。通過(guò)測(cè)量多普勒頻移Δf即可測(cè)量出流體的流速。
多普超聲波流量計(jì)采用速度面積法測(cè)流，利用超聲波流速傳感器測(cè)量流速V，利用壓力式水位計(jì)測(cè)量水位H，預(yù)先在控制器設(shè)置的渠道參數(shù)，控制器可以利用水位自動(dòng)換算出過(guò)流面積S，流體的流量公式為：
Q=V×S
其中V- - - -流速 S- - - -過(guò)流面積Q- - -瞬時(shí)流量
由于采用了速度面積法測(cè)流，其可以適用于任何形態(tài)的斷面。
優(yōu)點(diǎn)：
1) 測(cè)量精度高，流速精度可達(dá)測(cè)量流速的±1%。
2) 采用速度面積法測(cè)流， 可以適用于各種形態(tài)斷面或者非規(guī)則斷面的水流量測(cè)量。
3) 使用簡(jiǎn)單，只需要將設(shè)備固定在渠道里面即可完成測(cè)量。
4) 能夠測(cè)流低至2cm/s的流速，是其他流量傳感器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
5) 無(wú)水頭損失，不會(huì)對(duì)水流造成阻礙。
6) 設(shè)備整體高度3CM，只需要水位3CM就可以監(jiān)測(cè)。
產(chǎn)品特點(diǎn)：
寬量程：0.02-5m/s(流速)
分辨率可達(dá)1mm/s（流速）
高響應(yīng)時(shí)間，打破以往需要長(zhǎng)時(shí)間才能得到流速流量的，測(cè)量結(jié)果時(shí)時(shí)刷新。
速度面積法流量測(cè)量，適合滿(mǎn)管及非滿(mǎn)管，可自由設(shè)定斷面水位關(guān)系。
內(nèi)部自帶高精度溫度傳感器可用于水溫測(cè)量和聲速補(bǔ)償。
流體力學(xué)外殼設(shè)計(jì)，對(duì)水體流態(tài)影響小，不影響測(cè)量精度。
防腐蝕外殼設(shè)計(jì)，能夠在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期工作。
可提供瞬時(shí)流量值和累積流量值。
無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不存在泥沙堵塞或水草、雜物纏繞等問(wèn)題，適用于泥沙懸浮物含量高，水草等漂浮物多的河流中測(cè)量。
測(cè)量線性，出廠已校準(zhǔn)長(zhǎng)期使用也無(wú)需校準(zhǔn)。
配有數(shù)據(jù)接收軟件，可讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和累計(jì)數(shù)據(jù)。
產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)
流速
測(cè)量范圍
0.02~5m/s
精度
1.0%±1cm/s
分辨率
1mm/s
水深
測(cè)量范圍
0m~5m
精度
±1cm
分辨率
1mm
溫度
測(cè)量范圍
-10℃~60℃
精度
±0.5℃
分辨率
0.1℃
流量
測(cè)量范圍
0.001m3/h-999999999 m3/h（根據(jù)斷面可以增加）
精度
±3%（根據(jù)斷面流態(tài)有所不同）
分辨率
0.0001 m3/s
電源
直流10V~24V
工作電流
12V ＜0.1A
輸出信號(hào)
RS485（Modbus-RTU）
存儲(chǔ)容量
2M（可擴(kuò)展）
防護(hù)等級(jí)
IP68
工作溫度
0℃~60℃（不結(jié)冰）
存儲(chǔ)溫度
-10℃-70℃
設(shè)備材質(zhì)
灰色PVC
2 遙測(cè)終端機(jī)
產(chǎn)品特點(diǎn)：
通信功能：支持GPRS，4G， 433，以太網(wǎng)等多種通信方式。
工作模式：支持實(shí)時(shí)在線以及定時(shí)喚醒等工作方式。
采集功能：水位，雨量，溫濕度，水文，流速，流量，風(fēng)速風(fēng)向，閘位，電池電壓等數(shù)據(jù)，其它傳感可定制。
圖片抓拍功能：支持4個(gè)工業(yè)相機(jī)抓拍上傳。
遠(yuǎn)程管理功能：支持遠(yuǎn)程配置，遠(yuǎn)程升級(jí)，遠(yuǎn)程重啟等遠(yuǎn)程維護(hù)功能。
報(bào)警功能：水位雨量，門(mén)限報(bào)警。
存儲(chǔ)功能：自帶flash存儲(chǔ)以及TF卡，可存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，掉電不丟失。
本地配置：本地支持USB以及WIFI配置，數(shù)據(jù)查詢(xún)，歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出。
支持多3個(gè)中心，可實(shí)現(xiàn)“一包多投”功能
支持256GB容量TF卡，可作為海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用。
寬電壓設(shè)計(jì)，具有反接保護(hù)和短路保護(hù)功能。
所有輸入輸出端口采用抗雷擊設(shè)計(jì)，可省缺外置防雷保護(hù)模塊。
支持主備信道切換，以及GPRS短信同時(shí)上報(bào)（短信內(nèi)容格式可定制）。
報(bào)警功能：支持柜門(mén)開(kāi)啟報(bào)警。
技術(shù)參數(shù)：
硬件配置
2路RS485接口，1路TTL串口（可用作IO接口，外接單總線溫濕度傳感器，控制繼電器等），SDI接口，1路IO接口，1路脈沖輸入接口，1路脈沖雨量計(jì)接口，2路模擬量4-20mA接口，1路以太網(wǎng)接口（可外接多種轉(zhuǎn)換模塊），2路12V可控電源輸出，1路5V可控電源輸出
存儲(chǔ)容量
16M，支持256G TF卡
供電電壓
6~24V
功耗
待機(jī)電流<1Ma（12V）
工作電流
<6Ma（12V）
工作環(huán)境
溫度：-30~60℃；濕度：<95%（無(wú)凝露）
使用案例
云平臺(tái)
云數(shù)據(jù)展示平臺(tái)：主要用于展示各個(gè)站點(diǎn)的水位、流速、流量等信息。其功能為：站點(diǎn)的管理，全部站點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的查看，單個(gè)站點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)表、曲線、歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出、歷史曲線的導(dǎo)出。該平臺(tái)可以免費(fèi)使用，如需自建平臺(tái)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。遙測(cè)終端機(jī)支持的協(xié)議是SL651-2014 水文通訊規(guī)約。