城市內(nèi)澇積水（城市排水）監(jiān)測

時間：2021-12-14作者：深圳市圣凱安科技有限公司瀏覽：56

城市內(nèi)澇積水（城市排水）監(jiān)測
近年來，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)象時有發(fā)生，給人們的出行帶來很大不便，嚴(yán)重時甚至?xí)斐扇嗣裆?、財產(chǎn)的重大損失。 城市內(nèi)澇監(jiān)控管理系統(tǒng)利用**的**物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)、GIS技術(shù)、自動控制技術(shù)、通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等技術(shù)，可以實現(xiàn)城區(qū)雨、污水全過程監(jiān)管。水利部門可以借助該系統(tǒng)整體把握整個城區(qū)內(nèi)澇狀況，及時進(jìn)行排水調(diào)度，同時可利用該系統(tǒng)實時獲取各路段的實時積水水位、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、車輛誤入深水路段造成人身、財產(chǎn)損失。





方案目標(biāo)
1、城市內(nèi)澇應(yīng)急指揮
及時準(zhǔn)確獲得內(nèi)澇點實時水情數(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)合理指揮局部內(nèi)澇浸水區(qū)域的排水搶險工作。

2、預(yù)警防險功能
在城市隧道、低洼等易積水的關(guān)鍵地點設(shè)施水位、流量監(jiān)測點，并建設(shè)預(yù)警屏，實時顯示積水深度提醒路過人員和車輛，防止險情發(fā)生。





系統(tǒng)組成
該設(shè)備分為三個部分，分別是：**監(jiān)測、無線傳輸、數(shù)據(jù)處理中心。

**監(jiān)測：**道路橋梁積水監(jiān)測、河道水位監(jiān)測、城市排水監(jiān)測、水雨情監(jiān)測等監(jiān)測設(shè)備，用于對城市水況信息的數(shù)據(jù)采集，同時各監(jiān)測設(shè)備可部署攝像裝置，用于對該區(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探頭
該探頭可同時測量水位、流速、流量、水溫。




2.遙測終端機(jī)
該遙測終端機(jī)主要功能是將各個測量點的流量水質(zhì)等信息進(jìn)行匯總計算，通過4G無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)器，可以通過污水監(jiān)測云平臺或者管理終端查看實時的水質(zhì)、流量等信息。




3.太陽能電池板和蓄電池
主要用于傳感器探頭和遙測終端機(jī)供電，一般采用38AH/12V蓄電池和40W太陽能電池板供電，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、信號防雷器等；
6.安裝支架：用于將流量計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)測云平臺或本地平臺。



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
多普勒超聲波流量計測量原理：多普勒超聲波流量計流速測量基于多普勒效應(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)時會使反射的超聲波產(chǎn)生多普勒頻移Δf，多普勒頻移Δf正比于流速。通過測量多普勒頻移Δf即可測量出流體的流速。



多普超聲波流量計采用速度面積法測流，利用超聲波流速傳感器測量流速V，利用壓力式水位計測量水位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換算出過流面積S，流體的流量公式為：
Q=V×S
其中V- - - -流速 S- - - -過流面積Q- - -瞬時流量
由于采用了速度面積法測流，其可以適用于任何形態(tài)的斷面。

優(yōu)點：
1) 測量精度高，流速精度可達(dá)測量流速的±1%。
2) 采用速度面積法測流， 可以適用于各種形態(tài)斷面或者非規(guī)則斷面的水流量測量。
3) 使用簡單，只需要將設(shè)備固定在渠道里面即可完成測量。
4) 能夠測流低至2cm/s的流速，是其他流量傳感器無法實現(xiàn)的。
5) 無水頭損失，不會對水流造成阻礙。
6) 設(shè)備整體高度3CM，只需要較低水位3CM就可以監(jiān)測。


產(chǎn)品特點：
寬量程：0.02-5m/s(流速)
分辨率可達(dá)1mm/s（流速）
高響應(yīng)時間，打破以往需要長時間才能得到流速流量的，測量結(jié)果時時刷新。
速度面積法流量測量，適合滿管及非滿管，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量和聲速補(bǔ)償。
流體力學(xué)外殼設(shè)計，對水體流態(tài)影響小，不影響測量精度。
防腐蝕外殼設(shè)計，能夠在惡劣環(huán)境下長期工作。
可提供瞬時流量值和累積流量值。
無機(jī)械轉(zhuǎn)動部件，不存在泥沙堵塞或水草、雜物纏繞等問題，較適用于泥沙懸浮物含量高，水草等漂浮物多的河流中測量。
測量線性，出廠已校準(zhǔn)長期使用也*校準(zhǔn)。
配有數(shù)據(jù)接收軟件，可讀取實時數(shù)據(jù)和累計數(shù)據(jù)。
產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)
流速
測量范圍
0.02~5m/s
精度
1.0%±1cm/s
分辨率
1mm/s
水深
測量范圍
0m~5m
精度
±1cm
分辨率
1mm
溫度
測量范圍
-10℃~60℃
精度
±0.5℃
分辨率
0.1℃
流量
測量范圍
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
RS485（Modbus-RTU）
存儲容量
2M（可擴(kuò)展）
防護(hù)等級
IP68
工作溫度
0℃~60℃（不結(jié)冰）
存儲溫度
-10℃-70℃
設(shè)備材質(zhì)
灰色PVC

2 遙測終端機(jī)
產(chǎn)品特點：
通信功能：支持GPRS，4G， 433，以太網(wǎng)等多種通信方式。
工作模式：支持實時在線以及定時喚醒等工作方式。
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，遠(yuǎn)程重啟等遠(yuǎn)程維護(hù)功能。
報警功能：水位雨量，門限報警。
存儲功能：自帶flash存儲以及TF卡，可*存儲歷史數(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，歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出。
支持多3個中心，可實現(xiàn)“一包多投”功能
支持較高256GB容量TF卡，可作為海量數(shù)據(jù)存儲器使用。
寬電壓設(shè)計，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，可省缺外置防雷保護(hù)模塊。
支持主備信道切換，以及GPRS短信同時上報（短信內(nèi)容格式可定制）。
安全報警功能：支持柜門開啟報警。
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
存儲容量
16M，支持較大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%（無凝露）



使用案例




云平臺
云數(shù)據(jù)展示平臺：主要用于展示各個站點的水位、流速、流量等信息。其功能為：站點的管理，全部站點實時數(shù)據(jù)的查看，單個站點的實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報表、曲線、歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出、歷史曲線的導(dǎo)出。該平臺可以免費使用，如需自建平臺可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。遙測終端機(jī)支持的協(xié)議是SL651-2014 水文通訊規(guī)約。


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