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智慧城市“生命线”:排水防涝智能监测子系统

城市排水管网作为保障城市防汛排涝、污水收集输送的核心基础设施,直接关系社会经济稳定发展与人民生活安定。当前国家持续推进雨

城市排水管网作为保障城市防汛排涝、污水收集输送的核心基础设施,直接关系社会经济稳定发展与人民生活安定。当前国家持续推进雨污分流系统建设与改造,但雨污混接、偷排漏排、管道堵塞淤积及溢流引发的内涝等问题仍未彻底解决。行业专家指出,排水防涝智能监测子系统凭借实时感知、精准计量与智慧管理能力,成为破解管网运维难题、提升城市排水安全保障水平的关键技术方案。

一、系统核心设备配置

(一)雷达水位计

作为管网水位监测的基础设备,其测量范围可达 7 米,精度控制在 ±3 毫米,60GHz 的发射频率搭配水平与垂直双向天线发射设计,确保数据采集的稳定性。设备适配 DC 6-24V 电压(典型值 12V),平均功耗不超过 30mW,采用 RS485(Modbus)信号接口,铝合金外壳赋予其 IP68 的高防护等级,可在 - 35℃至 80℃(不结冰)的恶劣环境下持续工作,螺纹安装设计与紧凑的外形尺寸(直径 68mm、高 90mm),能灵活适配不同规格的排水管道场景。

(二)多普勒超声波流量计

核心监测设备可同步采集水位、流速、流量及水温四项关键数据,流速测量范围为 0.02-5m/s(可扩展),精度达 ±1%±0.01m/s,分辨率 1mm/s;水位测量范围 0-10m(可扩展),精度 ±1cm;流量测量覆盖 0.001-999999999m³/h,精度因断面形态差异在 ±2-3% 之间。设备供电范围 9-24V,数据刷新频率 1HZ,功耗≤0.5W,ABS 外壳搭配 4 芯电缆 + 1 芯导气管,防护等级 IP68,标配 20 米专用线缆,能满足复杂工况下的安装与使用需求。

(三)锂电池供电系统

为整套系统提供稳定能源支持,同时承担传感器数据采集与上传任务。标配 7.2V 133Ah 电池(独立包装,重量 1.6kg),存储容量含 16M flash+512M TF 卡(可扩展至 256G),静态电流 < 1.3mA、待机工作电流 < 18mA 的低功耗设计,延长了野外工作时长。设备内置 4G 通信模块,配备 RS485 接口与 USB 调试接口,IP68 防水等级使其能在 - 35℃至 75℃、相对湿度 95%(无凝露)的环境下稳定运行,适配偏远或恶劣环境的监测需求。

二、智能云平台核心功能

智能云平台作为数据处理与展示中枢,接收锂电池供电系统上传的各类传感器数据并同步至服务器,构建起全方位的管网监测数据服务体系。平台支持多站点集中管理,用户可实时查看全部站点运行状态,也可聚焦单个站点获取实时数据、历史数据、趋势曲线、报表文件等信息,同时具备站点图片抓拍、视频查看、数据导出、EXCEL 报表生成、GIS 地理信息展示及单站多数据、多站数据对比功能,为管网运维决策提供全面的数据支撑。

三、多场景应用实践

该系统已在全国多个领域的项目中落地应用,覆盖环保、水务、科研、农业等多个场景。在生态环境监测领域,中俄蒙跨境地区水环境监测预警系统借助其精准数据,为跨境水环境治理提供科学依据;城市管网改造方面,武汉南湖片区管网提升改造项目通过系统实现管网状态可视化,助力改造工程精准实施;农业节水领域,弥勒市农业水价综合改革项目利用其节水计量功能,达成农业用水的精准管控;此外,北京林业大学的水体生态修复研究、日喀则市生态环保执法装备标准化建设等项目,也通过该系统提升了工作的科学性与效率。

排水防涝智能监测子系统通过 “设备采集 - 平台传输 - 数据分析 - 决策支撑” 的完整链路,以低功耗、高防护、广适配的特性适配各类复杂环境。其推广应用不仅能及时发现管网潜在问题,降低灾害风险,更能为管网规划、建设与运维提供精准数据支撑,推动城市排水系统智能化升级,为海绵城市建设与水环境治理筑牢技术根基。