地埋式积水在线监测系统助力城市内涝解决方案

一、方案背景
随着我国城镇化快速发展，城市建设产生的大量地面硬底化，大部分的降雨将形成地表径流，仅有少量雨水渗入地下，导致城市内涝等一系列问题。当前，全国多地发生洪涝，我国南北方全面进入主汛期。与往年相比，今年的汛期不仅提前4天，而且汛情呈现多、广、猛的严峻形势。雨季因气候异常引起的城市内涝、河水倒灌、交通堵塞、桥梁/建筑损毁等，给市政、交通管理部门带来了巨大压力，给国家和人民带来了的经济甚至生命损失，严重影响了城市的正常运转。目前，暴雨在部分地区仍在持续。不过水祸虽猛，却不是不可预防。入汛以来，中国气象局召开专题视频会议，针对局地突发灾害性天气强化实时监测分析和短时临近预报预警。
二、系统组成
城市内涝积水监测系统用于监测城市道路低洼处、隧道、立交桥下积水状况。系统采用物联网概念整合监测传输技术，通过地埋式积水监测仪、电子水尺、超声波水位计等传感器，自动采集积水水位。一方面通过LED显示屏提醒过往车辆，另一方面通过无线数据传输，将积水数据上传云服务器软件平台，通过网站和手机端，为政府部门和公众提供基于位置的积水深度实时监测和预警，为政府决策、指挥调度提供靶向数据支撑。
城市内涝积水监测系统可远程监测重点区域的地面水流、降雨量等实时数据，基于监测数据信息，通过分布式水文模型实现积水水位预警功能。系统由数据采集层、网络传输层、系统服务层、终端应用层四部分组成。
数据采集层：数据采集部分由水位传感器、电子水尺、LED屏、警报器、太阳能板、雨量计和现场视频进行连续自动在线监测。

网络传输层：传输层主要设备为智能遥测终端，负责连接前端采集设备，将前端采集设备的采集数值通过NB-IoT、4G、5G等无线网络对数据进行传送。

系统服务层：通过云服务端数据处理平台，可将采集层上传的数据与应用层的控制命令进行实时的整合和转发，同时可提供视频监控、资源监控、智能预警、设备管理等服务。

终端应用层：基于架构底层数据的采集、传输、整合，管理者可实时掌握城市内涝积水的实时动态数据，为以后的科学管理打下了夯实的基础，另一方面也可通过大数据运算为城市发展规划管理提供数据支撑。
三、系统功能
在线监测：“一张图”实时展示重点积水点、入河排水口、雨水管井、排水管网关键节点液位及流量等在线监测数据，并实现实时查询和历史监测数据统一存储管理。
数据分析：针对产品运行中的各项指标集中分析，提供历史数据查询及多个安全指标数据对比，实现雨水动态预报和风险分析。

防涝预警：通过分布式水文模型实现内涝模拟、淹没分析及积水分析，分析未来走势，及时展示超风险值的监测点，将分析结果结合BIM建模和三维仿真技术，进行动态展示，达到预警效果。
排涝管理：通过先进的传感和监测技术，对辖区各类排水设施运行信息全面实时感知，通过监测信息进行科学排水。

指挥调度：对应急事件进行迅速反馈，实现高效调度、灾害评估。

移动端及微信公众号：市民用户可根据城市内涝相关手机移动端或通过微信公众号了解发布的城市内涝预警，及时掌握出行信息，同时市民可上报灾情，提高社会公众参与度。

大屏幕可视化：综合展示城市内涝实时监测信息，方便管理者及时了解城市内涝情况，及时进行预警防控和调度工作。
四、系统意义
通过科学合理的布置方案对降雨量进行高精度预测，实时对雨量进行在线监测，一方面可以全方位了解各个区域的水位变化情况，早发现，早预警，早响应，及时进行方案部署与预警，减少城市积水内涝等排水缓慢问题。另一方面可以提高预警预报能力及区域水务企业自动化管理水平，提升防汛工作时效性。