一、项目背景
随着城市化进程的加快,内涝灾害频发,严重威胁城市安全运行和人民生命财产安全。传统的人工巡检监测模式,效率低、实时性差、数据不准确,已不能满足防汛减灾的需求。亟需建立一套全天候、全覆盖、自动化的内涝智能监测预警系统。

二、系统架构
本方案采用”传感器+智能终端+移动通信网络+云平台”的架构,实现对降雨、水位、流量等汛情要素的自动监测、数据汇聚、远程传输、在线分析和预警。系统拓扑如下:

1. 感知层:部署翻斗式雨量计、雷达水位计、雷达流速仪、雷达流量计等各类传感器,实时采集汛情数据。
2. 网关层:采用星创易联SeRTU100系列智能遥测终端机,通过RS485/232串口、脉冲计数等接口采集感知层数据,并通过4G网络传输到云端。同时具备边缘计算和数据存储能力,确保数据的安全可靠。
3. 网络层:中国移动/联通/电信4G通信网络,实现智能终端与监测平台的数据传输。
4. 应用层:星创数字云监测平台,实现设备管理、数据汇聚存储、在线展示、统计分析、预警等功能。

三、设备选型

1. SeRTU100系列智能遥测终端机
工业级设计,IP67防护,工作温度-35~+75℃。支持2路RS232/485串口、2路雨量计接口,Modbus-RTU协议。内置16MB存储,支持断点续传。看门狗电路,确保设备长期稳定运行。4G全网通,支持设备远程管理。

2. 翻斗式雨量计

机械式自记雨量计,翻斗量0.2mm,分辨率0.1mm。不锈钢材质,耐腐蚀抗氧化。脉冲信号输出,接入SeRTU100的数字输入接口。

3. 雷达水位计

非接触式雷达测距,量程0-35m,精度±3mm。IP68防护,内置温度传感器,自动温度补偿。RS485接口,Modbus-RTU协议或SDI-12协议。

4. 雷达流速仪

非接触式表面流速测量,量程0-15m/s,精度1%FS。RS485接口,Modbus-RTU协议。与雷达水位计配套使用,计算流量。

5. 雷达流量计

非接触式流量测量,适用于明渠、管道等场景。量程0.02-15m/s,精度1%FS。RS485接口,Modbus-RTU协议。

6. GNSS接收机

提供高精度的时间和位置服务,星座支持GPS/北斗/GLONASS。接入SeRTU100的RS232接口,NMEA-0183协议,用于授时和定位。

四、部署实施

1. 现场勘查
根据内涝风险评估结果,选择道路低洼处、泵站进出水口、河道狭窄处等关键节点,开展现场勘查,确定设备安装位置和通信条件。

2. 方案设计
绘制系统拓扑图、平面布置图、设备安装图等,编制设备清单、施工方案、调试方案,确保施工有据可依。

3. 设备安装
雷达水位计、雷达流速仪一般安装在桥墩或管壁上,探头垂直对准水面,避免杂物遮挡。翻斗雨量筒安装在开阔地避免遮挡。智能终端安装在防水防尘防盗的控制柜内。

4. 供电保障
采用市电、太阳能、蓄电池等方式,确保设备连续供电。SeRTU100采用低功耗设计,休眠电流<2mA,太阳能供电可连续工作。

5. 设备联调
传感器与智能终端通过RS485总线或脉冲信号线连接。使用调试软件,配置通信参数、采集参数、4G网络参数等。模拟各种工况,检查设备工作状态。

6. 平台对接
智能终端通过4G网络将监测数据上传到星创数字云平台。平台进行数据解析、质量控制、存储、展示、统计分析等。设置各监测指标的预警阈值,触发短信、APP推送等预警方式。

7. 联网调试
在平台上添加注册设备,下发配置参数。现场端与平台端同步观测数据,对比分析,确保数据一致性。

8. 试运行
连续运行系统72小时以上,观察设备工作状态,对平台数据进行合理性分析。及时发现和解决异常问题,形成试运行报告。

9. 培训验收
向客户进行技术培训,讲解系统的功能、操作、日常维护等内容。组织验收测试,编制验收报告。

五、运维管理

1. 定期巡检
每月对设备进行现场巡检,检查供电、通信、传感器工作状态,清理杂物,消除隐患。

2. 数据分析
收集汛期的降雨、水位、流量监测数据,结合实际灾情,优化内涝预警模型和阈值,提高预警的精准度和时效性。

3. 故障处理
平台设置传感器阈值和设备在线状态预警,发现异常及时派人到现场排查。常见问题如断电、4G信号弱、传感器故障、线路老化等,备有相应的解决方案。

4. 应急预案
编制汛期应急预案,明确内涝预警的响应流程和处置措施。一旦发生预警,及时启动应急预案,指导防汛抢险和群众避险。

六、实施成果

通过高密度部署雨量、水位、流量传感器,结合智能终端的数据采集存储和4G远传能力,构建全天候自动化的内涝监测体系。监测数据实时传输到云平台,通过大数据分析和预警模型,及时发现内涝风险,提前预警并启动应急响应,从而最大限度减轻内涝灾害损失。

在项目实施过程中,我们积累了丰富的经验,总结出一套行之有效的工作方法:

1. 通过反复现场测试,优化设备安装位置和角度,确保监测数据的代表性和准确性。
2. 采用工业级器件,做好防雷防浪涌保护,提高设备的可靠性和环境适应性。
3. 研发断点续传、数据压缩等算法,降低4G流量费用,节约运维成本。
4. 建立健全的标准化作业流程,保证工程的进度和质量,避免技术风险。
5. 开发智能运维平台,实现设备状态可视化,故障自动告警,大大提高运维效率。

七、方案特色

1. 产品性能优异,MTBF>50000小时
2. 支持多种通信方式和协议,兼容各类传感器接入
3. 模块化设计,支持定制开发,满足客户个性化需求
4. 自主知识产权,提供长期稳定的技术支持
5. 软硬件一体化解决方案,免除客户的后顾之忧

我们相信,凭借雄厚的技术实力和丰富的行业经验,一定能为客户交付一套高可靠、易维护、功能完善的城市内涝智能预警监测系统。期待与您携手,为智慧城市建设贡献绵薄之力!

此方案仅供参考,具体方案需深入现场和客户沟通,量身定制。