一、项目背景

    水是个世界性问题,目前水源的缺失已经引起世界各国的关注,究其缺水的原因,很大一部分是来自水源地被污染,相对污染的最大比例是城市污水的排泄,城市污水大多来自于企业污水排放,垃圾的污染。规模化养殖场每天排放的污水量大、集中，并且污水中含有大量污染物，如重金属、残留的兽药和大量的病原体等，因此如不经过处理就排放于环境或直接农用，将会造成当地生态环境和农田的严重污染。

    随着经济水平的提高，农村地区生活水平得到改善，同时产生的生活污水也高于以往。由于农村居民污水治理意识薄弱，导致农村地区污染日益严重。因此投资于监测和监管，提供一个有效、实用先进的监测系统和解决方案，加强环境监测变得迫在眉睫，建立污染源在线监测系统、污水处理校验系统，提高水质监测能力，势在必行。其主要衡量指标有PH值、电导率、氨氮、总磷、CDD、浊度等。

    二、系统概述

    污水水质监测系统是由污水排放监测点（图像站、水质站、流量站）、污水水质在线监测平台组成。系统可实现对企业废水、城市污水、农村污水、养殖业污水的自动采样、流量的在线监测和主要污染因子的在线监测以及现场情况的抓拍；实时掌握污水中污染物排放总量，实现监测数据自动传输；由监测点对水质参数自动采集、处理、保存和远程通讯传输，污水水质在线监测平台部署于云服务器上，对数据进行汇总、整理和综合分析。水质站用于监测河道排污口水质信息，采用有人看管、无人值守的管理模式。

    污水排放监测点系统由采样系统、测量系统、数据采集传输系统三部分组成。采样系统由泵、采样管路、专用采样器、控制单元等构成。测量系统由测量仪器及数据采集终端构成。数据采集传输系统由数据采集终端及通讯模块构成。

    三、系统拓扑图 

    四、系统主要功能

    1、实时监测污水的主要指标PH值、电导率、氨氮、总磷、CDD、浊度，为污水排放是否达标提供依据；

    2、实时监测污水排放量；

    3、实时回传现场抓拍照片，监测现场环境；

    4、平台对数据进行汇总、整理和综合分析。

    五、平台介绍

    1、水质在线监测平台利用计算机对遥测数据快速处理和加工成各种数据报表，及时向有关人员提供信息服务，并提供相应的业务支持和管理功能。

    中心平台系统主要由以下部分组成：云服务器、平台软件、数据库。

    服务器主机：阿里云平台

    平台软件：水质在线监测系统

    数据库：mysql数据库

    2、平台管理

    登录界面 

    3、设备系统管理

    4、数据管理

    一、系统介绍

    合睿达金属结构实时在线监测系统覆盖了水利水电（启闭机、钢闸门、升船机、引水压力钢管、水泵）、起重机械（起重机、电梯等卷扬提升机械）、等工业设备。

    二、系统原理     

    基于金属结构、电机、液压缸的结构特点和轴承的故障机理以及现代信号处理技术、计算机技术、人工智能技术和网络通讯技术等建立的，具有先进性、可靠性、实用性和可扩展性等特点。在这些设备运行过程中，提取其外部状态信号， 如激振、应力、声发射、振动、压力脉动、温度和其他过程量信号，通过对这些状态信号的采集、存储、分析、比较，判断设备内部潜在的或已经形成的机械和电气故障，为设备维护部门提供第一手信息和资料，从而实现预知维修，并通过振动数据分析，实现精密维修，缩短维修用时，为检测维修制度合理化提供准确的数据基础。

    水工金属结构的故障问题主要有腐蚀、应力超标、振动问题、焊缝问题、启闭力问题等，影响其安全运行的因素主要有运行环境、结构应力、动力响应、运行姿态、门槽水力学参数、启闭机运行状态、运行操作管理人员素质等动脉等。针对以上影响水工金属结构安全运行的关键性因素，我们将对以下几个方面对其监测及其分析：

  （1）应力监测：对闸门的主梁、门轴柱、斜撑杆、顶底枢等主要构件进行应力监测， 并对闸门的结构强度进行评估。

  （2） 运行姿态监测：对闸门运行姿态进行监测，实时掌握闸门运行情况，并对其 进行运行安全性评估。

  （3）顶底枢及卷筒轴承处监测：对闸门顶枢轴、底枢蘑菇头、卷筒轴轴承的运行状态进行监测，实时掌握顶枢、 底枢、卷筒的受力状态及运行状态，并对其进行安全性评估。

  （4）振动监测：

    对闸门、门蘑菇头等位置进行激动监测， 实时掌握闸门的动态特性，并对其进行运行安全性评估。

    对启闭机的电机、减速箱、卷筒、液压油缸的振动监测，实时掌握启闭机、电机、减速箱的动态特性，并对其进行运行安全性评估。   

  （5） 轴向位移监测：对卷筒的轴向位移进行实时监测，判断轴向窜动的严重程度，实时掌握卷筒动态特性，并对其进行运行安全性评估。

  （6）转速监测：对电机转速，辅助振动监测进行启闭机状态的综合分析

    三、系统运维图

    合睿达金属结构实时在线监测系统可无缝连接机组的状态监测系统形成水电站设备智慧运维系统（如下图）。

    四、系统集成

    我公司经过反复试验，计算和验证，选用优质传感器采集数据，研发高精度A/D转换采集板卡，自行编制数据处理、显示、存储及分析软件，定制并采购优质电控箱柜，将在线监测的全部环节集成为系统，进行整体安装和部署，系统示意图如下。闸门监测主要项目和显示界面如下图所示，针对不同工程，还可定制显示内容。

    当一个工程具有多孔闸门须同时监测其工作状况时，可按下图所示，依据工程现场条件，将多扇闸门的数据显示、存储工控机集成在一个电控柜内，以节省闸房操作空间。

    一、生态流量监管背景

    生态流量是指水流区域内保持生态环境所需要的水流流量。近年来，一些水电站因下泄生态流量不足造成部分河段减水、脱水甚至干涸，一定程度上影响了河流的正常生态功能和群众的生产、生活。为保障河湖生态用水，推进小水电绿色发展，维护河流健康生命，水利部发布了《水利部生态环境部关于加强长江经济带小水电站生态流量监管的通知》（水电[2019]241号）。为做好小水电站生态流量监管平台建设工作，水利部组织编制了《水利部办公厅关于印发小水电站生态流量监管平台技术指导意见的通知》（办水电函〔2019〕1378号）。

    二、生态流量在线监测系统整体架构

   生态流量在线监测系统以自动化流量和视频监控为主，可集成水位站、水质监测、视频监测系统等功能，系统通过多种传输方式，实时、准确地将遥测发送站采集到水情数据传输到后台。通过水位数据、闸门开度值（或泄放流量的钢管口径大小）及该电站大坝设计资料等数据计算出当前生态流量泄放值。便于水利监管单位及时掌握水电站的流量下泄情况，保障下游河流的生态用水。

    三、生态流量在线监测系统功能

    生态流量在线监测系统包括下几个功能模块：

    系统概括：包括设备总数，在线情况等，公告通知，今日报警等情况。

    实时监测：对每一台设备运行状况的检测，实时采集的数据流量，站点在地图上的分布等。

    电站信息：可以在线查看电站信息。

    统计报表：对采集数据进行分析统计，走势图、柱状图，以及按日、月、年查询，并支持数据导出。

    设备管理：对设备安装地点，备注说明，多级树状分类进行集中式管理。

    系统设置：开设账号供他人使用，系统日志、权限分配进行查看设置。

    四、数据展示

                                                           生态流量一张图                                             自动生成流量曲线

流量报表                                                                     小水电站监测管理

考核管理                                                                       视频数据叠加监控

    五、硬件系统

    六、安装效果图

一、政策背景

国家层面核心政策包括《关于进一步提升公路桥梁安全耐久水平的意见》（交公路发〔2020〕127号）及后续的《公路长大桥梁结构监测时空大数据应用指引》。其核心目标是推动从“被动应对”转向“主动预警”，要求2025年底前完成特定桥梁监测，2030年扩大覆盖，并建立长效闭环管理机制。

近年来，多地频发的桥梁安全事故，例如近日青海尖扎黄河特大桥发生的桥体断裂事件，令人痛心的同时，也再次敲响了桥梁安全管理的警钟。这一系列事件凸显出对桥梁结构健康状态进行实时、自动化监测的紧迫性与重要性。国家政策的持续推动与真实事故的深刻教训，共同加速了行业从传统管理向智慧监测与主动预警的转型。

二、方案概述

桥梁在线自动化监测预警系统方案通过安装在桥梁关键部位的各种高精度传感器，实时采集环境、荷载与结构响应数据。数据通过无线/有线传输方式发送至云平台或本地服务器，经过专业算法和模型进行分析处理。最终通过可视化平台呈现桥梁健康状况，并在异常时自动触发多级预警，为桥梁管养单位提供决策支持，实现从“定期检测”到“实时监测”、从“被动养护”到“主动预警”的智慧管理养护模式升级。系统可有效避免因监测盲区或响应滞后导致的突发结构事故，提升类似青海桥梁突发垮塌事件的防范能力。

三、监测内容与传感器选型

根据桥梁类型（梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥等）和薄弱环节，四川合睿达可以定制化选择监测项目：

四、系统架构

桥梁监测预警系统采用分层式设计，通常为四层结构：

1.感知层（数据采集）

核心：各类传感器、数据采集仪（DAQ）。

功能：实时采集物理、化学、力学参数，并将其转换为电信号。数据采集仪负责自动收集、初步处理（如A/D转换）和存储传感器数据。

2.传输层（数据通信）

方式：

有线传输：光纤、网线。稳定可靠，适合供电方便、距离较近的场景。

无线传输：4G/5G、LoRa、ZigBee、NB-IoT。部署灵活，适合大跨度桥梁、野外环境，是主流选择。

功能：将采集到的数据安全、可靠、高效地传输至数据平台。

3.平台层（数据处理与存储）

核心：云服务器或本地服务器。

功能：

数据存储：海量时序数据库，长期存储原始数据和特征数据。

数据处理：利用数字滤波、降噪、压缩等算法清洗数据。

数据分析：核心价值所在。包括：

结构分析：模态识别（频率、振型、阻尼比）、应变能分析、挠度线形分析。

趋势分析：长期数据跟踪，识别性能退化趋势（如预应力损失、刚度下降）。

损伤识别：通过算法对比实时数据与健康基线模型或有限元模型（FEM）的差异，定位潜在损伤。

荷载分析：统计车流量、轴重，评估疲劳荷载谱。

4.应用层（数据可视化与预警）

核心：Web端或移动端可视化平台。

功能：

可视化看板：以图表、曲线、三维模型、列表等形式直观展示所有监测数据的实时值和历史趋势。

多级预警机制：

一级预警（黄色）：监测值超过日常波动阈值，系统提示注意。

二级预警（橙色）：监测值超过规范限值或健康基线，系统发出警报，通知工程师分析。

三级预警（红色）：监测值达到危险临界值，可能危及结构安全，系统立即通过短信、邮件、App推送等方式通知相关负责人，启动应急预案。

报表生成：自动生成日、周、月、年报，支持导出和打印。

权限管理：不同级别的用户（领导、工程师、巡检员）拥有不同的数据查看和操作权限。

五、实施方案步骤

1.前期调研与设计：收集桥梁设计图纸、竣工资料、历史检测报告，进行现场勘察，确定监测目标、内容和测点布设方案。

2.设备采购与集成：根据方案选型采购传感器、采集仪、通信设备等，并在实验室进行系统联调测试。

3.现场安装与调试：在桥梁上安全、规范地安装传感器和数据采集箱，完成所有设备的供电、组网和系统调试。

4.系统试运行与基线建立：系统投入试运行（通常1-3个月），采集数据建立结构的“健康基线”模型，并校准和设定初始预警阈值。

5.正式运行与维护：系统进入全自动监测状态。提供定期设备巡检、维护和数据解读服务。

6.持续服务与迭代：提供长期的数据分析报告，并根据运行情况优化算法和阈值，升级系统功能。

六、方案优势与价值

安全保障：实时掌握结构状态，对突发事件（如地震、船撞、超载）和隐性损伤（如疲劳裂纹、索力变化）及时预警，避免灾难性事故发生。类似青海尖扎黄河特大桥桥梁断裂的悲剧可通过持续监测与预警在很大程度上得以避免。

科学管养：变“按时养护”为“按需养护”，基于数据决策，优化养护计划和资金分配，延长桥梁使用寿命，降低全生命周期成本。

提高效率：减少人工巡检的强度、频率和主观误差，解放专业技术力量专注于数据分析与决策。

数字档案：形成完整的桥梁结构数字档案，为未来的设计、科研和类似项目提供宝贵数据支撑。

提升形象：展示先进的管理理念和技术水平，是社会公共基础设施管理现代化的重要标志。

六、投资与预算

预算因桥梁规模、监测项目数量、传感器精度和品牌、通信方式等因素差异巨大。一般从数十万到数百万不等。建议分阶段实施，优先部署对安全影响最大、最关键的监测项目。

桥梁监测预警系统凭借其先进的监测技术和智能的管理平台，为桥梁安全构建了一道坚固防线。它不仅提升了桥梁监测的效率和准确性，更为桥梁的长期安全运行提供了有力保障。

一、背景与必要性

管道泄漏监测管理平台是一种集成先进传感技术、数据分析和智能预警系统的综合管理工具，主要用于实时监测管道（如石油、天然气、化工、城市供水/供热等）的运行状态，快速识别并定位泄漏事件，最大限度降低安全风险、经济损失和环境污染。

泄漏事故可能导致：

重大经济损失（如资源浪费、停产维修）

环境破坏（土壤/水源污染）

公共安全事故（燃气爆炸）

二、核心功能与组成

1.实时监测与数据采集

传感器网络：部署压力、流量、温度、声波、光纤振动等传感器，实时采集管道运行数据。

SCADA系统集成：与现有监控系统对接，整合多源数据（如阀门状态、泵站压力）。

2.泄漏检测与定位

（1）算法模型：

负压波法：泄漏点导致的压力骤降传播时间差定位。

质量/流量平衡法：入口与出口流量差异判断泄漏。

声波识别法/振动分析法：捕捉泄漏产生的特定频率信号（适用于液体/气体）。

分布式光纤传感（DTS/DAS）：利用光纤温度/振动变化精准定位（精度可达±10米）。

（2）AI辅助分析：机器学习模型排除误报（如阀门操作、泵启停干扰）。

3.分级预警与报警管理

自定义报警阈值（如微小渗漏、大规模泄漏）。

多级推送机制（如短信、邮件、平台弹窗、移动端APP通知）。

报警信息包含：泄漏位置、预估泄漏量、影响区域地图。

4.应急响应与决策支持

自动关阀策略：联动控制系统隔离泄漏段。

应急预案库：调取泄漏点周边环境数据（人口密度、水源地、地形）。

影响模拟：预测扩散范围（气体）或污染路径（液体）。

5.数据可视化与资产管理

GIS地图集成：管道网络全景展示，报警点位动态标记。

历史数据追溯：泄漏事件记录、响应时间分析、泄漏趋势报告。

管道健康评估：腐蚀监测数据整合，预测性维护建议。

三、核心价值

传统人工巡检效率低、响应慢。本平台通过实时监测+智能分析，可实现：

（1）安全提升：避免爆炸、火灾、中毒等重大事故（如天然气管道泄漏）。

（2）环保合规：减少土壤/水体污染，满足环保法规（如EPA、OSHA标准）。

（3）经济损失控制：减少介质损失（原油、成品油等高价值流体）；降低停运维修成本及第三方索赔。

（4）运维效率：替代人工巡检，覆盖偏远/高危区域；精准定位缩短抢修时间（传统方式需数小时，系统可分钟级响应）。

四、典型应用场景

行业 痛点解决

油气长输管道 监测第三方破坏、腐蚀穿孔，预防跨国管道停运损失。

城市燃气管网 快速定位小区内微小泄漏，避免燃气聚集引发爆炸。

化工园区 实时监测高危化学品管道，联动应急疏散系统。

智慧水务管网 减少供水管网漏损率（部分城市漏损率超20%）。

五、具体功能介绍与使用说明

这里以相关仪设备的功能界面作为示例进行说明。

1.  相关仪

1.1  设备详情

点击数据维护中的设备详情可查看设备的基础参数信息、参数值的趋势图以及告警时间信息。

点击参数页面的查看历史按钮，可查看对应上报参数的历史记录。

点击列表页面的对应参数的图表可查看一段时间内参数值的变化趋势，图表类型有表格、折 线图、柱状图。

点击告警事件页面的应答按钮可对告警事件进行应答操作。

1.2  参数配置

点击数据维护中的高级参数可以展示设备现有的参数值并实现编辑下发功能，在该页面设置 完对应下发值后可等待设备下次启动时完成对应参数的更改。在设备下次启动之前，可选择 撤销修改的下发值，设备便不会进行参数修改。

如下图所示绿色按钮为业务日志，点击可查看操作记录

如下两图所示紫色按钮为创建参数读取任务，将在设备下次启动时读取命令，可以在设备下 次启动之前取消该任务。

1.3  数据图形化

选择算法分析下的数据图形化展示可以显示对应设备的设备数据列表

点击对应数据记录可展示对应记录的数据的图形化展示，可通过点击查看按钮查看对应的 STFT、频谱图、原始数据和直方图的完全图形，可以点击下载按钮下载对应的文件和音频， 也可以在线播放音频文件。

1.4  泄漏距离分析

选择算法分析下的泄漏距离分析会弹出如下页面，可以依次点击想要计算的点位数据进行分 析，当前页面也可以点击重新选择清空已选择点位，选择完成还有可点击填写数据进行下一 步操作

如下图所示，当前步骤可以选择对应的设置参数，填写设定的分析参数，也可以点击重新选 点返回上一步进行重新选择点位的操作。

点击提交分析，可返回对应的分析结果和详细的泄漏点信息，并且根据对应信息在地图上进 行绘制标注，A 点 B 点就是已选择的点位，闪烁点是计算出的泄漏点位置，不同颜色的线段 标识已绑定管道的各点位到泄漏点的管道标识。（若未绑定管道，返回两点中点）

1.5  泄漏审计

点击审计下的泄漏审计，可展示当前账号权限下所有设备的一段时间内的泄露信息，并用甘 特图的形式展示出来，点击对应设备对应日期的图形段，可以直接跳转定位到地图上的设备 点位，并查看设备数据。

1.6  管道编辑

点击管道下的管道编辑，可弹出管道信息列表，选择对应管道可直接定位管道

右击管道信息可展示对应操作入口，点击编辑可编辑管道信息，也可以通过右击地图上的管 道线进行管道的信息修改或删除

当前页面还可以点击左上角的绘制按钮来绘制管道，通过双击或者点击完成按钮完成管道线的绘制，并填写对应的管道信息就可以保存该管道；还可以通过双击管道实现编辑管道线路 的功能。

1.7  地图切换

点击地图切换里的亮色地图和暗色地图实现地图主题颜色的单独变化。

1.8  参数

点击参数下的全局参数，可实现对该账号以及权限下的所有子级账户的参数设置，点击客户 参数则只能设置当前账号权限的参数。

1.9  推送

点击推送可设置设备的推送地址和推送内容，用于与第三方平台进行数据对接。

八、系统架构

基于云平台服务架构，满足为客户私有化部署应用。

管道泄漏监测管理平台已从“事后补救”转向“事前预防”，成为智慧管网管理的核心神经系统。随着5G、AIoT技术的渗透，其精准性与可靠性将持续革新管道安全管理范式。