解决方案
城市内涝监测预警系统方案
发表时间:2025-06-25 11:37:24

1.概述

1.1项目背景 

城市内涝指强降雨超出城镇排水能力,导致地面积水成灾(常深15-20厘米),严重阻碍交通并引发次生灾害。

主因:

(1)气候:夏季局地短时暴雨或持续降雨集中。

(2)地形:低洼城区易积水。

(3)排水问题:管网淤堵、老化或设计标准低。

(4)地表硬化:不透水材料覆盖致下渗少、径流增。

危害:

(1)城市瘫痪:主干道积水受阻。

(2)生活受困:影响市民出行、工作、生活。

(3)设施损毁:引发电缆故障、停电、通讯中断。

(4)经济损失大:直接财产损失及停工停产等间接损失。

建设完善的内涝监测预警系统是增强防灾能力、保障公共安全的必要举措。

 

1.2建设目标

系统性提升城市防洪排涝能力,减轻内涝损失,保障强降雨时城市安全运行。具体目标如下:

(1)扩容增效:提升排水管网、泵站等设施的排水能力和效率,确保强降雨时快速有效排涝。

(2)雨洪利用:建立雨水集蓄利用系统,源头削减入网雨水量,实现资源化。

(3)促渗减流:推广透水铺装、下沉式绿地、雨水花园等,增加下渗,减少地表径流。

(4)规划避灾:在城市规划开发中规避易涝区,科学布局,增强长期韧性。

(5)强化应急:提升社会防灾意识,完善监测预警及应急预案响应能力,减轻灾害影响。 

 

1.3核心价值 

构建全域实时感知网络,赋能智慧决策,提升城市防洪排涝韧性。核心功能:

(1)全域实时监测:对道路低洼点、涵洞隧道等关键区域积水水位进行精准自动监测。

(2)高效数据传输:通过可靠网络将监测数据实时回传至防汛平台。

(3)智能预警响应:自动触发多级预警,第一时间推送预警信息。

(4)全局态势掌控:提供全域涝情可视化全景图(“一图知涝情”)。

(5)科学决策支撑:基于精准实时数据,为设施调度、资源投放及抢险指挥提供科学依据,提升响应效能。

 

  1.4主要功能

本监测系统集实时监测、智能分析、联动控制与信息发布于一体,主要实现以下核心功能:

(1)公众安全预警:实时发布路段积水信息及绕行指引至交通诱导屏、APP等,引导公众避险。

(2)现场风险警示:在关键点部署LED屏,实时显示水深及通行状态(如“禁行”),主动防控。

(3)设施智能联控:与排水泵站联动,自动启停泵组,实现积水精准、快速抽排。

(4)态势可视监控:监控中心集成数据与视频,电子地图“一屏”展示实时水深与趋势。

(5)多级智能告警:水位超限或设备异常时,自动触发声光、短信等多级告警,通知责任人。

(6)开放平台融合:提供标准接口,无缝融入城市防汛平台,支撑数据共享与协同决策。 

  

1.5城市内涝监测系统的需求分析

(1)实时涝情监测:部署传感网络,为应急决策提供数据支撑。

(2)堵塞及时预警:监测排水通道状态,第一时间发现堵塞。

(3)可靠数据传输:构建无线网络连接设备与中心,实现多点监测、统一调度。

(4)现场声光警示:水位超限时触发报警,禁止人车进入危险积水区。

(5)数据统计分析:支持历史查询,辅助识别问题路段。

(6)提升管理效能:实时掌握积水信息,优化管理水平。

 

1.6设计标准和规范

(1) 系列标准《城市监控报警联网系统系列标准》GA/T669

(2) 《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》GB/T28181-2011

(3) 《安全防范工程技术规范》GB50348-2004

(4) 《视频安防监控系统技术要求》GA/T367-2001

(5) 《视频安防监控系统技术要求》GA/T367-2001

(6) 《中华人民共和国公共行业标准》GA38-92

(7) 《水文测报装置遥测水位计》GB/T11830-1989

(8) 《国务院办公厅关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》

(9) 水利部《水文基础设施建设及技术装备标准》(SL276-2002)

 (10)国家防汛指挥系统工程水情信息采集系统分类设计指导书

 (11)《水文情报预报规范》GB/T22482-2008

 (12)《水文自动测报系统设备基本技术条件》SL/T102-1995

 (13)《水文资料整编规范》SL247-1999-96

 

2、内涝监测预警系统

2.1系统组成

系统概述:城市内涝监测预警系统综合运用水位传感、图像识别、物联网等技术,实时监测积水点水位,并通过无线网络传输至管理平台及手机端。水位超限时,触发现场声光报警,并同步推送预警信息。

 

技术实现:地埋液位传感器利用超声探头测积水深度,经内置LoRa上报终端,终端再经4G上传云端,为决策提供支持并提升监测能力。同时可通过LoRa向附近网关发送现场预警信号。


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(1)地埋式液位传感器:实时监测路面积水深度,无线传输数据。

(2)采集与预警终端:汇集水位、雨量数据,上传至服务器平台处理分析并发布预警。

(3)多媒体监测杆:连接传感器与雨量计,实时显示水位,超限时声光报警。

(4)监测平台:展示、查询硬件采集数据,支持远程控制。

 

 

2.2组网方式

(1)监测层由地埋式水位传感器收集前端数据,利用原有视频监控杆挂网关传输实时监测数据。

(2)传输层公共网络4G;自组网络LORA和蓝牙。

(3)监控层中心监控层PC端、手机端

(4)发布层由声光报警器发布警示信息。


2.3产品参数

2.3.1液位传感器技术参数

  

 (1)水位量程:0~200cm;

 (2)测量精度:≤1cm;

 (3)支持电极与电导率双重校核触发功能;

 (4)雨量:可具备扩展雨量计功能;

 (5)数据储存容量:16MB;

 (6)传输方式:LORA\NB-IOT\蓝牙;

 (7)信号穿透:能够穿透2m以上的路面积水;

 (8)LORA通信:报文加密传输。支持数据主动上报和查询和应答双重工作模式;

 (9)采集方式:支持定时和加密采集。定时时间0-24H可设置;电极触发后加密采集;

 (10)设备唤醒方式:支持蓝牙唤醒,蓝牙扫描时间<3秒;支持磁吸触发;电极触发唤醒;

 (11)低功耗:支持多级低功耗工作模式。休眠电流<10uA,蓝牙扫描电流<100uA,LORA通信及水位采集电流<50mA;

 (12)电源:内置锂亚电池及聚合物复合电容,电池容量≥38000mAH;

 (13)防护等级:IP68;

 (14)外壳:支持双层304不锈钢防护,材质为不锈钢、工程塑料,便于设备检修与电池更换;

 (15)连续工作时间:支持无积水情况下3年以上;

(16)参数修改及控制方式:支持本地蓝牙参数设置、数据提取、升级;支持物联网平台通过LORA主机对液位探测器进行远程参数设置。

 2.3.2采集预警终端技术参数

(1)输出功率:整机输出功率100W;单路喇叭功率≥30W;

(2)报警方式:支持自定义预警内容(内容可为文字、多种格式音频(高清音频)、语音(打电话))的报警;支持远程下发GB2312格式文字播报报警;支持预制快速播报内容,用户可通过按钮选择设备已预制的播报内容报警;支持循环报警及单次循环播报模式(播报次数设置);

(3)通信功能:支持全网通4G通讯远距离通信功能;支持实现本地LORA组网,可接收配套的积水深度、雨量等参数信息的预警信息;亦可兼容不同厂商的监测设备发送的预警信息进行联动告警;

(4)配置功能:设备即插即用,支持远程配置,支持多途径配置功能:包含本地串口配置和BLE近场通信配置功能,CAT1网络配置、GSM短信配置功能,系统平台远程调试配置及管理;

(5)配置内容可包含站点属性、管理广播站号码权限、播放内容、播报次数、多种级别的报警音等;

(6)语音切换:支持触发式语音和近场语音切换功能;

(7)报警次数:可自定义报警次数,默认状态下的语音重复播放为1-100遍;

(8)接口与显示:具备本地参数设置和一键预警、消警物理按键,广播分级延时逐级预警功能;主机带3.2寸TFT显示屏,显示接入液位传感器的水位、LORA信号强度,预警等级等。

(9)定位功能:支持GPS/北斗定位功能;

(10)支持自定义红橙黄蓝4种颜色或单红色指示灯告警提示功能;

(11)LORA通信:支持报文的加解密通信,开阔环境下保证5km通信距离;

(12)供电:太阳能板≥80W、电池≥20AH;

(13)LORA主机管理:数据展示具备安装位置的实时地图位置信息、4G信号强度、设备在线信息、水位采集值、预警等级、物联网卡信息、基于国密算法的原始加密报文及解密报文;支持远程参数设置、远程的预警命令的下发和消警。

 2.4内涝监测预警系统平台

积水预警配置平台可以将LoRa主机采集到的传感器数据发送到服务器上,其功能包括:

(1)基于GPS一张图展现内涝监测点位置;

(2)设备历史数据;

(3)积水实时报警;

(4)数据统计预警;

(5)设备参数配置;

(6)声光报警联动,设置积水报警阈值。

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查看历史数据

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采集与预警终端基本参数设置

 

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广播参数设置

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其它平台对接参数设置

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传感器设置

 

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设备地图

 

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报警历史信息

 

 (1)主要功能

 

 1.采集各节点的液位数据,查看历史数据。

 2.手机端可同时监测多个设备。

 3.手机端可通过蓝牙设置工作参数。

 4.用户可使用手机端查看各节点数据。

 5.具备上传各节点的电池电压功能。

 (2)手机端展示


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首页设备蓝牙连接示意图

 

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手机端历史数据画面示意图

 

 

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基本参数配置示意图LoRa参数配置示意图

 

 3、系统安装照片

 3.1设备照片

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 液位传感器采集与预警终端

 

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堵塞测试

 


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现场情况