1、監測一張網的思路建設思路

目前，大部分城市缺乏集成統一、穩定運行、全面覆蓋的排水管網在線監測系統，管網現狀不清，部分規劃設計方案偏離實際運行情況，排水系統的動態監測調控水平較低，不能動態反饋排水設施現場運行狀況，對城市內澇、污水溢流、夜間偷排等應急事故缺乏有效的在線預警與調控技術手段，城市排水系統管理的運行智能化程度不足，科學決策水平較低。

為提高規劃設計的客觀準確性，為排水管網日常管理提供依據，為重大工程決策提供數據支撐，應加強和重視城市排水管網在線監測工作，基于“監測一張網”思路，建立排水管網在線監測與預警系統，開展基于動態數據的大數據研究與應用實踐，提高排水系統運行的智慧化水平，在排水管網管理工作中達到“用數據說話、用數據決策、用數據管理、用數據創新”的要求。

應充分考慮實用性、分散與集中相結合、代表性和可行性等原則，結合當地排水管網實際管理監測數據需求，優先考慮選擇調蓄設施上下游節點、泵站上下游節點、易澇點、排放口、溢流口等關鍵節點，其次考慮覆蓋典型下墊面出口、戶線接入井、主干管檢查井等節點，選擇液位、流量、原位監測水質指標（pH值、水溫、電導率、溶解氧、懸浮物、氧化還原電位等）等監測內容，建立城市排水管網在線監測與預警系統并長期有效運行，形成“源-網-站-廠-河-湖”分層級、系統化的監測管控體系，實現排水設施的長期持續監測與短時預警預報功能，動態監測排水設施的運行狀況及風險，在管網運行數據異常時快速進行事故溯源、追蹤和預警，提高管理部門對排水管網事故的預警和處理能力。同時，通過收集排水設施長期運行數據，可用于識別排水防澇設施的運行規律，定量化評估海綿城市、黑臭水體、排水防澇等相關工程的實施效果，提高城市排水管網的動態管理能力。

2、軟硬件一體化總結架構

為了提高排水管網監測預警系統的現場部署效果，采用軟硬件一體化思路進行系統的整體架構，實現在線監測網絡軟硬件的緊密集成、系統主要包括四部分：監測主機、監測中繼器、云端數據網關、多種訪問終端，其技術架構圖如圖2-1所示。

圖 排水管網監測預警系統的技術架構圖

監測主機利用可靠的前端傳感器進行數據采集。為了保障數據的預警與分析效果，主機對監測點在每分鐘整點進行全網同步監測，獲得逐分鐘連續監測數據。為了提高通訊效率并盡可能降低系統功耗，設計智能可變化的傳輸機制與監測中繼器進行通訊：當監測液位低于預設的預警值時，通訊時間間隔為15min；當監測液位高于預警值時，通訊時間間隔為5min；當監測液位高于預設的報警值時，通訊時間間隔為1min。利用上述動態調整機制，及時有效的將數據傳輸到監測中繼器。

監測中繼器起到監測數據中轉傳輸的作用，提高井下監測主機的通訊能力，并降低井下主機的功耗和現場維護成本。監測中繼器接收主機的監測數據，并通過GPRS等公共通訊網絡將監測數據傳輸到云端數據網關。

云端數據網關部署在公共云平臺之上，可以大幅提高系統的可靠性、可擴展性、持續運行能力、魯棒性及災備能力。借助云平臺，可以實現數據永久存儲、實時在線，保障系統的預警及時性。云端數據網關通過統一的通訊協議接收并解析原始監測數據，將其存入云端數據庫；并對監測數據進行統計分析，為用戶提供可視化展示圖表和對比分析視圖；當發現在線監測異常時，系統動態發布報警信息，通過微信或短信等方式推送到手機端提醒用戶。

為了提高系統的訪問能力，需要支持大屏幕、電腦、平板、手機等多種訪問終端。從而方便用戶在各種場合都能便捷的查看數據可視化展示視圖，并及時收到響應的預警報警信息，輔助排水管理。

3、排水管網監測預警應用模式分析

只有構建科學合理的應用模式，編制可落地的監測方案，才能實現排水管網監測預警技術的應用推廣，發揮系統的價值。參考目前排水管網監測技術的應用與運行情況，結合典型的應用場景，至少可以將排水管網監測預警技術應用于以下幾個方面。

（1）重點區域排水在線監測與內澇預警系統

城市排水防澇系統是一個復雜關聯的網絡系統，涉及路政、園林、河道等多個部門。城市內澇成因是多方面的，如：城市氣候變化和極端天氣頻發；城市化產生了大量不透水地面，排水壓力增加；排水設施規劃設計標準偏低；城市受納水體調蓄下泄能力不足；排水設施運行能力達不到設計標準；積水過程缺少定量分析，成因評估主觀性較強；缺乏統一的防汛指揮體系與有效的超標降雨應對預案；缺乏公眾參與、動態聯動的防災減災體系；新技術、新裝備應用較少，搶險能力需進一步提高等。

通過建立重點區域排水管網在線監測與內澇預警系統，可以監測排水系統的長期運行規律，定量化分析城市積水風險，并在雨天進行動態的預警和報警，為數字化管控平臺的建立提供可靠的動態監測數據，為下一步建立數學模型，科學評估內澇風險及應對措施奠定數據基礎，大幅提高北京應對排水內澇事件的信息化管理能力。

（2）城市排水內澇監測預警公眾信息發布平臺

隨著信息技術的發展，城市公共領域的公眾參與和動態互動將成為城市各個管理部門必須考慮和面對的問題。在內澇事件發生后，公眾參與及了解真實情況的愿望隨著微博、微信平臺的成熟在迅速提升，政府必須面對公眾質疑的壓力，但是目前缺乏有效及時的數據及時發布預警信息和現場狀況，為人民群眾在雨天出行提供精細化的局地預警預報與出行指導。對于城市內澇事件，公眾參與不僅可以輔助進行有效、快速的內澇積水狀況監管，而且可以在應急事件過程中及時的給公眾發布或推送預警信息或應對措施。開發運行可靠的排水內澇監測設備和軟件系統，在降雨發生時，可基于微博、微信等公眾平臺，建立城市內澇時間應對的公眾參與及動態互動服務平臺，為公眾及時發布城市內澇總體情況，并對局部存在危險的區域進行預警預報。

（3）城市污水管網溢流點監測和報警平臺

降雨入滲是城市污水管道和合流制管道雨季發生過載甚至溢流的主要原因之一。污水管道溢流會對周圍環境產生嚴重影響，因此，有效監控和預警城市的污水溢流，對于保護環境安全和公眾健康至關重要。在污水管網容易發生溢流的檢查井安裝智能在線液位計，可以動態監測污水管網的運行情況，并在液位超出警戒線后進行及時的預警預報，及時發現管網中存在的潛在問題，輔助城市污水溢流控制和應急處理方案的制定與實施，避免污水管網溢流的發生，改善城市污水排放系統的完整性和可靠性。

【轉自清環智慧水務公眾平臺】

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