一、系統(tǒng)概述

　　1.1需求背景

　　近年來，雨季及氣候異常引起的城市內(nèi)澇給市政部門帶來了巨大的壓力，由強(qiáng)降雨印發(fā)的河水倒灌、道路水淹、交通堵塞、橋梁建筑損毀等，給國家和人民帶開了巨大的經(jīng)濟(jì)甚至生命損失。

　　為降低內(nèi)澇造成的損失，一方面我們要加大加強(qiáng)城市排水基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，另一方面為全面掌握城市內(nèi)澇狀況，實(shí)現(xiàn)排水統(tǒng)籌調(diào)度，我們要對河道水位以及地道橋、低洼路段的積水水位進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，建立起道路積水預(yù)警系統(tǒng)(城市道路積水監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)).

　　1.2設(shè)計(jì)思路

　　道路積水預(yù)警系統(tǒng)(城市道路積水監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng))采用業(yè)界的DCS理念來設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可分為多級監(jiān)控中心，區(qū)主管部門內(nèi)建立監(jiān)控總中心，負(fù)責(zé)對整理區(qū)的內(nèi)撈點(diǎn)進(jìn)行全面的監(jiān)測和管理;系統(tǒng)同時預(yù)留對外數(shù)據(jù)接口，如有需要可實(shí)現(xiàn)與市主管部門監(jiān)控中心進(jìn)行對接，實(shí)現(xiàn)各城區(qū)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測。

　　二、系統(tǒng)組成

　　城市道路積水監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)主要由四部分構(gòu)成：

　　◆監(jiān)測中心：

　　硬件構(gòu)成：服務(wù)器、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、顯示大屏、報(bào)警模塊、交換機(jī)等。

　　軟件構(gòu)成：操作系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件和城市道路積水監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)軟件。

　　◆通信網(wǎng)絡(luò)：GPRS網(wǎng)絡(luò)、INTERNET公網(wǎng)(監(jiān)測中心綁定固定IP)、光纖等。

　　◆監(jiān)測設(shè)備：道路積水監(jiān)測終端

　　◆現(xiàn)場儀表：超聲波水位計(jì)、電子水尺(投入式水位計(jì))等。

　　系統(tǒng)拓補(bǔ)圖

　　三、系統(tǒng)功能

　　◆實(shí)時監(jiān)測道路低洼處、下穿式立交橋和隧道的積水水位，并通過GPRS或光纖網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳送至城市內(nèi)澇監(jiān)測預(yù)警中心。

　　◆立交橋、隧道監(jiān)測點(diǎn)可通過情報(bào)板自動提示(或監(jiān)測中心遠(yuǎn)程手動提示)當(dāng)前積水水位值或“允許通行”、“謹(jǐn)慎通行”、“禁止通行”等標(biāo)示信息。

　　◆立交橋、隧道積水監(jiān)測點(diǎn)可與本地排水泵站實(shí)現(xiàn)聯(lián)動，根據(jù)積水水位自動控制排水泵組的啟停。

　　◆監(jiān)測點(diǎn)具備光纖通信條件時，可擴(kuò)展實(shí)時視頻監(jiān)控功能。

　　◆水位過高、設(shè)備異常時系統(tǒng)自動報(bào)警，并自動向責(zé)任人手機(jī)發(fā)送報(bào)警短信。

　　◆系統(tǒng)軟件具備地圖展示、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、曲線分析等功能，可導(dǎo)出為EXCEL報(bào)表或直接打印。

　　◆系統(tǒng)軟件支持PC接口，可接入上一級綜合指揮調(diào)度平臺。

　　四、通訊網(wǎng)絡(luò)

　　鑒于道路積水預(yù)警系統(tǒng)(城市道路積水監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng))實(shí)時監(jiān)測的需求，并充分考慮到系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和實(shí)效性等諸多因素，建議采用公網(wǎng)專線的組網(wǎng)方式來構(gòu)建系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)。

　　各監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測設(shè)備內(nèi)安裝中國移動公司的SIM卡，通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)將水位監(jiān)測數(shù)據(jù)，報(bào)警數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。

　　另外在重要的監(jiān)測站還需要安裝視屏攝像頭，由于實(shí)時視屏占用寬大較大，不能采用2g網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，一般采用3G或者4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視屏圖像的傳輸。

　　云傳輸系統(tǒng)圖

　　1、感知層：超聲波水位連續(xù)自動在線監(jiān)測;

　　2、傳輸層：采用有線、無線、3G等方式傳輸各種監(jiān)測數(shù)據(jù);

　　3、平臺層：數(shù)據(jù)服務(wù)云平臺，依托監(jiān)測平臺的數(shù)據(jù)，進(jìn)行系統(tǒng)分析、提供跨區(qū)域、全時間、多層次的數(shù)據(jù)挖掘和對比，為量水設(shè)施土建提供數(shù)據(jù)支撐;

　　4、應(yīng)用層：面向不同的客戶端系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基于Web的實(shí)時數(shù)據(jù)在線監(jiān)測、面向不同管理層的各種管理與統(tǒng)計(jì)分析。

　　五、技術(shù)參數(shù)

　　1.電子水尺感應(yīng)式數(shù)字液位傳感器

　　.單元規(guī)格：40cm/80cm/120cm/160cm/240cm。

　　.變幅范圍：建議不超過10m。

　　.精 度：±1cm(全量程等精度測量)。

　　.供電電壓：DC12V±15%。

　　.輸出信號：RS485、CAN、RS232、4～20mA。

　　.靜態(tài)電流：≤30mA(DC12V)。

　　.能 耗：≤360mW(DC12V)。

　　.溫 度：-20℃~60℃。

　　.誤 差：0.5cm、1cm由所選傳感器的分辨率決定。

　　.級聯(lián)方式：法蘭連接。

　　.電子水尺安裝方式:垂直安裝、傾斜安裝、階梯安裝等

　　2. 遙測終端機(jī)RTU參數(shù):

　　頻率范圍:885~915Mhz 1710~1755Mhz

　　占用帶寬:<200Khz

　　發(fā)射功率:33/30dbm ±2db

　　調(diào)制方式:GMSK

　　發(fā)訊方式:定時/定量,喚醒召測

　　采集接口:并行I/O(TTL),RS-485通訊,雙工串行通訊(TTL),無源觸點(diǎn)等

　　供電電源:12V~24V直流

　　工作電流:<0.5mA @6V(休眠),<12mA @12V(空閑),<100mA @12V(通信),<1.5A @12V(峰值)

　　電源輸出:輸出電壓等于供電電源電壓-0.5V,輸出電流<1A。

　　工作環(huán)境:環(huán)境溫度-10°C ~45°C (-30°C~+65°C備選),相對濕度<95%(40℃)。

　　RTU尺寸重量:外形尺寸(長×寬×高):220×90×41(mm),重量:<250g

　　(不含天線)。

　　平均時間(MTBF):100000h