排水管網(wǎng)監(jiān)測設備
一、概述
1、排水管網(wǎng)監(jiān)測設備背景介紹
城市排水管網(wǎng)承擔著城市防汛排澇、污水收集和輸送的任務,是重要的城市基礎設施之一,它關系到社會經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展和人民生活的安定,在保障城市發(fā)展和安全運行中發(fā)揮著重要的作用。
城市排水系統(tǒng)不僅要建設好,更重要的是要運行管理好。然而隨著城市化進程的突飛猛進,城市排水管網(wǎng)的建設速度、規(guī)模隨之加快增大,管理難度也越來越大。排水系統(tǒng)欠缺完善,雨污水管道老化、管道淤積嚴重,污水漫溢、道路積水內(nèi)澇,水環(huán)境惡化、河道黑臭、城市污水廢水滲入地下水污染水資源等問題亟待解決。因此,一套科學智能、功能完備的綜合水位管理系統(tǒng)是不可少的。
二、排水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)總體設計
1、排水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)架構
排水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)總體架構主要由感知層、網(wǎng)絡層和應用層等組成。軟硬件有機組合成功能齊全、功能強大、系統(tǒng)穩(wěn)定的排水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)。
感知層主要由污水井液位監(jiān)測儀等不同類型傳感器構成,該層主要提供新實時、穩(wěn)定可靠的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù),為后續(xù)的管理應用平臺提供有效穩(wěn)定的數(shù)據(jù)源。
網(wǎng)絡層主要是無線方式進行傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)和管理應用功能實現(xiàn)傳輸表達。系統(tǒng)通信組網(wǎng)常采用4G/NB-IoT等組網(wǎng)方式。
應用層是實現(xiàn)數(shù)據(jù)儲存、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)可視化、統(tǒng)計分析、設備查詢及管理、預警預報、報警及診斷服務、管道分布查詢、設備分布、遠程調(diào)度、移動端的實時查看、移動端的預警預報和遠程指揮控制等日常管理等功能的平臺。應用層是實現(xiàn)人機交互的主要手段方式。
2、感知層構成
感知層是實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集的一層,該層主要提供新實時、穩(wěn)定可靠的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù),為后續(xù)的管理應用平臺提供有效穩(wěn)定的數(shù)據(jù)源。排水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)中底層、也是重要的組成部分。該層主要由一些常見的污水井液位監(jiān)測儀等傳感器構成,從而實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效采集。
3、網(wǎng)絡層構成
系統(tǒng)網(wǎng)絡層常采用4G/NB-IoT等組網(wǎng)方式。
液位監(jiān)測站主機常采用4G/NB-IoT等通信方式,與管理中心站進行數(shù)據(jù)通信。
管理中心站通過Internet專線與上級管理部門通信,實現(xiàn)站點監(jiān)測信息共享。
顯示平臺主要通過PC終端、平板電腦、大屏幕、無線終端等方式展現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù),將監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化,有助于數(shù)據(jù)的分析和管理,同時還可以使用這些方式進行管理操作。
4、應用層構成
應用層是排水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)*的組成部分,應用層是實現(xiàn)數(shù)據(jù)儲存、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)可視化、統(tǒng)計分析、設備查詢及管理、預警預報、報警及診斷服務、管道分布查詢、設備分布、遠程調(diào)度、移動端的實時查看、移動端的預警預報和遠程指揮控制等日常管理等功能的平臺。應用層是實現(xiàn)人機交互的主要手段方式,也是實現(xiàn)排水管網(wǎng)監(jiān)測數(shù)字化管理的主要方式?! ?/p>
三、排水管網(wǎng)液位監(jiān)測站系統(tǒng)設計
城市排水系統(tǒng)由于深埋地下,結構復雜,是一個具有隱蔽性的巨型網(wǎng)絡系統(tǒng),這增加了排水管網(wǎng)運營和管理的難度。如何合理的規(guī)劃管理城市排水管網(wǎng)、控制水污染、防止城市內(nèi)澇和解決管網(wǎng)入流入滲問題,已成為城市建設和可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。
通過排水管網(wǎng)的液位監(jiān)測可實現(xiàn)對管道內(nèi)部液位數(shù)據(jù)的準確掌握,改變粗略判斷液位的數(shù)據(jù)管理方式。
通過對管網(wǎng)系統(tǒng)液位監(jiān)測,實時掌握管網(wǎng)總體運行狀況。
通過液位數(shù)據(jù)積累,對較長時間跨度的管道液位變化趨勢進行分析,實現(xiàn)科學預判。
將液位數(shù)據(jù)與業(yè)務應用系統(tǒng)、數(shù)學模型軟件相結合,建立完整動態(tài)的管網(wǎng)運行管理系統(tǒng)、管網(wǎng)運行能力分析系統(tǒng)等,為科學運營夯實基礎。
通過液位實時監(jiān)測、預警分析、運行狀況研判,建立科學的運營管理體系,提高管理人員對整體管網(wǎng)系統(tǒng)的掌控能力、水量科學調(diào)配能力,提升運營管理效率。
為更精準的監(jiān)測水位,建議設備每1公里設置一套,管道交叉口出需在主管道處增設一套,重復處留一套即可。
1、液位監(jiān)測站構成
液位監(jiān)測站主要由雨水井液位監(jiān)測儀、污水井液位監(jiān)測儀、安裝支架(可拆卸)等組成。可以大范圍檢測窨井內(nèi)的水位,主要起到預警報警的作用,可有效預防城市內(nèi)澇的發(fā)生。
該液位監(jiān)測站可有效進行數(shù)據(jù)采集,同時還可以將采集到的數(shù)據(jù)無線傳輸至管理中心,管理中心控制人員可以根據(jù)采集到的流量數(shù)據(jù)控制閥門以此達到控制管道內(nèi)的污水狀態(tài),使其處于合理安全的范圍。
2、液位監(jiān)測站功能
2.1監(jiān)測采集功能
液位監(jiān)測站可以自動采集水位數(shù)據(jù),并定時向中心站發(fā)送當前監(jiān)測的數(shù)據(jù),同時還包括系統(tǒng)電壓、站點編號等參數(shù)。
2.2保存功能
液位監(jiān)測站可以自動保存一定時間內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。
2.3斷點續(xù)傳功能
由于某些現(xiàn)場通信信號較差導致監(jiān)測數(shù)據(jù)無法及時上傳或者出現(xiàn)上傳數(shù)據(jù)缺失時,液位監(jiān)測站會在下一次上傳數(shù)據(jù)時,自動補傳缺失的監(jiān)測數(shù)據(jù)。
2.4報警功能
當水位超出限定閾值時,可以進行頻繁采集上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)和提供報警功能。
2.5遠程配置功能
通過服務平臺可遠程配置和讀取液位監(jiān)測站監(jiān)測設備的工作模式和傳感器的工作參數(shù),使監(jiān)測設備更加貼近用戶需求或現(xiàn)場使用情況。
3、液位監(jiān)測站設備技術參數(shù)
污水井液位監(jiān)測儀(FT-WS1)
1.測量量程:7米(可制定更大量程);
2.測量方式:超聲波非接觸式;
3.測量分辨率:1cm;
4.測量精度:0.5%;
5.采集響應時間:≤5s
6.供電電源:內(nèi)置DC3.6V/52000mAh大容量電池;
7.結構材料:鋁合金烤漆外殼,耐磨耐腐蝕;
8.報警設置:高液位報警值、液位報警值設置;
9.功耗:靜態(tài)值守電流≤0.2mA,平均工作電流(不含通信)≤8mA;
10.通信協(xié)議:符合SL651-2014《水文監(jiān)測數(shù)據(jù)通信規(guī)約》要求;
11.顯示屏:128*64點陣;
12.安裝方式:L形支架掛壁安裝;
13.外殼通過IP68防護等級檢測,符合GB/T4208-2017《外殼防護等級(IP代碼)》標準要求;
14.工作溫度:-15℃~55℃,產(chǎn)品通過GB/T2423.1-2008《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分試驗方法試驗A:低溫》測試;產(chǎn)品通過GB/T2423.1-2008《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分試驗方法試驗B:高溫》測試;
埋入式積水監(jiān)測儀(FT-MR1)
液位量程:2m;
液位誤差:≤1cm;
液位分辨率:1mm;
數(shù)據(jù)儲存容量:16MB;
信號穿透:能夠穿透2m以上的路面積水;
藍牙通信:支持藍牙無線通訊;
外殼材質(zhì):304不銹鋼;
通信方式:支持NB-IOT、4G、GPRS通信;
通信協(xié)議:符合SL651-2014《水文監(jiān)測數(shù)據(jù)通信規(guī)約》要求;
電池容量:DC3.6V/52000mAH;
外殼通過IP68防護等級檢測,符合GB/T 4208-2017《外殼防護等級
(IP代碼)》標準要求;
產(chǎn)品通過GB/T2423.1-2008《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分試驗方法試驗A:低溫》測試;
產(chǎn)品通過GB/T2423.1-2008《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分試驗方法試驗B:高溫》測試;
安裝方式;采用埋地式安裝:取孔設備在路面設備安裝處開設一安裝孔,取孔孔徑14-15cm,取孔深度15cm;
知識產(chǎn)權:原廠生產(chǎn)具備產(chǎn)品實用新型、外觀、積水監(jiān)測儀固件程序軟件著作權
4、城市內(nèi)澇防治綜合監(jiān)控信息化管理平臺
4.1數(shù)據(jù)采集軟件
數(shù)據(jù)采集軟件通過已建網(wǎng)絡,對項目所有站點的遙測積水數(shù)據(jù)的進行實時接收,處理、存儲接收到的數(shù)據(jù),同時寫入統(tǒng)一的遙測數(shù)據(jù)庫,以供原有系統(tǒng)調(diào)用數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)采集軟件主要用于監(jiān)測站點原始數(shù)據(jù)接收采集入庫,與遙測系統(tǒng)配套使用。
數(shù)據(jù)接收部分通過4G接收方式,接收各遙測站點的水位、電壓等原始報文數(shù)據(jù),并對原始報文進行解析處理,將解析出來的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫表;可通過4G進行遠程設置,管理及更改站點基本參數(shù)、運行參數(shù)、遠程數(shù)據(jù)提取、招測。
4.2動態(tài)監(jiān)測預警
通過預設積水不同預警級別的預警閥值,從數(shù)據(jù)庫值守刷新數(shù)據(jù),對監(jiān)測的實時數(shù)據(jù)與設定的閥值進行對比分析,對超過不同級別預警閥值通過不同顏色及聲音進行預警提醒,同時站點所在位置閃爍,并可支持預警短信發(fā)送給相關工作人員。
4.3過程趨勢分析
結合GIS地圖平臺,在實時監(jiān)測信息浮動的基礎上,提供監(jiān)測信息過程趨勢分析功能。分析結果結合不同要素業(yè)務特點及需要,通過過程線方式展示。為用戶掌握積水監(jiān)測信息的過程演變趨勢提供直觀的信息服務?! ?/p>
積水過程線及設備運行信息
4運行環(huán)境與集成
4.1中心站設備組成
(1)路由器;
(2)工作站——主要對接收后的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析等;
(3)服務器——應用/數(shù)據(jù)庫服務器;
中心站結構圖
本次項目可利用現(xiàn)有設備,不在額外采購中心設備。
4.2軟件運行環(huán)境
4.2.1操作系統(tǒng)
操作系統(tǒng):Windows serverR2 2008以上64位版本。
本次項目將利用現(xiàn)有服務器操作系統(tǒng)。
4.2.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
MySql、SQL Server2012及以上;
本次項目將利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。
4.3硬件運行環(huán)境
4.3.1服務器
本次項目將利用現(xiàn)有服務器。
4.3.2網(wǎng)絡環(huán)境
具有公網(wǎng)IP/專網(wǎng)環(huán)境,獨立IP地址,2M以上獨立寬帶。
五、成功案例
上海市閔行區(qū)梅隴鎮(zhèn)城投建設時間:2021年5月
蘇州吳江“智慧水務”信息化系統(tǒng)建設建設時間:2021年4月