基于5G智能遥测终端的城市内涝监测解决方案

基于5G城市道路积水监测系统解决方案概述近年来，雨季暴雨来袭，下穿隧道、下沉式道路突发的积水淹没困在水中的车辆，而且积水难以快速排出，容易形成车内人员来不及逃生，导致死亡的恶性事件，在北京、广州、深圳等人口密集的城市已经发生了多起。

所以对下穿隧道、下沉式道路内涝进行监测报警问题成了在解决城市内涝问题里面的最严重、最迫切需要解决的问题。

为最大程度降低内涝造成的损失，一方面我们要大力加强城市排水基础建设，另一方面为全面掌握城市内涝状况，实现排水的统筹调度。

道路积水监测系统应运而生，该系统可实时监测城区各低洼路段的积水水位并实现自动预警。

市政管理部门借助该系统可整体把握整个城区内涝情况，及时进行排水调度。

交通管理部门通过道路积水监测系统可获取各路段的实时积水水位，并借助广播、电视等媒体为广大群众提供出行指南，避免人员、车辆误入深水路段造成重大损失。

系统组成：城市道路积水监测预警系统主要由四部分构成：◆监测中心：硬件构成：服务器、计算机、打印机、显示大屏、短信报警模块、交换机等。

软件构成：操作系统软件、数据库软件和城市道路积水监测预警系统软件。

◆通信网络：2G/3G/4G/5G网络、INTERNET公网（监测中心绑定固定IP）、光纤等。

◆监测设备：道路积水监测终端。

◆现场仪表：超声波水位计、电子水尺（投入式水位计）、LED情报板等。

系统功能：1、实时监测道路低洼处、下穿式立交桥和隧道的积水水位，并通过2G/3G/4G/5G无线网络远程传送至城市内涝监测预警中心2、立交桥、隧道监测点可通过情报板自动提示当前积水水位值或通行信息等警示信息。

3、立交桥、隧道积水监测点可与本地排水泵站实现联动，根据积水水位自动控制排水泵组的启停。

4、重要路段监测点可扩展实时视频监控功能，为准确及时的道路积水情况提供双重保障。

5、水位过高、设备异常时系统自动报警，并自动向责任人手机发送报警短信6、系统软件具备地图展示、数据存储、数据查询、数据统计、曲线分析等功能，可导出为EXCEL报表或直接打印。

城市内涝监测预警解决方案1. 简介城市内涝是指在暴雨等极端天气条件下，城市排水系统容量不足以排泄大量降雨水分的情况。

城市内涝的发生给城市交通、生活和经济带来很大的影响。

因此，开发一种科学的城市内涝监测预警解决方案对于城市的安全运行和灾害风险预防至关重要。

本文将介绍一种基于现代技术的城市内涝监测预警解决方案，通过数据采集、信息传输和决策支持技术，帮助城市管理部门及时获取和分析内涝相关数据，并提供有效的预警和应急响应措施。

2. 解决方案概述城市内涝监测预警解决方案主要包括以下几个关键步骤：1.数据采集阶段：通过传感器、监测设备和卫星遥感等技术手段，实时监测并记录城市各地区的降雨量、水位、排水系统运行状况等相关数据。

2.数据传输和存储：采集到的数据通过无线网络、物联网等方式传输到数据中心，并进行实时存储和备份，确保数据的可靠性和完整性。

3.数据分析与模型建立：基于采集到的数据，利用数据分析和数据挖掘技术，建立城市内涝预测模型，通过对历史数据和实时数据的分析，预测城市内涝的可能发生情况。

4.预警系统建立：根据建立的内涝预测模型，开发内涝预警系统，实时监测城市内涝风险，并根据风险等级提供预警信息。

5.应急响应与决策支持：在城市内涝发生前或发生初期，预警系统通过各类通信设备向城市管理部门、居民和相关单位发送预警信息，提供相应的应急响应措施，并基于模型预测结果提供决策支持。

3. 技术支持和关键技术城市内涝监测预警解决方案依赖于以下关键技术：•传感器技术：通过安装在各个监测点的传感器，实时采集降雨量、水位、土壤含水量等数据，并将数据传输到数据中心进行处理和分析。

•物联网技术：利用物联网技术，将传感器设备与数据中心进行连接，实现数据的实时传输和监测设备的远程管理。

•数据分析技术：利用数据分析和数据挖掘技术，对采集到的历史数据和实时数据进行分析和挖掘，建立城市内涝的预测模型。

•预警系统技术：基于建立的内涝预测模型，开发预警系统，实现城市内涝风险的实时监测和预警信息的提供。

城市内涝水况监测方案特征：积水水位全面观测数据实时传输多点、实时、准确的水位监测背景概述：目前城市内涝已成为困扰城市健康发展的难题，城市化的迅速发展、全球极端天气现象频发带来的暴雨天气的增多、沿海城市受台风影响等诸多因素加剧了城市内涝灾害的发生次数和强度。

城市积水造成公用设施受损，使交通、电力、通讯、网络传输、水源等受到了严重影响或损坏。

在同等淹没程度下，城市人口资产越密集带来的经济损失越重大甚至导致人员伤亡。

同时，由于城市的中枢作用使得次生影响和间接损失加大。

实时掌握暴雨发生时城市各街道的雨水浸没的详细情况，在发生内涝时尤为重要，可以为防汛应急指挥提高可靠的第一手资料，为指挥部门合理处理全城范围内的内涝提供依据，及时开启或关闭提升水泵，控制各相连管线的汇入情况，做到各线排水能力充分发挥，相互配合；保证重点位置优先排除，严重位置合理排放；并在必要时采取特殊排水措施，如增加临时水泵，向排污和景观河排水等应急措施，以最大程度减少城市内涝带来的人民生命财产损失。

城市内涝实时水位监测解决方案概述城市内涝积水水位的监测重点是城市内河河道和景观水水位监测、历史暴雨中城市实际易淹没的交通要道（如立交桥、高架桥下）的淹没水位、易淹没的城区街道的雨水管道的检查井或排水井处水位等重点区域。

内河河道和景观水的实时水位监测结合气象数据可提供溢水漫堤的提前预警功能，或在科学预估水位无漫堤危险时作为额外的安全排水通道；实时监测交通要道淹没水位，可实时评估或预估该路段是否影响正常的道路通行，以适时的采取警示或封路等措施来保证车辆、行人的人身和财产安全；易淹没城区街道的雨水管道的检查井或排水井的水位监测，可多点多面的提供各城区易淹没地区的实时淹没水位，为防汛指挥部门的抗灾指挥提供决策依据，以保证有限的防汛抗灾力量用在最紧急最需要的地方。

本方案应用美国哈希公司的德国OTT品牌的RLS雷达水位计和Ecolog500一体化压力水位计作为终端水位监测仪器，在城市内河和景观水水域、易淹没的交通要道（如立交桥、高架桥下等）、易淹没城区的雨水管道的检查井或排水井等处设立远程实时水位监测点，结合城市地形、水文和城市交通实况，形成全城积水水位实时监测网络，为防汛指挥、交通管理部门提供准确及时的积水水位数据。

第42卷第1期 2021年3月气象研究与应用JOURNAL OF METEOROLOGICAL RESEARCH AND APPLICATIONVol.42 No.lMar.2021侯天宇，梁好，霍凯，等.基于智能物联网技术的天津城市积水监测预警系统[J].气象研究与应用，2021，42(l):85-89.Hou Tianyu,Liang Hao,Huo Kai,et al.Tianjin urban water logging monitoring and early warning system based on intelligent Internet of Things technology[J].Journal of Meteorological Research and Application,2021,42(1) ：85-89.基于智能物联网技术的天津城市积水监测预警系统侯天宇，梁好％霍凯，赵敏，陈子煊，张春莉，苑超(天津市突发公共事件预警信息发布中心，天津300000)摘要：通过智能物联网技术实时获取积水监测实况数据，利用天津市气象精细化格点预报产品和城市自动雨量 观测站实况数据，以机器学习、神经网络模型和天津市城市内涝风险等级划分原理为基础，研究基于用户实时位置的 城市内涝预报预警技术，研发天津市城市自动化积水监测预警系统。

结果表明，该系统具备一定的城市内涝风险监测 预警预报能力，并在2018—2020年多次重大天气过程中应用，积水深度预报结果与监测结果基本一致，应用数据表 明验证结果良好，系统可以为政府防灾减灾决策、指挥调度提供精准、及时的气象数据支撑。

关键词：城市内涝；智能物联网；机器自主学习；神经网络模型；内涝预报预警中图分类号：P49 文献标识码：A doi：10.19849/45-1356/P.2021.1.15 OSID：mm北旦冃足天津位于华北平原温带季风气候区，夏季在西 风带系统的控制下，受东南季风暖湿气流的影响，气 象灾害十分严重，特别是强降水引起的城市内涝灾 害。

基于遥感技术的城市积水动态监测一、遥感技术概述遥感技术是一种通过飞机、卫星或其他载体，利用传感器远距离获取地表信息的技术。

这种技术可以广泛应用于多个领域，包括但不限于环境监测、城市规划、农业监测等。

城市积水动态监测是遥感技术在城市规划和防洪减灾中的一项重要应用。

1.1 遥感技术的核心特性遥感技术具有以下几个核心特性：- 非接触性：遥感技术不需要直接接触地表，即可获取信息。

- 全天候监测：遥感技术可以全天候工作，不受天气和光照条件的限制。

- 大范围覆盖：遥感技术可以覆盖大范围的地表区域，获取宏观信息。

- 高时效性：遥感技术可以实时或近实时地获取地表信息，对动态变化进行监测。

1.2 遥感技术的应用场景遥感技术在城市积水动态监测中的应用场景包括：- 城市洪水预警：通过遥感技术监测城市积水情况，及时发出洪水预警。

- 城市排水系统评估：分析遥感数据，评估城市排水系统的有效性和改进需求。

- 灾害影响评估：在洪水等灾害发生后，利用遥感技术评估灾害影响范围和程度。

二、基于遥感的城市积水监测技术基于遥感的城市积水监测技术是利用遥感数据来分析和评估城市积水情况的一种方法。

这种技术可以提供准确的积水分布图和积水深度信息，对于城市防洪减灾具有重要意义。

2.1 遥感监测技术的关键技术城市积水监测的关键技术包括：- 微波雷达技术：利用雷达波的反射特性来探测地表水体。

- 光学遥感技术：使用光学传感器获取地表图像，分析积水区域。

- 数据融合技术：结合不同传感器的数据，提高监测的精度和可靠性。

- 地理信息系统（GIS）：利用GIS技术对遥感数据进行空间分析和可视化展示。

2.2 遥感监测技术的实施步骤基于遥感的城市积水监测技术实施步骤包括：- 数据采集：通过卫星或飞机搭载的传感器收集城市区域的遥感数据。

- 数据预处理：对收集到的遥感数据进行校正、去噪等预处理操作。

- 数据分析：应用图像处理和模式识别技术，从遥感数据中提取积水信息。

智慧城市防洪防汛监测大数据服务平台建设和运营整体解决方案目录一、项目背景与目标 (3)1.1 项目背景 (3)1.2 项目目标 (4)二、平台建设与技术架构 (5)2.1 平台建设内容 (6)2.2 技术架构 (7)2.2.1 数据采集层 (9)2.2.2 数据处理层 (10)2.2.3 数据存储层 (11)2.2.4 数据分析层 (12)2.2.5 应用展示层 (13)三、数据采集与传输 (14)3.1 数据采集方式 (15)3.2 数据传输方式 (17)四、数据处理与存储 (18)4.1 数据处理流程 (19)4.2 数据存储方案 (20)五、数据分析与管理 (22)5.1 分析方法与工具 (23)5.2 数据管理策略 (24)六、应用展示与服务 (25)6.1 应用场景 (26)6.2 服务模式 (28)七、平台运营与维护 (29)7.1 运营策略 (30)7.2 维护方案 (32)八、项目实施计划 (33)8.1 实施步骤 (33)8.2 时间安排 (34)九、项目预算与投资回报 (35)9.1 项目预算 (36)9.2 投资回报分析 (37)十、风险评估与应对措施 (38)10.1 风险评估 (39)10.2 应对措施 (40)十一、项目总结与展望 (42)11.1 项目成果 (43)11.2 未来展望 (44)一、项目背景与目标随着全球气候变化的影响，城市面临的洪涝灾害风险日益加剧，给居民生命财产和城市基础设施带来严重损失。

智慧城市作为现代城市规划、建设和管理的新理念和技术，其核心目标是提高城市的智能化水平，保障城市安全运行和可持续发展。

在此背景下，构建一个高效、智能的防洪防汛监测大数据服务平台，对于提升城市防洪防汛能力、减少灾害损失具有重要意义。

本项目旨在通过整合现有资源，利用先进的大数据、云计算、物联网等技术手段，打造一个集数据采集、传输、处理、分析和应用于一体的智慧城市防洪防汛监测大数据服务平台，实现多部门数据的共享与协同，为政府决策提供科学依据，有效降低洪涝灾害对城市的影响。

5G技术在智能水文监测中的应用摘要：随着2019年真正进入5G商用元年，作为当前的前沿科技，5G移动通信技术所引导的科技变革将势在必行，所产生的技术迭代也跃跃欲试。

作为与移动通信技术同步发展的水文自动监测系统，其无线通信方式从GSM到GPＲS，再到4G，随着移动通信技术的进步也在不断地更新换代。

从目前发展趋势来看，随着5G通信网络的构建及其商用生态的完善，其高速率、低延时、大容量的优势会越来越具有吸引力。

本文结合水文自动监测的具体特点和应用发展需求，对目前水文自动监测中已广泛使用的4G等无线通信技术和5G技术特点进行了对比分析，提出了5G在水文自动监测领域中的应用场景。

1 5G智慧治水与传统治水对比1.1 传统治水短板1.1.1 采样监测受限有些水源地处偏僻的野外，路途遥远，交通不便，工作人员采集水样、进行监测非常困难，监控管理成本高昂。

1.1.2监测数据时效性、利用率有待提高监测站点部署和监测数据指标不够全面，信息采集间隔长，缺少实时性，无法较为准确的反映出水体的动态变化情况，由于分析模型单一，采集的数据未能充分发挥作用，缺乏多参数的综合分析评估手段。

1.1.3管理效率急需提升采用的监测设备分处管理，数据分散存储，导致运行维护成本高。

很多水源与多个管理单位大范围交织在一起，关系复杂，权责不清，配套监管系统各自为政，从监测、预警到治理无法联动，反而相互掣肘，影响治水力度，阻碍对水资源的保护。

1.25G智慧治水优势众所周知，物联网、大数据、人工智能等技术逐渐成熟，5G网络技术的出现必将引领产业变革，加速推进各行各业数字化转型，5G网络具有大带宽、低时延、高密度等特性，使得广域环境下的VR/AR、高清视频、海量连接成为可能，在当前全球水环境治理的大背景下，运用5G新技术的优势，立足水文监测和水生态治理领域，打造出智慧治水新模式，从而实现了智慧治水里程碑式的变革，是时代发展的必然趋势。

1.2.1全天候、多维度、大范围的立体化水质监控传统治水方案监测手段单一，只有水质数据，缺乏实体环境的立体情况，5G智慧治水方案提供低成本、易部署、免维护的微型在线水质监测设备，同时通过5G网络回传高清实时监控视频，实现全方位立体化监测。

积水监测预警解决方案1. 引言随着城市化进程的加速和气候变化的影响，城市积水成为一个严重的问题。

积水不仅对交通运输和市民出行造成困扰，还可能导致房屋和基础设施的损坏。

因此，积水监测和预警系统的研发和应用变得尤为重要。

本文将介绍一种基于现代技术的积水监测预警解决方案，以提供快速、准确的积水情况预警。

2. 解决方案设计2.1 传感器网络为了实时监测城市中各个区域的积水情况，我们部署了一套传感器网络。

这些传感器将安装在城市中的关键位置，如道路交叉口、排水沟等地方。

传感器网络由以下几部分组成：•水位传感器：通过测量水位的高低来判断是否发生积水。

该传感器将实时监测水位，并将数据传输给数据中心。

•雨量传感器：通过测量降雨量的大小来预测可能的积水情况。

该传感器将实时监测雨量，并将数据传输给数据中心。

•温度传感器：通过测量温度的变化来辅助判断积水情况是否会产生冰冻等问题。

该传感器将实时监测温度，并将数据传输给数据中心。

2.2 数据中心传感器产生的数据将传输到一个集中的数据中心进行存储和处理。

数据中心将具备以下功能：•数据存储：将传感器产生的数据进行存储，以便后续分析和处理。

•数据处理：使用机器学习和数据分析算法对传感器数据进行处理，以识别和预测积水情况。

•预警推送：在监测到可能的积水情况时，向相关部门和市民发送预警通知。

预警通知可以通过短信、手机应用程序等形式发送。

2.3 数据分析和预测算法数据中心将使用先进的数据分析和预测算法，对传感器数据进行处理，以实现准确的积水预警。

主要的算法包括：•水位数据分析：通过对水位数据的时序分析，预测可能的积水情况。

可以根据历史数据和实时数据建立水位预测模型。

•雨量数据分析：通过对雨量数据的分析，预测未来一段时间内可能的降雨量。

结合水位数据，可以判断是否会发生积水。

•温度数据分析：通过对温度数据的分析，判断积水情况是否会导致冰冻等问题。

当温度较低时，需要特别关注可能的积水风险。