排水在线监测系统、排水在线监控预警系统

智能化控制在排水上的应用濮阳市排水管理处通过建立监控系统平台，安装在线污水管道水质分析仪表和污水管道液位计，污水泵站污水泵安装变频器的改造。

能合理调配污水处理厂处理污水量，根据污水管道液位，使泵站相互协调运行。

有效解决了城市道路时常冒水问题。

标签：监控系统;通信协议;在线水质检测1 监控系统平台概述监控系统平台是我公司根据当前SCADA技术的发展趋势，面向高端市场及应用，以实现企业管控一体化为目标开发的一套高端SCADA软件产品。

该产品以搭建战略型工业应用服务平台为目标，可以为企业提供一个工业数据采集、智能分析及综合应用集成的有效调度、管理平台，使企业能够及时有效地获取生产信息，及时地做出反应，以获得最优化运营管理的结果。

2 监控系统平台的架构监控系统平台是大型SCADA及监控系统设计的应用软件，它基于模块化设计，具备大量的配置选项，提供友好高效的组态配置工具以便最终用户和系统集成人员进行工程和维护，并且在此基础上构建其自己的应用系统，系统采用B/C/S 架构。

监控系统平台提供模块之间的透明访问，即同一台机器或者网络上不同的机器上运行的模块之间都能够通过监控系统平台进行无缝通讯。

基于TCP/IP的监控系统平台网络通讯使得在同类或异类环境中模块之间高性能无缝集成成为可能。

监控系统平台组成：二台电脑监控5个污水处理厂和2个泵站，一台电脑统计数据和打印报表。

各污水处理厂数据和污水泵站数据通过通讯协议模块传到监控中心监控平台。

3 系统技术特点3.1 开放的驱动接口监控系统平台软件各部分软件接口和通信协议规范性，通过开放的标准协议（如Modbus 、TCP/IP 、Profibus 等）的使用，实现系统与外部设备和外部系统之间的接口，并提供统一的开发模板和应用接口以支持专用通讯接口。

3.2 灵活的数据库结构和分布式系统通过安装新的监控系统平台模块和专用的功能应用，用户对于新功能的需求能够获得迅速满足，系统的扩展包括两种方式：在已有系统上增加新的软件模块，以扩展系统的功能，或者增加硬件的数量，以扩展系统的规模。

雨量在线监测系统解决方案一、系统概述雨量监测预警系统主要通过排水管网分区关键节点布设光电雨量计、翻斗式在线雨量计等设备，实时掌握城市排水分区降雨量数据，利用物联网技术将数据汇集到雨量监测系统平台实时监测、分析。

对连续降雨进行长历时监测，对典型的中雨、大雨、暴雨等级雨量进行选择，根据降雨量数据对项目与设施、排水分区监测数据进行分析。

二、系统架构1.感知层感知层是物联网的核心，是信息采集的关键部分。

感知层内的设备通过传感网络获取感知信息。

2.网络层网络层是数据通信的核心，是数据传输的主要通道，网络层主要采用无线4G传输和以太网通信。

3.通信服务层通信服务层主要是实现降雨量监测设备数据的汇集与数据管理，并提供Socket通讯服务、Data base存储服务、Web Service、MQTT代理服务、App回调服务，实现系统数据与一体化管理平台对接，为平台等应用层提供专业、全面、可靠、稳定的数据通信服务。

4.应用层应用层为排水管网降雨量监测系统平台以及第三方应用平台。

应用平台功能包括了实时告警监测、数据分析、运维管理、综合应用等部分。

实现对监控区域内排水管网降雨量统一管理、信息共享，为紧急情况处理、辅助决策判断、综合规划发展等提供支持。

系统架构图三、系统功能1.实时监测告警实时监测排水管网降雨量状态，根据预先设定报警规则，对排水管降雨量指标超阈值等异常情况进行实时告警监测。

2.GIS地图展示在电子地图上显示监测点位、基本信息、实时状态等，也可以通过文本形式展示监测位置、基本信息、实时状态、历史状态记录等信息。

3.调度运行管理掌握降雨量监测点真实运行状况，当排水管网降雨量发生异常状况时，系统对排水管网分区降雨量异常分析、处理，高效协调相关部门的协同工作。

4.数据分析通过对系统中大量的降雨量数据进行深度挖掘，从不同角度、不同维度、不同需要等方面，对各种数据进行重组、汇总及对比分析，挖掘出有利于提升排水管网管理水平和效率的有价值数据。

公共设施管理的信息化建设随着城市化进程的加速和社会经济的发展，公共设施作为城市基础设施的重要组成部分，其管理和服务水平的高低直接影响到城市的运行效率和居民的生活质量。

传统的公共设施管理模式已经难以满足现代城市对高效、智能、环保的需求。

因此，运用现代信息技术，推进公共设施管理的信息化建设，提升公共设施管理水平和效率，已成为我国城市发展的必然趋势。

公共设施管理信息化建设的现状当前，我国公共设施管理信息化建设已经取得了一定的进展。

许多城市在公共设施管理中已经开始尝试使用信息技术，如智能监控系统、在线报修系统、电子支付系统等，提高了公共设施的管理效率和服务水平。

然而，总体来看，我国公共设施管理信息化建设仍处于初级阶段，存在一些问题，如信息化水平参差不齐、信息资源分散、缺乏统一的标准和规范等。

公共设施管理信息化建设的目标公共设施管理信息化建设的目标是实现公共设施的智能管理、高效服务、绿色环保，提升城市运行效率和居民生活质量。

具体来说，就是要构建一套全面、高效、稳定的公共设施管理信息系统，实现公共设施的实时监控、预测预警、决策支持等功能，提高公共设施管理水平和效率。

公共设施管理信息化建设的策略公共设施管理信息化建设应遵循以下策略：1.整体规划，分步实施：根据城市发展需求和公共设施管理特点，制定整体规划，分阶段、分步骤推进信息化建设。

2.统一标准，规范管理：制定统一的信息编码和数据交换标准，规范公共设施管理流程和操作，提高信息资源共享和利用效率。

3.技术创新，引领发展：积极引入先进的信息技术，如大数据、云计算、物联网等，提升公共设施管理智能化水平。

4.注重安全，保障稳定：强化信息安全意识，建立健全信息安全制度，确保公共设施管理信息系统的稳定运行。

公共设施管理信息化建设的关键领域公共设施管理信息化建设的关键领域包括：1.设施监控：利用物联网技术，对公共设施进行实时监控，实现故障预警和预测性维护。

2.信息整合：对公共设施管理中的各类信息进行整合，构建全面的信息数据库，提高信息利用效率。

近些年，我国多个城市在雨季发生了严重的内涝事件，造成了个人和公共财产的巨大损失，甚至威胁了生命安全。

目前，我国大部分城市缺乏有效的排水内涝监测和预警手段，应急管理处于被动状态。

基于先进的传感技术、物联网技术、云计算技术、移动互联网技术，清华大学与北京清控人居环境研究院自主开发了SmartWater智能在线液位仪及云服务平台，同时满足排水管网长期运行规律监测与内涝精细化预警预报的要求，具有逐分钟持续监测、软硬件一体、智能互联、报警信息全方位推送等市场上现有设备不具备的特性。

SmartWater智能在线液位仪每15分钟与云服务器时间同步一次，所有设备在整分钟进行全网同步监测，提高了数据的可比性；预警报警信息通过网页端、手机短信、微信服务号进行全方位推送，提高了预警预报的可靠性；系统采用独特的分体式设计，既减少了打开井盖的维护工作量，又保障了良好的通讯环境。

监测主机可以浸没水中进行正常的工作和通讯，无测量盲区，并可及时推送地表积水的深度数据，辅助应急处置。

SmartWater智能在线液位仪经过多项精细化检测工序的验证才能出厂，保证了仪器能适应排水管网的恶劣工作环境。

在现场通过标准化的安装流程可以快速部署，安装完成后监测数据自动传输到永久在线的云服务平台，真正实现了软硬一体，降低了安装维护的难度。

基于自主研发的SmartWater智能在线液位仪及云服务平台，可以帮助城市管理部门建立高效可靠的排水监测预警系统，实现对排水管道、渠道、检查井、排水口、下凹道路、地下停车场、城市河湖水系等点位的液位在线监测和预警预报，及时、准确的为公众发布精细化内涝预警预报信息，大幅提高城市应对排水内涝事件的信息化管控能力，减少由于内涝导致的生命财产损失。

科技成果——城镇排水系统智慧运营管控平台技术开发单位北控水务（中国）投资有限公司适用范围适用于水环境综合治理中排水系统水质水量监测、预警与智慧运维，以及污水厂-管网系统的联合调度和控制。

成果简介通过识别管网中重要的关键节点，系统建立包含污水泵站、污水处理厂等管网单元的水量平衡模型，实现数据的实时采集和分析处理，构建包括排水系统监测控制、预警预报、信息处理、协同调度功能的城镇排水系统智慧管控平台，实现厂网联动联调管理，及时维护、减少渗漏、优化厂网运行，降雨期间提高排水系统污水处理量，削减收集的初期雨水污染负荷，提升城镇排水系统的调度控制能力和水平。

工艺流程图1 城镇排水系统智慧运营管控平台流程图该平台功能通过以下几个系统实现：1、在线监控子系统：进行已安装设备的数据监测或有条件的泵站、污水厂的数据接入，实时查看工作区范围内已安装的管网、箱涵、污水厂进出口等实时在线监测情况，包括流量、液位等的实时数据、历史数据。

2、运行评估子系统：实现管道运行现状评估、入流入渗的诊断识别、合流制溢流风险评估，模拟判断管网溢流和大量地下水渗入等运行状态，监控管网溢流点水位、倒流点位等状况，为管网事故的预防提供判断依据和决策支持。

3、预警预报子系统：根据监测数据及模型模拟结果提供内涝风险、溢流风险等报警以及历史报警记录查询等功能。

4、厂网调度子系统：基于提高污水厂不同水质水量变化下的运行效率、削减管网入河污染物、缓解城市内涝的目标，本功能模块实现数据的实时采集和分析处理，构建协同调度功能的厂网联合调度平台，提升系统的调度控制能力和水平，应对不同水质水量的变化的能力；工作区内管网-暗涵-泵站-污水厂调度方案记录，模拟多情景预案，调度评估指标管理，并集成其他单位提供的链接。

厂网联合调度评估指标：污水厂进水量或水质、区域内管网或箱涵负荷量平衡度、管网入河污染贡献率、示范区内涝程度、调度和改造及设备等资金使用效率。

关键技术1、水质水量联合控制目标下的雨污水管网系统和污水厂联合控制技术；2、基于数据驱动的合流制溢流（CSO）污染预报技术技术效果构建包括排水系统监测控制、预警预报、信息处理、协同调度功能的城镇排水系统智慧管控平台，实现厂网联动联调管理，及时维护、减少渗漏，降雨期间优化排水系统污水处理量，削减收集的初期雨水污染负荷，最终减少入河污染负荷并同时优化污水厂及管网的运行。

非煤矿山安全设施目录7月1日施行，含31个监测监控系统作者：青云《金属非金属矿山建设项目安全设施目录（试行）》（国家安全生产监督管理总局令第75号），将于2015年7月1日起施行。

目录共包含31个监测监控信息系统（装置、设施）：一、地下矿山（14个）井口门禁系统、巷道交通信号系统、防渗工程及溶液渗透监测系统、排水监测系统、充填管路压力监测装置、地表变形塌陷（沉降、位移）监测系统、坑内应力应变监测系统、监测监控系统、人员定位系统、通信联络系统、火灾报警系统、地下水（水位、水质、涌水量）监测设施、雨量监测、井盐矿山地表水和地下水水质监测系统。

二、露天矿山（7个）联络通信系统、信号系统、监视监控系统、道路岔口交通警示报警设施、采场边坡监测设施、排土场（废石场）边坡监测设施、防治水水位和流量监测系统。

三、尾矿库（10个）库区气象监测设施、地质灾害监测设施、库水位监测设施、干滩监测设施、坝体表面位移监测设施、坝体内部位移监测设施、坝体渗流监测设施、视频监控设施、在线监测中心、报警系统。

附：金属非金属矿山建设项目安全设施目录（试行）一、总则（一）安全设施目录适用范围。

1.为规范和指导金属非金属矿山（以下简称矿山）建设项目安全设施设计、设计审查和竣工验收工作，根据《中华人民共和国安全生产法》和《中华人民共和国矿山安全法》，制定本目录。

2.矿山采矿和尾矿库建设项目安全设施适用本目录。

与煤共（伴）生的矿山建设项目安全设施，还应满足煤矿相关的规程和规范。

核工业矿山尾矿库建设项目安全设施不适用本目录。

3.本目录中列出的安全设施不是所有矿山都必须设置的，矿山企业应根据生产工艺流程、相关安全标准和规定，结合矿山实际情况设置相关安全设施。

（二）安全设施有关定义。

1.矿山主体工程。

矿山主体工程是矿山企业为了满足生产工艺流程正常运转，实现矿山正常生产活动所必须具备的工程。

2.矿山安全设施。

矿山安全设施是矿山企业为了预防生产安全事故而设置的设备、设施、装置、构（建）筑物和其他技术措施的总称，为矿山生产服务、保证安全生产的保护性设施。

智慧排水解决方案一、概述智慧排水解决方案综合应用了包括GIS地图、物联网、云计算、在线监测、工业自动化控制、网络通信及排水管网模拟在内的技术手段，建立起了一个能够长期、有效、动态管理排水管网大量空间数据和属性数据的基础平台，并融合排水管网数字化管理过程中所需的各种业务处理和专业分析模块，最终形成一个具有连接排水管理部门各业务单元信息、数据存储管理和决策分析等多种功能于一体的“智慧排水综合管理信息平台”。

智慧排水解决方案是城市防汛排涝和日常污水排放、处理的综合监管平台。

借助该系统，排水公司可全面掌握城市排水现状、及时采取防汛排涝措施，可实现城市排水系统的全方位监控和全局化调度管理。

二、系统架构智慧排水解决方案DATA86是采用集散式设计理念，按照多级监控中心设计。

排水公司内建立总监控中心，各排水管理处、污水处理厂、中水处理厂内建立二级分控中心。

监控总中心负责对整个城区排水系统进行全面的监控和管理，各二级分控中心负责辖区内排水设施的监控和管理。

智慧排水系统架构三、通信平台排水公司总监控中心与各二级分控中心之间租用光纤并建立VPN专网来搭建通信网络。

排水管理处分控中心与各排水泵站之间租用光纤来搭建通信网络；立交桥、重要路段等分布分散且不具备光纤接入条件的监控点，采用GPRS或3G无线网络来做为补充。

四、智慧排水管理软件测点总览界面视频集中监控界面数据统计分析界面五、智慧排水解决方案主要硬件设备1.排水泵站测监控设备排水泵站监控设备排水泵站监控设备DATA-9201安装在排水泵站现场，主要功能如下：◆监测格栅机前、格栅机后水位；监测泵站出水量；监测排水泵的启停状态、保护状态、控制模式和电压、电流等运行参数。

◆支持手动控制、自动控制、远程控制格栅机和排水泵的启停；支持远程切换控制模式。

◆智能轮换排水泵启动顺序，延长设备使用寿命。

◆工业平板电脑实时显示监测数据和相关设备运行状态，支持触控操作。

◆水位超限、电流超限、人员进入等状况发生时，立即上报告警信息。

排水管网监测系统、排水管网在线监测系统案例分享
一、应用背景：
排水管网监测系统为某市“智慧城市”建设的一部分。

通过该系统，有关部门能够第一时间掌握道路是否积水、排水是否正常、管道是否堵塞等情况，对城市排水管网的管理起到积极的作用。

在一定程度上，减少了险情的发生，避免了人民生命财产损失。

二、排水管网监测系统简介：
1、现场设备：
采集传输设备：采用平升DATA-6216电池供电型微功耗测控终端（RTU ）。

传感器：美国哈希电磁流量计， RS485串口输出，modbus 协议。

和英国豪迈水位计，232串口输出，modbus 协议。

2、中心要求：
组网：现场有固定IP ，采用公网专线的组网方式。

监控软件：上位机软件采用研华组态。

3、现场供电情况：
无市电，采用锂电池供电，井下安装。

电池供电型液位监测终端
DATA-6216
三、排水管网监测系统管道流量监测现场：。

物联网技术 2022年 / 第5期Comprehensive Perception340 引 言排水管网系统是指输送和排放污水、废水的管道以及附属设施组成的系统，是一座城市运营中的基本设施之一[1]。

我国城市化发展进程不平衡，城乡区别大，污水、雨水管道还存在混接现象，日常排水管网的监测和疏通还较大程度依赖于传统人工记忆和经验管理[2]。

网络信息化管理虽然得到普及，但排水管网在应用层面的监测设备没有真正实现数据在线实时监测，需要专人定期查表，导致监测区域内排水管网信息收集不全面、监测数据更新速度慢，无法真正及时有效地对排水管网系统的监测运行提供数据决策支持[3]。

因此需要一款价廉物美且安装方便的在线排水管网监测系统来尽可能地避免上述问题。

1 系统总体设计本系统将液位传感器测量到的水位数据通过数据透传方式上传到有人云平台服务器，同时通过有人云平台的物接入和物解析功能，将测量到的数据及位置等信息发送给用户。

开发的在线排水管网监测系统采用B/S 架构，排水管网监测系统为客户端，有人云平台为服务器端，通过互联网建立客户端和服务器端的通信连接，实现排水管网的实时监测和数据传输。

结合团队自身所掌握的知识和技术，归纳出系统总体设计的三个步骤，如图1所示。

（1）4G 网关与侵入式液位监测装备连接利用4G 网关设备可以很方便地连接液位传感器设备和有人云服务器。

网关先要进行设备查询管理设置，本系统使用USR-G770网关，通过Modbus 协议实现与传感器的通信连接，最终将排水管网水位监测数据从设备上传到有人云平台。

（2）4G 网关将数据上传至云平台在有人云平台管理界面添加一个API 网关用来获取4G 网关上传的水位数据等，云平台会自动生成新的连接信息。

通过有人云平台新建的API 网关和网关子设备可以实现客户端液位传感器设备的连接，并能够实现排水管网监测系统中直接对设备进行信息编辑等功能。

（3）排水管网监测系统的实现排水管网监测系统实现后，除了客户端具有良好的用户体验，系统还能实现实时水位数据获取、管网内情况自动报警、监测设备地图定位等功能。

智慧排水管理系统方案可行性研究报告智慧排水管理系统方案整合了多种信息技术，能够快速、准确地获取排水管网的空间和属性数据，并将其以可视化方式呈现，方便管理员进行综合分析和决策。

2、实时监测管网运行状况通过智能感知监测设备，智慧排水管理系统能够实时监测排水管网的运行状况，及时发现问题并采取措施，避免排水系统故障和灾害事故的发生。

3、提高管理效率和决策水平智慧排水管理系统方案能够自动化地进行管网数据分析和业务处理，帮助管理员快速准确地制定决策，提高管理效率和决策水平，降低管理成本。

三、智慧排水管理系统方案功能智慧排水管理系统方案包括数据采集、数据处理、数据分析、业务处理、决策支持等多个功能模块。

其中，数据采集模块负责获取排水管网的空间和属性数据，数据处理模块对数据进行清洗和整合，数据分析模块能够对管网运行情况进行分析和预测，业务处理模块能够自动化地进行管网管理和维护，决策支持模块能够为管理员提供决策支持和优化建议。

四、智慧排水管理系统方案特点智慧排水管理系统方案具有数据多元化、功能全面化、运行智能化、管理可视化等特点。

通过多种信息技术手段的综合应用，实现了对排水管网的全方位管理和监控，提高了管理效率和决策水平，降低了管理成本和风险。

五、智慧排水管理系统组成架构智慧排水管理系统由数据采集、数据处理、数据存储、数据分析、业务处理、决策支持等多个组成部分构成。

其中，数据采集模块负责获取排水管网的空间和属性数据，数据处理模块对数据进行清洗和整合，数据存储模块负责存储和管理管网数据，数据分析模块能够对管网运行情况进行分析和预测，业务处理模块能够自动化地进行管网管理和维护，决策支持模块能够为管理员提供决策支持和优化建议。

六、智慧排水管理系统模块组成智慧排水管理系统包括数据采集、数据处理、数据存储、数据分析、业务处理、决策支持等多个模块。

其中，数据采集模块负责获取排水管网的空间和属性数据，数据处理模块对数据进行清洗和整合，数据存储模块负责存储和管理管网数据，数据分析模块能够对管网运行情况进行分析和预测，业务处理模块能够自动化地进行管网管理和维护，决策支持模块能够为管理员提供决策支持和优化建议。

城市排水管网检测技术现状及发展趋势郭涛【摘要】排水管网病害的检测是解决排水管网病害的有效手段,也是管网运行管理的关键.文章对排水管网检测技术的现状进行了研究,并对传统排水管网检测技术和排水管网在线监测技术的技术特点及应用分别进行了总结,最后分析了城市排水管网检测技术的发展趋势.【期刊名称】《福建建筑》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P42-45)【关键词】排水管网;检测技术;在线监测;现状;发展趋势【作者】郭涛【作者单位】江苏省交通科学研究院股份有限公司江苏南京210000【正文语种】中文【中图分类】TU992E-mail:*********************排水管网是城市非常重要的基础设施，排水管网的安全稳定对于城市的正常运行具有极其重要的作用。

但是，诸如城市内涝、管道拥堵、管线沉降等排水管网病害问题却一直影响着城市安全，困扰着城市居民的正常生活。

实践证明，管道的日常检测和管养对于排水管网病害的消除、灾害的减少具有非常重要的意义。

发达国家对于排水管网的日常检测非常重视，对于检测项目和周期也都有着严格的标准，部分城市还实现了排水管网的实时监测和评估[1]。

近年来，国内很多城市也已经充分认识到排水管道检测的重要性，相关检测技术也在快速发展的过程中。

本文通过对城市排水管网检测技术现状进行总结分析，探讨排水管网检测技术的发展趋势。

城市排水管网主要由排水管道、泵站、雨水口、检查井及其它一些附属设施组成，排水管网的检测主要就是针对这些设施进行状态的评估和分析。

传统的检测方法主要包括人工检测及部分仪器检测方法。

1.1 人工检测传统的人工检测法即主要依靠检查人员肉眼或借助简单设备观测的方法，具体有一下几种：①目测法:通过人员下井对排水管道内部的状况进行观察，评估管道的状态。

目测法可以对管道拥堵、管线沉降、管网设施损坏等病害进行直观的判断。

②反光镜检查:通过简单的反光镜，检查人员对不宜下井区域的管道堵塞、管道破坏等情况进行观测。

城市污水管网流量监测系统的设计与实现张健;覃翠;余辉龙;赵静【摘要】There is no efficient way other than manual detection regarding maintenance and management of urban sewage pipe networks.To address this problem this paper proposes a system to detect flow of sewage pipe networks in cities based on plug-in multifactor probes.The system is able to improve the management of urban sewage discharges and lower the maintenance costs of sewage networks by means of automatic real-time detection.In application it can detect and warn any flow of sewage and spot fault points.%针对城市污水管网的维护和管理只能采取人工检测方式而缺乏有效手段的问题，提出基于插入式多因子探头的城市污水管网流量监测系统。

该系统实现对污水管网中污水流量的自动实时监测，提高城市的污水排放管理水平，降低污水管网的维护成本。

在实际应用中，可以实现对污水流量的监控、预警和故障点的报警定位等功能。

【期刊名称】《南京工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(014)001【总页数】4页(P28-31)【关键词】污水管网;流量监控;多因子探头【作者】张健;覃翠;余辉龙;赵静【作者单位】南京工程学院通信工程学院，江苏南京211167;南京工程学院通信工程学院，江苏南京211167;南京工程学院通信工程学院，江苏南京211167;南京工程学院通信工程学院，江苏南京211167【正文语种】中文【中图分类】TU992目前国内城市管网排水系统的运营现状普遍不尽如人意,时常发生雨天道路积水等现象,给城市环境和市民生活带来较为严重的影响.发生上述现象主要由于雨、污水管道混接,地下水过量渗入,已建管道系统不完善,管道淤积和堵塞等原因导致排水能力下降[1].由于地下管网排水管道系统的情况比较复杂,系统的图纸档案缺失现象普遍,又缺乏科学可靠的手段进行检测,因此排水系统的状况往往凭借经验判断而缺乏科学的诊断依据,给系统维护、管理与改造的方案决策带来困难[2].对管道内水流情况变化的精确监测有助于准确评估管道的运行状况,提高排水系统改造决策的科学性与系统的运行管理水平[2].本文设计一个国内污水管网在线监测系统,可以实现对城市污水管网中的地下污水流量进行实时监测,并利用监测数据辅助污水管网的管理与维护.整个系统由流量液位计、无线网络和后台服务器三部分组成(见图1).流量液位计安装在污水管网中,测量一个污水管中的流量,整个系统有多个测量点.无线网络采用3G信号,将测量得到的数据传送到后台服务器.后台服务器采用大数据技术,分析采集到的污水管网中的各点流量数据,作出管网运行正常或需要维护的判断.1.1 流量液位计流量液位计采用插入式多因子监测探头,如图2所示.使用三组收集原始流量信息的传感器:一对多普勒峰值速度传感器、一个压力水位传感器和一个水温传感器.主机根据预先设定的时间间隔接收从监测探头传来的原始速度和液位数据并进行分析处理,计算出流量,并将监测数据通过无线网络实时上报监控中心.探头采用多普勒频移技术测量污水流速V,如图3所示.流体中的颗粒(固体或者气泡)使超声信号产生频率偏移,频率偏移和颗粒的流速成比例关系,通过测量频率偏移从而得到流速.同时,探头采用陶瓷压力传感器,通过监测水压计算出液位H.当液位小于管径时,非满管.通过液位计算污水流过的截面乘以多普勒传感器测得的流速,计算出污水流量. 探头上安装温度传感器测量污水温度T,用于补偿多普勒传感器由温度引起的本振频率偏移，减少因温度变化对流速测量精度的影响.将上述探头获得的数据V、H、T,传送到ARM处理器,则单位时间内的流量为式中:Q为单位时间内的流量;S(H)为根据液位高度和污水管道横截面计算出的污水横截面;V(T)为经温度补偿后得到流速.整个监测设备安装固定在略低于窨井井盖的位置,监测探头以插入方式安装固定于污水管道中.该设备能够在苛刻的条件下连续测量而没有漂移,能够在更长的维护间隔内工作,提供更加准确的流量数据,如图4所示.1.2 无线传输网络监测装置采取间歇测量、定时发送的方式.数据内容只包含该测量点的污水流量,数据大小只需2—3个字节.发送的间隔可以通过后台服务器设置,当城市污水较大时,可以采用较小的发送间隔,从而能更好地提供预警等功能.无线网络采用3G网络,并通过短信的方式发送给后台服务器.1.3 后台服务器后台服务器采集了大量的污水流量数据,通过对这些数据的分析与处理可以实现功能:1) 管网监测信息实时查询显示.监测设备获取排水管网运行数据后,生成监控区域内管网运行信息动态监测画面.为方便用户决策,可实现流量液位和运行监控两种模式.流量液位模式显示流量计、液位计、泵站进水流量等;运行监控模式显示监测管段的管道充满度、泵前液位等.管理人员可远程监测管辖区域内管网系统的当前运行状态,为该区域的管网运行联合应急调度决策的及时制定提供辅助依据,充分发挥排水系统管网设施的运行能力.2) 在线报警.在线报警功能主要对实时监测的数据进行分析,对各类运行设备的运行状态进行自动判断,并将在线监控的数据与系统的预设标准进行对比分析.如果排水设施运行过程中的监测值超标及监测设备发生故障或失去监测数据时,系统将自动发出报警信息,并以不同的警戒颜色显示,以提醒管理人员和相关部门对异常进行处理,从而保障城市排水系统安全稳定地运行.自动报警功能包括实时报警信息显示和历史报警信息统计两方面内容.3) 入流入渗数据统计分析.由于管道错接、地下水入渗等原因引发的过量入流入渗量问题,不仅降低了管道系统的设计负荷,影响排水系统的正常功能,同时造成系统溢流频率增加,污染负荷加重,成为困扰排水系统正常运作的顽疾.系统利用连续监测数据,通过分析监测点和监测点上下游间的水量水位关系,确定降雨入流入渗的情况.为排查污水管网运行情况,特别是查找超负荷运行管线提供帮助,辅助管理部门制定解决对策.目前,该系统已在国内某市的地下污水管网中试运行,监测探头安装如图5所示.流量计上传的信息被传输到后台服务器以后,被存储在系统内,并可显示在屏幕上,如图6所示,便于监控中心值班人员实时监测.系统根据流量判断管网液位流量变化异常或超过警戒线,实时预警.综合多个监测点的信息后,根据污水管网的分布与多点之间流量变化的情况,可以判断污水管网中出现堵塞点或溢流点的情况,监控中心值班人员可以图上定位,启动应急事件处理工作流,监控事件处理全过程.城市污水管网监测系统可以通过监测污水流量,对管网中流量超过警戒线的情况提出实时预警,提高城市污水排放管理水平,同时对污水管网可能出现的故障点进行快速判断与定位,提高故障处理的反应速度.城市污水管网监测系统是实现智慧城市的重要组成部分.【相关文献】[1] 刘映东.城市污水处理现状及其发展趋势分析[J].资源节约与环保,2015(2):161.[2] 胡学斌,颜文涛,何强.基于GIS的城市污水管网监测维护决策支持系统设计[J].重庆大学学报：自然科学版,2010(7):108-114.[3] 刘继线.基于力控软件平台的城市污水管网调度系统应用[J].中国给水排水,2014,30(21):91-94.[4] 俞亚珍.VPN技术在城市污水管网泵站中的应用[J].自动化与仪器仪表,2014(4):105-106.[5] 于宵云.卫星收发机宽温度范围多普勒估计与补偿技术实现[C]//Proceedings of 2010 Asia-Pacific Conference on Information Theory, APCIT， 2010.。