城市内涝智能监测预警系统解决方案

1.系统概述

       城市内涝灾害是由于短时强降雨或过程雨量偏大而造成径流过多，在地势低洼、排水不畅等情况下，形成的城市积水引起的自然灾害。严重影响公众的正常生活和人车出行安全。如何预防及有效排除城市内涝，改善和加强城市排水能力，已成为困扰各级政设施管理部门亟待解决的关键问题。城市内涝智能监测预警系统是基于水位雨量传感、图像识别、预警发布、物联网等技术研发设计的一套智能监测识别预警系统。系统对内涝点的水位、降雨量进行实时监测识别，通过无线物联网传输给远程管理平台、移动手机用户、预警信息屏。当达到预警阈值时，预警信息屏文字提示预警，远程管理平台、手机用户实时接收到预警信息提示。城市内涝智能监测预警系统集水位监测、识别、预报、内涝风险预警与内涝风险等级评估等功能于一体，为城市防汛决策、指导城市排涝工作提供强有力的技术支撑。

2.系统架构

       2.1感知层

       一是水位雨量传感内涝监测设备位于物联网结构中的最底层，通过传感网络获取感知信息。感知层是物联网的核心，是信息采集的关键部分。二是视频采集系统与控制处理器等硬件设备集成，配置基于计算机视觉和深度学习技术的识别软件，实现对场景水位拍摄的实时自动观测识别，结合多要素自动气象站的各项观测采集数据进行综合分析，进而对该场景水位进行准确的判识和预报。

       2.2通信服务层

       通信服务层主要是实现内涝监测设备数据与场景图像判识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，实现系统数据与雨污水管道管理平台对接，为管理平台等应用层提供专业、全面、可靠、直观的数据服务。

       2.3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NB-IoT和4G通信网络，具备覆盖广、连接多、速率快、成本低、功耗低、架构优等特点。

       2.4应用层

       应用层为内涝智能监测识别预警系统及第三方应用平台，为住建部门、运维部门、管线权属单位等相关部门提供数据展示、决策分析等信息服务，实现对监控区域内的水位、雨量、视频状况进行集中展示与监管，为紧急处置城市内涝灾害事件提供决策支撑。

3.系统功能

       3.1实时监测告警

       实时监测城市内涝状态，根据预先设定报警规则，对现场液位的异常情况进行实时告警监测。当液位超出阈值时，平台端以及本地立即触发报警，通知相关负责部门采取措施，现场声光报警器以及LED显示屏实现本地报警以及液位信息实时更新展示，系统还会对不同等级的液位进行不同等级的告警。

       3.2 GIS地图展示

       在电子地图上显示现场位置信息、基础信息、实时状态等，也可以通过文本形式展示监测位置、基础信息、实时状态、历史状态记录等众多信息。

       3.3视频监控

       视频监控是城市内涝实时监控的物理基础。首先，管理部门可通过它获得有效数据、图像或声音信息，对突发性异常事件的过程进行及时的监视和记忆，例如道路水位过高、人为破坏设备等状况的及时掌握，用以提供高效、及时地指挥和调度、处理突发事件等。另外，基于智能识别软件，实现对该场景图像进行准确的水位判识和预报。

       3.4数据分析

       系统软件具备数据存储、数据查询、数据统计、图表分析等功能，可导出为EXCEL报表或直接打印。通过对系统中大量的液位数据、雨量数据进行深度挖掘，结合管网其他子系统数据，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，挖掘出更有利于提升城市排水防涝效能的关键数据。

       3.5内涝风险等级评估

        结合国内外先进的内涝风险等级评定办法，研究分析各种方法对研究区域的适应条件，从而确定研究区域适宜的内涝风险评估方法。

4.系统特点

       4.1应用范围广

       实时监测道路低洼处、下穿式立交桥和隧道的积水，并通过4G网络远程传送至城市内涝监测系统平台。

       4.2多类传感器采集

       城市内涝智能监测预警系统集成雨量采集、图像采集、水位采集等，通过系统预报分析，及时把预警信息发布出去。

       4.3多元化预警发布

       发布预警采用广播、LED电子屏、预警灯、短信等多种广大群众喜闻乐见乐见的方式报警。保障市民出行安全、及时避免人员、车辆误入深水路段造成重大人身伤害与财产损失。

       4.4一体化安装

    城市内涝（积水）监测站由雨量、图像、水位预警产品单元组成的一体化采集站，安装简单、操作方便。