智慧水務系統監測方案

來源：未知| 發布時間：2019-12-25| 瀏覽數：載入中...

1、系統介紹

排水管網肩負著城市防汛排水、污水收集輸送的重任，是城市重要的基礎設施。排水管網的正常運行以及對排水管網的科學化管理，對于保障城市的正常運行、穩定社會經濟發展、安定人民生活起著十分重要的作用。改革開放以來，隨著城鎮化進程的不斷推進，市政排水設施得到了極大的改善，排水事業經歷了大規模的新建和改擴建時期，已進入了“加強管理，提高服務，增加效益”的新階段。建立城市排水管網水位監測信息系統，為城市排水管理者提供實時觀察排水管網水位變化、分析排水管網動態運行狀況的管理平臺，已經成為現代城市排水管理的緊迫需求。
隱蔽于地下的排水管每隔幾十米就有一個連接地面的檢查井，如果能夠在檢查井內連續自動地測量窨井的水位高度，并將數據發送到管理中心，管理中心也就掌握了排水管道內水位的實時變化情況。

2、排水管網水位在線監測系統構成

城市排水管網水位監測系統主要由安裝于排水檢查井內的窨井水位監測終端和位于管理中心的排水管網信息處理平臺兩大部分組成。窨井水位監測終端采用GPRS或4G無線通訊方式并通過互連網與排水管網信息處理平臺建立遠程通信鏈路。
系統流量監測傳感器方面避免以往采用渠道超聲水位計計算流量產生較大誤差的問題，使用雷達水位計或者流量計量測，獲得的流量數值準確、精度高，儀表使用壽命長，并通過相應的通訊設備實現數據實時傳輸，保證數據的實時性和連續性。
雷達流量監測系統設計中遵循系統工程的設計準則，通過科學合理的設計，采用實用的技術和產品，以可靠性為基石，從系統架構設計、產品選型，都秉承可靠性原則。落實到單體設備時，設備具備數萬小時無故障的運行時間，同時，整個系統易于管理和維護。

系統構成圖如下所示：

3、窨井監測終端

3.1水位監測終端
窨井水位監測終端為雷達波液位傳感器，采用高頻雷達波，測量中精度不受溫濕度的影響。外殼滿足IP68防護等級標準和排水檢查井內的防腐蝕要求，適合排水檢查井內惡劣環境的工作條件。

窨井水位監測終端的特點：
a)采用32位超低功耗單片機，產品休眠電流小于1mA；
b)體積56*56*63mm,重量不足300克，設備小巧，安裝方便；
c)毫米級高精度測量液位，超低盲區；
d)自帶消浪算法，數據穩定，不受水面波動和漂浮物影響；
e)非接觸、低功耗、高可靠性、免維護；
f)供電電路防反接、防雷擊保護設計；
g)超低功耗休眠模式，快速喚醒，可適應NB-IOT物聯網應用；
h)采用非接觸方式，傳感器和水體不接觸，不受窨井環境影響；
i)多種接口方式（數字/模擬），便于接入系統；
j)多種工作模式：周期、休眠、自動；
k)IP68全防水設計，浸入水中也不會損壞。
3.2流量監測終端
窨井雷達流量監測終端是一款基于微波技術的集成了無線數據傳輸的一體化雷達流量計。它采用平面微波技術，通過非接觸方式測量水體的流速和水位，根據內置的軟件算法模型，計算并輸出實時斷面流量及累計流量；可用于明渠、河道、灌渠、地下排水管網、防汛預警等場合進行非接觸式流量測量。
該設備內嵌RTU數據采集和傳輸單元、并可通過手機APP進行參數配置，可顯著降低現場安裝調試工作量，提高項目實施效率；實現了流量計的遠程維護功能，可大量節省維護時間和費用。

 

技術指標如下；

4、系統平臺主要功能

4.1中心管理平臺

智慧窨井管理系統通過對特定窨井的水位、流量狀態信息進行實時監控，從而實現對窨井對象的主動式管理，為相關政府部門、企事業單位提供新型的物聯網服務。

前臺網站：用戶憑借賬號和密碼進行登錄前臺網站，進而使用定位、用戶管理等各種功能項。
?報警處理子系統：用于進行處理各種報警情況。
?短信子系統：負責向相關負責人發送報警短信。
?后臺管理子系統：進行各種信號收發器、標識卡的維護和管理。
?數據庫：存儲系統需求的各種數據。
?采集子系統：用于從信號收發器采集數據到數據中心。

4.2平臺部署
智慧水務遙測系統存在著設備的添加刪除，監控人員權限管理，工作組的分配，設備參數的配置、查詢，設備的遠程升級等需求，因此需要一個運維管理平臺來實現上述功能，本文檔用于指導現場維護人員和售后運維。

4.2.1實時監測模塊
實時監測模塊包括實時數據模塊和電子地圖模塊。實時數據模塊主要實現了窨井監測管理系統實時數據的展示功能。不同用戶可以在此模塊查看對應的測站的實時數據。電子地圖模塊展示了測站在地圖上的分布情況。
查看實時數據：用戶登錄系統后直接跳轉到主頁或者通過點擊“實時監測”--“實時數據”，可以進入實時數據展示頁面。該頁面展示了所有的測站信息。用戶也可以通過點擊“詳情”按鈕查看指定記錄的詳細信息。
篩選實時數據：用戶可以通過下拉框選擇篩選字段然后通過輸入框輸入指定條件進行模糊查詢。此外，用戶還可以通過點擊表格字段右邊的小三角來對數據進行排序。用戶還可以點擊下方分頁按鈕來查看指定頁數的數據。
查看電子地圖：用戶可以通過點擊“實時監測”—“電子地圖”來進入電子地圖頁面。電子地圖頁面將會標注所有測站的地理位置。并且測站的在線狀態和離線狀態將采用不同的圖標標注，方便用于查看時哪些測站無法工作。

查看實時數據

篩選實時數據

查看電子地圖

4.2.2歷史查詢模塊
歷史管理模塊分為歷史數據模塊和報警查詢模塊。其中，歷史數據模塊負責展示指定測站的歷史窨井數據，并提供導出為Excel表格的功能，方便用戶進行窨井信息分析和研究工作。報警查詢模塊負責展示測站窨井要素不在額定范圍之內的情況，提醒用戶為防旱防澇制定應對決策以及統計分析窨井要素超標情況。
查看歷史數據：用戶可以通過點擊“歷史查詢”—“歷史數據”可以進入歷史數據模塊的主頁面。用戶可以在此頁面查看對應測站的歷史數據詳細，也可以通過條件查詢篩選出符合要求的特定的數據。此外，系統提供導出為Excel表格的功能。用戶可以將篩選得到的歷史窨井數據導出為Excel表格，方便進行窨井數據研究工作。
報警查詢：如果窨井要素超過標準值，系統將會報警。用戶可以用過“歷史查詢”—“報警查詢”進入報警查詢的頁面。此頁面將展示對應的測站的歷史報警情況，方便用于進行原因排查或者數據分析。

4.2.3統計分析模塊
統計分析管理模塊分為通用報表模塊和曲線分析模塊。用戶可以通過點擊“統計分析”—“通用報表”或“曲線分析”進入對應的模塊，在相應的模塊中，用戶可以查看不同區間段的通用報表或者柱狀圖或者折線圖。
查看通用報表：用戶通過點擊“統計分析”—“通用報表”可以進入通用報表頁面。在此頁面中，用戶可以通過選擇不同的tab來進入日報表、月報表、季度報表或者年報表中。同時用戶也可以通過指定條件篩選報表數據。此外，系統還提供了導出功能，用戶可以將篩選后的數據導出為Excel報表，方便進行窨井數據分析和研究工作。
查看曲線分析：用戶通過點擊“統計分析”—“曲線分析”可以進入曲線分析頁面。在此頁面中，用戶可以選擇展示柱狀圖或者折線圖。用戶除了可以通過選擇不同的tab來查看日、月、年度曲線，還能通過自己選擇指定的時間區間來查看該區間內窨井數據的變化情況。此外，用戶可以通過點擊圖表上的方塊來指定查看哪些窨井要素的變化情況。本系統此處的圖標利用百度的Echarts工具實現。

查看柱狀圖

查看指定窨井要素的變化情況

查看折線圖

4.2.4系統管理模塊
系統管理模塊分為測站管理模塊和區域管理模塊。測站管理模塊主要實現了窨井監測管理系統的測站的增刪改查。不同用戶可以在此模塊進行對應的操作。
查看測站：用戶通過點擊“系統設置”—“測站管理”，可以進入此模塊的主頁面。該頁面展示了所有的測站信息。用戶也可以通過下框框選擇對應的字段，并在輸入框輸入指定條件進行模糊查詢。
刪除測站：用戶可以通過點擊“刪除”按鈕來刪除指定的測站，系統將會彈出二次確認框，用戶可以通過點擊“確定”來執行刪除操作。
編輯測站信息：用戶可以通過點擊“編輯”按鈕來編輯指定測站的詳細信息。點擊了按鈕之后，系統將彈出對話框讓用戶修改測站的詳細信息。
添加測站：用戶可以通過點擊“添加”按鈕來添加新的測站。點擊了按鈕之后，系統將彈出對話框讓用戶選擇或輸入新測站的詳細信息。

測站管理主頁面

測站刪除確認框

測站編輯對話框

4.2.5區域管理模塊
區域管理模塊主要實現了對區域的查看和修改功能。用戶可以在此模塊對不同級別的區域進行各做操作。本系統將全國分為省份、城市、區域三個級別。其中城市對應國家統計局的地市，區域對應國家統計局的縣或縣級市等，名稱和編碼與國家統計局一致。
查看區域詳細：用戶可以通過點擊“系統管理”—“區域管理”進入區域管理頁面。在此頁面，用戶可以通過選擇特定的區域級別或者具體的某一個省份或者城市或者區域查看其區域信息。
刪除區域：用戶可以通過點擊指定的區域的刪除按鈕來刪除指定的區域。此處，刪除并非物理刪除，而是通過一個修改一個status的字段來停用特定區域，從而實現邏輯刪除。

區域管理界面

4.2.6用戶管理模塊
用戶管理模塊主要實現了對系統用戶的管理功能。管理員可以添加、修改和刪除指定的用戶。用戶可以查看和修改自身的信息。此外，管理員還可以將特定的用戶和特定的測站綁定，將指定的測站的管理權限分配給指定的用戶。
查看和修改用戶信息： 用戶可以通過點擊“系統設置”—“用戶管理”進入用戶管理模塊的主頁面。這個頁面將會展示對應的用戶信息。用戶可以通過點擊編輯按鈕來修改自己的個人信息。管理員可以在此頁面查看所用戶的信息。
刪除用戶：管理員可以在用戶管理模塊中刪除指定的用戶。此刪除也并不物理刪除，而是邏輯刪除。普通用戶無法進行此操作。
添加用戶：管理員可以在用戶管理模塊中添加新的用戶。
分配角色：管理員可以為用戶分配角色。

用戶管理界面

圖1(a) 深圳羅湖監測點

圖1(b) 深圳羅湖監測點2

圖1(c) 山東博山監測點

5.2部分監測數據

圖2 深圳監測點(a)                                                                                                        圖2 深圳監測點(b)

圖3山東博山監測點(a)

圖3山東博山監測點(b)

6、報價單