道路积水监测方案资料

1、城市道路积水防汛监测系统实施方案（电子水尺应用）潍坊金水华禹信息技术有限公司2013.11.19目录 TOC o 1-5 h z .前言3.城市道路积水防汛监测系统简介3.水位传感器的对比选择5.电子水尺部分6电子水尺基本特点6电子水尺的技术参数6.一体化遥测采集器部分6设备基本组成7传感器接口类型7通讯接口类型7电源与功耗7其它指标7.供电部分8.一体式设备管件8.结构尺寸8传感器连接及安装孔尺寸8九 .无线电子水尺主要功能菜单 TOC o 1-5 h z 十 .系统组成8系统组成清单8十一 .施工具体方案9中心接收设置9现场施工9十二.部分用户案例及照片10城市道路积水防汛监测系统方案（电

2、子水尺）一 .前言随着我国经济社会的不断发展，伴随着城市化运动的不断加剧，城市的建设也在突飞猛进地高速发展，城市圈也在已经不断扩大。为了缓解交通压力和保证出行的畅通，许多城市建设了不少的立交桥和下穿隧道。近年来，由强降雨引起的城市下穿隧道及立交桥下低洼处存在大量积水的现象时有发生，且有愈演愈烈的趋势。在我国南方多雨的城市，积水有时竟然高达三米以上，且长时间不能及时排走，给人们的出行带来了很大的不便，严重时竟引发行人的死亡和失踪事件 尤其是 2012 年 7 月 21 日北京市区内的大暴雨，让全国人民记忆犹新。“城市观海 ”的现象已经引起党中央、国务院的高度重视。国务院于9 月中旬印发关于加强城

3、市基础设施建设的意见，意见要求加强城市排水防涝防洪设施建设，用5 10 年时间确实解决城市内涝的严重问题。为此，城市道路积水防汛监测系统的建设极为必要，尤其是下穿隧道、低洼地带的积水监测。城市道路积水防汛监测系统即可以为决策机构的领导提供道路积水的实时信息，也为市政排水调度管理机构提供数据，还可以通过广播、电视、手机等媒体为广大老百姓提供出行指南。二 .城市道路积水防汛监测系统简介道路积水防汛监测系统主要对道路低洼地带、下穿隧道等积水点进行实时的水位监测，系统一般由中心站和遥测站（监测站）组成。遥测站（监测站）一般选在一下雨就积水的地点，主要功能是监测各个积水点的实时水位数据，并定时上报至中心

4、站。中心站一般设在相应的管理机构（如市政设施处、排水处、市防办、水文局、气象局等）的机房，通过相应的应用软件，接收并处理由遥测站发来的数据，根据需要给决策者提供相应的技术信息。系统的拓扑图如下：三 .水位传感器的对比选择目前最常用水位的传感器，按测量方式大致可分为机械浮子式、超声波式、压力式、气泡式、雷达等多种形式，它们各有优缺点。机械浮子式和光电浮子式都是来用机械齿轮减速产生进位和退位的办法来形成编码，为了产生可靠编码，一般都用格雷码输出，量程变化范围大，可以高达到80 米。优点：原理简单、误差来源少、价格相对较低。缺点：机械加工复杂、运行阻力大、使用寿命短，土建成本相对较高。在城市道路积水

5、防汛监测系统中，该传感器显然不适用那样的环境。超声波液位计是通过探测自身发出的超声波被液面反射后的信号换算液/物面位置的。它是一种非接触式传感器，特别适用于温度变化较小、水面比较平稳、波浪比较小的场合。超声波对反射目标有一定的要求，受环境因素影响较大，其误差较大。优点：与介质无直接接触，耐腐蚀性强，安装简便，易维护。缺点：超声波受传输媒介的气体成分和容器几何结构特性影响较大，不适用于有气泡或悬浮物的介质；容易受电磁波干扰，精度一般，在野外使用经常会出现数据跳变现象，目前在室外已基本淘汰。该传感器仍然不适用于城市道路积水监测那样的环境。压力式水位计安装简单，一般要求被测介质较为干净。在道路积水监

6、测中，其透水池一定会被泥沙淤积而失效。气泡式水位计实际上也是一种压力式水位计，它是通过气源从容器底部向介质内充气。供气系统内的吹气压力只有与容器底部的液体静压平衡时，气体才会从气管内进入容器形成气泡。这时测量供气系统内的气压可换算出测量点的静压，进而得到液位值。优点：耐腐蚀性强；能够测量高温介质。缺点：安装过程复杂，成本较高，维护费用较大。该传感器同样不适用于城市道路积水监测那样的环境。雷达水位计也是一种非接触式传感器，它通过探测自身发出的微波（波长很短的电磁波）被液面反射后的信息换算液/物面位置。优点：温度、湿度、雾等外界自然因素对其影响比较小，且测量精度较高，安装简单；可以测量压力容器内液

7、位，可以忽略高温、高压、结垢和冷凝物的影响；与介质无直接接触；耐腐蚀性强；可在真空环境中使用。缺点：价格昂贵；受容器几何结构和材料特性影响；易受电磁波干扰。在城市道路积水防汛监测系统中，路桥的高度一般在3.5 4.0 米之间，雷达水位计的波束一般在12o 15o，被测量平面的直径在0.914 1.049 米之间，在这个范围内不得有任何遮挡物，因此这个数据是水位计离墙侧壁安装的最小距离，如右图所示。在该范围内的路边上，一定有行人或者车辆通过，必然会影响测量的结果，因此该传感器仍然不适合该环境使用。潍坊金水华禹信息科技有限公司研制的“ TC401型数字水位传感器”（俗称电子水尺）具有测量精度高，不

8、受环境如温度、湿度、泥沙、波浪、降雨等因素的影响，安装时不需要建测井，既可以垂直安装，也可以倾斜贴壁安装，还可以沿河道面自下而上阶梯安装。可广泛应用于江河、湖泊、水库、水电站、灌区及输水等水利水电工程中的水位监测，也可用于自来水、城市污水、道路积水等市政工程中的水位监测，特别适合于水文、城市内涝、城市道路积水、灌区渠道等水位变幅不是很大的场合使用。尤其适用于测量精度要求高，水位变幅不大的场合。在城市道路积水防汛监测系统中，首当其冲选用该数字水位传感器。TC401 无线电子水尺是由无线端机和电子水尺两部分集成一体而成，下面就“ TC401感应式电子水尺”予以详细介绍。四 .电子水尺部分四 .1.

9、电子水尺基本特点1 ）电子水尺是一种采用先进微处理器芯片为控制器、内置通讯电路的数字式水位传 感器，具备高可靠性及抗干扰性能。2）该产品采用了先进的生产工艺技术，不锈钢防护外壳，内部用高性能的密封材料进行特殊处理，产品具有防腐、防冻、耐热、耐老化的特点，可在泥桨、污液和腐蚀性液体、冰冻等多种恶劣的环境中使用，即不受大气压力、湿度、含沙量、冰冻等外界因素的 影响。3）电子水尺的采样精度与传感器的测量体长度无关，不同变幅的电子水尺，其测量 TOC o 1-5 h z 精度保持不变，都是1cm 。.2.电子水尺的技术参数参数具体指标备注单元规格0.8cm变幅范围可由以上不同单元规格自由组合精度 1c

10、m （全量程等精度测量）采样频率20 秒静态电流 15mA（ 160cm 传感器）功耗 180mW（ 160cm 传感器）工作温度-20 60 .一体化遥测采集器部分一体化遥测采集器是集RTU 、 GPRS 通讯模块、充电控制器和防雷模块为一体的智能化遥测终端机，其各项功能使用说明如下：）自带 GPRS 通讯模块，主/备信道自动切换：主/备信道设置完成后，主信道不通时可以自动切换到备用信道；2）远程/就地更新软件：方便用户维护；3）超低功耗：自报方式 30uA ，值守方式： 80mA ；4）具备现场存储2 个月的数据功能；5）浪涌、雷击防护：设备内部全都标配有防雷板，有效保护内部设备；6）多种

11、传感器接口：数字量、模拟量以及雨量脉冲等；7）电池保护、电压监测与报警。通讯方式用GSM 配置完以后，一般用GPRS 方式通讯。当GPRS 参数配置正确并工作起来后，GPRS 就成为主通讯方式，其通讯命令与GSM 方式兼容。五 .1.设备基本组成基本部件）通讯模块（GPRS/GSM ）2）太阳能充电控制器3）避雷模块4）压铸铝壳体五 .2.传感器接口类型接口可连接的采集设备指标说明RS485TC401 电子水尺分辨率：1.0cm五 .3.通讯接口类型通讯方式方式类别无线 GPRS 方式 /RS485外部接口光电隔离五 .4.电源与功耗指标类别指标说明工作电压DC12V功耗值守方式 3mA（功耗

12、非常小）五 .5.其它指标指标类别指标说明1 ）工作环境温度：-20 +60 湿度： 95%RH 无凝露2）时钟精度 30秒 /年，可与中心时钟同步3）平均无故障时间（MTBF ） 30000 小时六 .供电部分设备电源采用：本方案使用市电接入，为了安全起见，采用断路器，再连接开关电源。市电的应用使得设备工作更加稳定可靠，不惧长时间的阴雨天气。七 .一体式设备管件监测站的所有设备包括模块、电子水尺可以安装在本保护管件中，其内材质采用复合材料喷镀技术。管可以标注字样，同时侧部贴有标签，注明测站名称、测站编号、地址等信息。八 .结构尺寸.1.传感器连接及安装孔尺寸.无线电子水尺主要功能菜单十 .系

13、统组成十 .1.系统组成清单系统序号产品名称产品型号数量单位长度（米）备注测站 1 无线电子水尺TC4011 支 0.81cm 精度2GPRS 模块 HY10181 台 含天线开关电源220V/12V1 块 断路器 220V1 只 一体式设备管件1 套 根据现场情况安装附件设备法兰等1 套 根据现场情况十一.施工具体方案十一.1.中心接收设置调试）在管理中心，先将由甲方提供的数据专用VPNSIM 卡插入华禹的设备内，并将由甲方提供的VPN 信息写入到设备内。2）华禹将通信协议及通讯接口提供给甲方，由甲方将其添加到甲方的软件、通讯系统内。3）将需要安装的所有设备在中心完成模拟发送数据，中心收到正

14、确发送数据，中心设置调试完毕。十一 .2.现场施工）选择路基条件较好的，地势平坦的排水口，作为施工地点。安装地点尽量避免车辆、人员的碰撞、接触，防止设备被盗损。2）将设备保护的管件连接就位，流出恰当的U 型进水口，通过法兰盘固定于地面。法兰盘由4 颗 8 膨胀螺栓牢固固定。3）将由甲方提供的供电线路穿入管件，将其接入断路器，以确保安全生产，断路器输出接入快关电源以供设备使用。4）将电子水尺及其设备插入保护管件中，电子水尺垂直插入卡槽之中固定，再将线缆用扎带固定牢固，用专用的法兰盘盖，通过螺栓固定，现场施工完毕。5）现场安装的管件外面，标注“依法防汛设施，严禁破坏”字样。6）现场调试设置，通过加

15、水试验，整点报时等及时测试与中心通讯情况，通讯情况十二.部分用户案例及照片该产品和系统的部分省内外客户有：青岛市城建局（2011 年道路积水监测9 套，2013 年 11 套） TOC o 1-5 h z 青岛黄岛区道路积水检测（17 套）烟台市水文局（2011 年道路积水监测10 套）滨州城市道路积水监测（2012 年 8 套）济南市城市内涝监测（2013 年道路积水监测15 套）桂林城市防汛监测（2013 年 16 站）5771001803090012095 5790368228596330825771001803090012386 5761373997357606965771001803

16、090013594 5780775799025155125771001803090012387 5771649826018180515771001803090012138 5721311921589183265771001803090012359 5790368223610760535771001803090012356 5761352861437917425771001803090012355 57508786970469327917088100343355274 10122994432583337917088100343355275 10186673293883200817088100343356107 10158115250150052217088100343356108 10100018005987173217088100343354295 10107419414268701717088100343356184 101878660869