一、背景
在現(xiàn)代城市規(guī)劃建設(shè)中,管網(wǎng)系統(tǒng)是非常重要的組成部分,對城市的正常運轉(zhuǎn)意義重大。而考慮城市用水及排水需求,在對市政工程排水管網(wǎng)進行建設(shè)的過程中,應做好科學的規(guī)劃設(shè)計和施工管理,確保整個給排水管網(wǎng)系統(tǒng)能夠處于穩(wěn)定的運行狀態(tài),對于一些突發(fā)事件也可以很好地進行應對,為城市居民提供穩(wěn)定的生活環(huán)境。
二、系統(tǒng)介紹
管網(wǎng)在線監(jiān)測系統(tǒng)主要是以監(jiān)測儀器為核心,運用現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動測量、自動控制技術(shù)、計算機應用技術(shù)、以及相關(guān)的專用分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)所組成的一個綜合性的在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。實現(xiàn)系統(tǒng)運行無人值守、有人管理的模式。城市管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)總體架構(gòu)由感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、平臺層、應用層以及標準規(guī)范和運行保障體系組成。
感知層:本層為系統(tǒng)提供感知、控制、顯示等功能,包括液位傳感器、液位感器、流量傳感器、水質(zhì)感器、井蓋狀態(tài)監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)采集終端等設(shè)備??梢詫崟r監(jiān)測井下管網(wǎng)環(huán)境信息,為管理人員提供支持。
網(wǎng)絡(luò)傳輸層:根據(jù)設(shè)備現(xiàn)場的實際環(huán)境和規(guī)劃要求,可選擇使用多種網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式,組成互聯(lián)互通的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò),最終通過互聯(lián)網(wǎng)與云端服務器進行數(shù)據(jù)和控制命令的交互。
平臺層:軟件系統(tǒng)將實時的基礎(chǔ)設(shè)備層收集的數(shù)據(jù)進行分析整合上傳給云平臺進行分析處理,將應用策略層下發(fā)的策略,發(fā)送到基礎(chǔ)設(shè)備層進行精細化的管控,實現(xiàn)對基礎(chǔ)設(shè)備層的設(shè)備進行有效的控制。
應用層:基于基礎(chǔ)設(shè)備層的收集,和云平臺的處理分析,管理人員可以通過云端管理平臺查看實時數(shù)據(jù),負責人結(jié)合實際情況進行處理。
三、主要監(jiān)測項
1、雨量監(jiān)測
2、水量監(jiān)測
3、水質(zhì)監(jiān)測
4、氣體監(jiān)測
5、積水、井蓋監(jiān)測
6、視頻監(jiān)測
四、工作原理
管網(wǎng)在線監(jiān)測系統(tǒng)運行涉及“感知-傳輸-分析-決策-反饋”五個環(huán)節(jié)。通過感知層設(shè)備采集管網(wǎng)內(nèi)的各項參數(shù),利用傳輸層技術(shù)將數(shù)據(jù)實時上傳至平臺層,并對數(shù)據(jù)進行處理分析,執(zhí)行報警、管理等,管理者根據(jù)預警信息作出決策,并通過應用層下達指令,根據(jù)指令進行相應調(diào)整或維護,形成閉環(huán)管理。
五、云平臺功能
1、權(quán)限管理:可根據(jù)其權(quán)限對監(jiān)測設(shè)備信息進行更改、刪除、添加等操作;
2、實現(xiàn)數(shù)據(jù)瀏覽訪問、導出下載,以及對監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢。數(shù)據(jù)查詢時長大于3年;
3、實時數(shù)據(jù):平臺能夠顯示監(jiān)測點的實時數(shù)據(jù);
4、設(shè)備地圖:各個監(jiān)測數(shù)據(jù)和儀器信息通過地圖實時;
5、歷史數(shù)據(jù)查詢:可查詢某個監(jiān)測點的歷史數(shù)據(jù),通過報表展現(xiàn),報表可導出為EXCEL文件或直接打??;
6、數(shù)據(jù)查詢:按條件查詢各個設(shè)備的各項參數(shù),如設(shè)置查詢數(shù)值范圍,日期,報警值等;可統(tǒng)計時、日、月極值平均值;
7、數(shù)據(jù)報表:可分析統(tǒng)計展現(xiàn)各監(jiān)測點通道的數(shù)據(jù)月報表,支持EXCEL導出;
8、遠程錄入:遠程數(shù)據(jù)補錄:可從現(xiàn)場終端讀取最近1個月的歷史數(shù)據(jù)進行補錄處理;
9、電腦錄入:將EXCEL格式數(shù)據(jù)導入并存儲到數(shù)據(jù)庫。
10、環(huán)境監(jiān)測云平臺:可查看通訊卡卡號、儀器與平臺的通訊狀態(tài)、信號強度、儀器電量等功能。
六、應用優(yōu)勢
1、提升管理效率:實時監(jiān)測和預警,及時發(fā)現(xiàn)并解決管網(wǎng)中的問題,避免小問題演變成大事故,顯著提升排水管理效率。
2、增強防洪排澇能力:在暴雨等極端天氣下,準確反饋積水區(qū)域和嚴重程度,為防汛排澇工作提供科學依據(jù),有效減輕城市內(nèi)澇。
3、降低運維成本:通過精準定位故障點和預測維護需求,減少不必要的巡查和維護工作,降低運維成本。
4、促進環(huán)境保護:通過對排水管網(wǎng)的水質(zhì)監(jiān)測,有效控制污水排放,保護河流、湖泊等自然水體免受污染,支持生態(tài)文明建設(shè)。
5、輔助決策支持:歷史數(shù)據(jù)的積累與分析,為城市規(guī)劃、水資源政策制定提供科學依據(jù),支持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
一、應用場景
1、水庫大壩泄洪:安裝到大壩下游,泄洪時通知下游人民注意水位變化。
2、災害聯(lián)動預警:安裝到村莊,當?shù)貫谋O(jiān)測點數(shù)據(jù)達到閾值時,注意避險。
3、水雨情:汛期暴雨及時通知村民避難等。
二、需求分析
汛期來臨時,承受了強降雨壓力的水庫時刻預備傾瀉而出。每到水庫泄洪時,下游各責任單位接到泄洪通知后,就會組織人員對下游河道進行巡查,這樣耗費大量的人力物力,且信息傳遞效果不明顯。巡查辦法老套單一,信息傳遞速度慢、覆蓋范圍小,無法同步讓沿途的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道和大部分行政村及時獲得泄洪信息,致使泄洪河道排查存在一定的盲區(qū),威脅著下游人民群眾生命和財產(chǎn)安全。最近幾年因洪水發(fā)生的人員傷亡事故,有些就和水庫緊急泄洪有關(guān)。
為加強水庫下游泄洪和放水影響區(qū)的安全管理,做好水庫泄洪和放水預警工作,保證泄洪和放水工作安全有序進行,保護影響區(qū)群眾生命和財產(chǎn)安全,加強宣傳,提高群眾預警意識,可在沿江每個居民點附近以及兩岸沿線橋梁、路口、渡口及河灘地等設(shè)置警示標牌和預警廣播系統(tǒng)相結(jié)合的方式,快捷、及時、準確地將泄洪信息傳播給社會公眾,擴大泄洪預警信息覆蓋面,提高泄洪預警能力,最大限度避免人員傷亡和減少經(jīng)濟損失。
三、系統(tǒng)組成
1、系統(tǒng)拓撲圖
2、軟件平臺
3、硬件系統(tǒng)
無線預警廣播系統(tǒng)中心平臺設(shè)于指揮中心,2.5G/3G/4G等無線通信方式傳送廣播信號和控制信號,對于個別移動公網(wǎng)信號較弱區(qū)域的遠端站采取設(shè)置調(diào)頻廣播彌補,實現(xiàn)無線預警廣播信號的全覆蓋,無需架設(shè)廣播信號傳輸線路。遠端廣播站設(shè)備電源由太陽能電板、風力電機和蓄電池提供,不需要從外部引接市電電源線,運行維護方便,中心平臺能實時監(jiān)控系統(tǒng)各設(shè)備狀態(tài),自動化程度高。
同時,為了預防山體滑坡等地質(zhì)原因造成的水庫緊急泄洪,在水庫上游增設(shè)山體滑坡監(jiān)測站點,采集山體位移、深部位移、土壤含水率等要素,為突發(fā)情況提供決策依據(jù)。因為持續(xù)降雨、水庫超過警戒水位等原因,需要對水庫進行開閘泄洪時,監(jiān)管部門及村組防汛責任人可通過手機/固定電話、短信、現(xiàn)場話筒、對講機、錄音播放等方式將緊急預警信息通過大功率的高音號角喇叭第一時間內(nèi)發(fā)布給附近廣大居民,通知相關(guān)村民做好預防和撤離準備,減小損失。
四、系統(tǒng)特點
1. 內(nèi)置10種預警方式,覆蓋所有預警方法,更多選擇,讓管理人員可靈活通過多種手段向全體公眾及時發(fā)布預警信息,充分發(fā)揮預警系統(tǒng)的價值。
2. 具有B/S和C/S平臺,只要能上網(wǎng),即可在任何地方進行預警信息發(fā)布。無需親臨現(xiàn)場操作,就可以方便地通過中心平臺對設(shè)備進行遠程配置和軟件升級。
3. 可據(jù)險情特點,有針對性地發(fā)布不同的預警信息。在B/S或C/S平臺直接選擇需發(fā)布預警的區(qū)域和設(shè)備,預警設(shè)備可單獨預警,也可批量同時預警,靈活高效。
4. 自動上報設(shè)備狀態(tài)信息到平臺或手機,包括工作模式、喇叭狀態(tài)、機箱狀態(tài)、供電模式、電池狀態(tài)、電量狀態(tài)等,隨時掌握設(shè)備實時狀態(tài),極大提升管理效率。
5. 可按管理需要,對預警廣播設(shè)備進行分組(分組設(shè)備數(shù)量不限),可對設(shè)備進行分組管理,可批量配置各組的設(shè)備、批量查詢、控制設(shè)備工作狀態(tài)。
6. 自動將喇叭音量的狀態(tài)(高、中、低、無四種狀態(tài))回傳到平臺,以實時監(jiān)控預警設(shè)備工作狀態(tài),確保預警信息及時、有效地傳播。
7. 按播報順序以普通話、當?shù)胤窖赃M行播報。
8. 可與其它系統(tǒng)如雨量站、水位站、視頻監(jiān)控系統(tǒng)連接,進行聯(lián)動,自動觸發(fā)預置內(nèi)容進行播報或聲光報警。
9. 設(shè)備支持市電220V、蓄電池直流供電,主備電自動無縫切換,安全穩(wěn)定。現(xiàn)場采用風光互補的供電方式,保障設(shè)備的持續(xù)穩(wěn)定運行。
10. 具有管理員、被授權(quán)人員、備份號碼三種角色,每個角色可設(shè)置70個號碼,讓經(jīng)過授權(quán)的用戶可以正常合法地使用已授權(quán)的功能,而將那些未授權(quán)的非法用戶拒之門外,確保預警信息發(fā)布安全。
五、應用效果
一、系統(tǒng)概述
四川合睿達泵站信息化系統(tǒng)是集智能傳感、物聯(lián)網(wǎng)、自動控制、計算機監(jiān)控、信息通信技術(shù)等完成泵站機械電氣設(shè)備監(jiān)視、運行數(shù)據(jù)測量、自動化控制、視頻監(jiān)視,實現(xiàn)數(shù)據(jù)全面感知、遠程集中管控,基于統(tǒng)一的管控平臺,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、信息分析處理全面化、運行管理智能化,提高泵站運行的安全可靠性、運行效益、節(jié)能降耗,保證泵站的安全、優(yōu)化、經(jīng)濟、高效。
二、系統(tǒng)特點
1. 開放統(tǒng)一的管控平臺
跨平臺設(shè)計,通信接口插件化、支持二次開發(fā),遵循多種國內(nèi)國際標準規(guī)約,如 Modbus、IEC61850 等,實現(xiàn)與下屬各泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)無縫對接,降低現(xiàn)場實施難度;通訊方式多樣化,支持 4G/GPRS、光纖等。
2. 信息全面感知
將泵站實時運行信息采集與水情測報、氣象預報、工程安全監(jiān)測、視頻監(jiān)視等整合,實現(xiàn)信息采集全面化、現(xiàn)場可視化,支持報警與視頻監(jiān)視聯(lián)動。
3. 生產(chǎn)管理有效整合
可利用統(tǒng)一的平臺實現(xiàn)轄區(qū)內(nèi)泵站工程設(shè)施與設(shè)備的運行維護管理,提供設(shè)備管理、備件管理、工單管理、值班管理等功能,管控更全面。
4. 支持三維 BIM 模型
可以三維 BIM 模型展示泵站工程設(shè)施情況,動態(tài)模擬、空間多維度展示現(xiàn)場場景,融合設(shè)備運行狀態(tài)、實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、歷史運行數(shù)據(jù)多角度展示泵站工程設(shè)施及設(shè)備的運行情況,有效支撐并保障運行管理的動態(tài)性、真實性。
5. 運維管理便捷化
支持移動手機 APP 端巡查管理、設(shè)備信息查詢等,運維作業(yè)輕量化,全面支持音視頻圖像、文字記錄,提供向?qū)阶鳂I(yè)指導,同時支持 AR 技術(shù)遠程在線專業(yè)指導,提升并保障運維的工作質(zhì)量。
三、主要功能
1. 水位流量監(jiān)測
2. 泵站監(jiān)視與控制
3. 泵站優(yōu)化調(diào)度
4. 泵站能耗分析
5. 工程安全監(jiān)測
6. 工程信息管理
7. 運行值班管理
8. 設(shè)備臺帳管理
9. 設(shè)備檢修管理
10. 巡檢管理
四、系統(tǒng)界面
一、系統(tǒng)背景
水閘工程作為防洪保安、調(diào)控水資源的重要設(shè)施,其安全運行至關(guān)重要。為規(guī)范水閘安全監(jiān)測、掌握水閘運行性態(tài)、評價施工質(zhì)量、反饋設(shè)計指標、降低失事風險等,有必要在水閘主要結(jié)構(gòu)病害特征分析的基礎(chǔ)上,確定了水閘監(jiān)測項目主要包括閘墩及翼墻變形、閘基揚壓力及側(cè)向繞滲、基礎(chǔ)沉降及閘墩傾斜、上下游水住及沖刷等,測點布置要能反映水閘運行性態(tài)。同時,結(jié)合典型水閘缺陷處理實例,針對水閘上下游水位變化頻繁、地質(zhì)條件差等特點,提出了水閘安全監(jiān)測資料整編分析的關(guān)鍵要素。
二、主要監(jiān)測項
1. 外觀監(jiān)測
2. 應力監(jiān)測
3. 傾斜監(jiān)測
4. 振動監(jiān)測
5. 裂縫變形監(jiān)測
三、系統(tǒng)優(yōu)勢
1. 連續(xù)性:有目的的長期積累監(jiān)測數(shù)據(jù),用于結(jié)構(gòu)損傷識別和趨勢分析。
2. 同步性:各參數(shù)同時采集,便于分析不同變量之間的相關(guān)性。
3. 實時性:實時掌控金屬結(jié)構(gòu)動態(tài)、靜態(tài)、環(huán)境、載荷等響應,及時預警。
4. 自動化:自動化采集方式克服人工巡檢無法到達、無法操作、人員安全等問題。
5. 項目管理:多項目管理,項目信息配置,靈活分配項目資源。
6. 在線監(jiān)測:數(shù)據(jù)傳輸云平臺,檢測人員在線對采集數(shù)據(jù)進行查看、管理。
7. 人工巡檢:自定義巡檢表單,手機端及PC端均能填寫、查看和管理。
8. 大數(shù)據(jù)繪圖:振動檢測每秒上傳百條數(shù)據(jù)量,支持進百萬級數(shù)據(jù)繪圖。
四、應用案例展示
一、背景
近日,廣東梅大高速發(fā)生嚴重塌方事故,造成了嚴重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。這一事件在公眾心中敲響了安全的警鐘,再次引起了公眾對于交通設(shè)施運營安全性的重點關(guān)注。
國務院安委會辦公室和國家防災減災救災委員會辦公室等主管機構(gòu)先后印發(fā)緊急通知,部署各地區(qū)、各有關(guān)部門,全面做好汛期高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施災害風險隱患排查處置工作,堅決防范遏制類似事故災害發(fā)生,切實把確保人民群眾生命財產(chǎn)安全和社會大局穩(wěn)定落到實處。
二、系統(tǒng)介紹
高速公路邊坡在線監(jiān)測預警系統(tǒng)通過結(jié)合北斗、5G、AI等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對高速公路邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀態(tài),實現(xiàn)對高速公路邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀態(tài)的24小時“無人化”實時監(jiān)測預警,旨在通過科學監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在的安全隱患,避免悲劇的發(fā)生。
三、主要監(jiān)測項
高速公路邊坡在線監(jiān)測預警系統(tǒng)主要監(jiān)測項是表面位移,其次是深層水平位移的監(jiān)測,其余是土體內(nèi)部的含水率、土壓力、降雨量及風速風向等輔助監(jiān)測。高速公路邊坡監(jiān)測解決方案針對表面位移監(jiān)測、內(nèi)部位移監(jiān)測和水文氣象監(jiān)測三大模塊,依托北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)、傳感器技術(shù)、邊坡雷達技術(shù)(InSAR)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等,構(gòu)建邊坡“全方位監(jiān)測體系”,能夠精確獲取監(jiān)測體形變趨勢。
1、表面位移監(jiān)測
表面位移監(jiān)測設(shè)備采用:邊坡雷達、GNSS。通過非接觸式監(jiān)測,無需排線布線,采用太陽能供電,通過4G/5G網(wǎng)絡(luò)上傳到云管理平臺,即可在手機或電腦上實時查看邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù),隨時掌握邊坡結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢及安全狀態(tài)。實時監(jiān)測預警聯(lián)動前端視頻監(jiān)控及應急廣播聲光警示,及時告知交通參與者區(qū)域出現(xiàn)的險情。
2、內(nèi)部位移監(jiān)測
邊坡內(nèi)部水平位移監(jiān)測常用的設(shè)備是陣列式測斜管,每米一個傳感器節(jié)段,獲取邊坡土體結(jié)構(gòu)內(nèi)部詳細的深層水平位移數(shù)據(jù),接入網(wǎng)關(guān)采集器即可實現(xiàn)遠程自動化監(jiān)測。深部測斜井較深的話,常用串聯(lián)式固定測斜儀只選取固定距離土體特征點進行監(jiān)測。
3、水文氣象監(jiān)測
邊坡受雨季影響,暴雨天氣較多,土壤含水率較大,降低土壤的抗剪強度,導致邊坡的穩(wěn)定性降低,結(jié)構(gòu)極易出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象,因此僅靠人工定期巡檢已經(jīng)不能滿足邊坡監(jiān)測的需求。通過翻斗式雨量計、超聲波環(huán)境監(jiān)測設(shè)備等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)輔助對公路邊坡失穩(wěn)實時監(jiān)測。
4、土壤墑情監(jiān)測
土壤墑情監(jiān)測是指定點定時對土壤含水量及水勢進行測定,及時了解土壤水分過多、適宜、缺少與嚴重缺乏等情況的一項經(jīng)常性的基礎(chǔ)工作,是公路邊坡在線監(jiān)測的重要內(nèi)容之一,通過 土壤墑情監(jiān)測儀 適時掌握土壤墑情,對于高速公路邊坡情況進行實時監(jiān)測。
四、高速公路邊坡在線監(jiān)測預警平臺
高速公路邊坡在線監(jiān)測預警平臺,基于本地化部署或云部署的方式搭建,高效完成對前端采集數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測預警,并無縫對接運維管理單位及相關(guān)政府部門。該平臺具備測點系統(tǒng)概況、測點統(tǒng)計、測點統(tǒng)計趨勢、測點地圖定位情況、測點告警記錄等多項功能,可輕松實現(xiàn)對各類場景的可視化監(jiān)測。同時,該平臺對各類傳感器兼容強,適配多類廠商。
五、系統(tǒng)功能
實時監(jiān)測:在線監(jiān)測預警系統(tǒng)可以實時監(jiān)測高速公路邊坡的變化情況,包括地表位移、邊坡傾斜、地下水平位移、土壤含水量等。通過實時數(shù)據(jù)的采集和傳輸,可以及時發(fā)現(xiàn)邊坡穩(wěn)定性問題,提前采取措施避免災害發(fā)生。
全天候監(jiān)測:高速公路邊坡在線監(jiān)測預警系統(tǒng)可以全天候進行監(jiān)測,不受天氣和環(huán)境的影響。即使在惡劣的天氣條件下,系統(tǒng)也能夠正常運行并提供準確的監(jiān)測數(shù)據(jù)。
遠程監(jiān)控:通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和遠程傳輸系統(tǒng),可以實現(xiàn)對山體滑坡裂縫的遠程監(jiān)控,減少了人工巡查的工作量和危險性。
大數(shù)據(jù)分析:高速公路邊坡在線監(jiān)測預警系統(tǒng)能夠?qū)Σ杉降拇罅繑?shù)據(jù)進行分析和處理,識別邊坡變化的趨勢和規(guī)律,預測可能發(fā)生的災害風險。通過數(shù)據(jù)分析,可以提供科學的決策依據(jù),指導邊坡管理和維護工作。
預警通知:高速公路邊坡在線監(jiān)測預警系統(tǒng)具有預警功能,當監(jiān)測數(shù)據(jù)超出預設(shè)的安全閾值時,系統(tǒng)會自動發(fā)出警報并提供預警信息,通知相關(guān)人員及時采取措施,防止災害的發(fā)生。
六、系統(tǒng)優(yōu)勢
1、高精度
北斗高精度可達毫米級,傳感器精度均業(yè)內(nèi)領(lǐng)先。
2、物聯(lián)網(wǎng)+云技術(shù)
通過萬物互聯(lián)技術(shù)連通各種設(shè)備,實現(xiàn)遠程監(jiān)測,云端統(tǒng)一管理。
3、天空地一體化融合
將不同源數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲于云端,實現(xiàn)天(衛(wèi)星)+空(航測)+地(多維傳感器)的智能融合。
4、遠程監(jiān)管
可以遠程監(jiān)管高速公路邊坡失穩(wěn)情況,提高監(jiān)管工作效率。
5、成本把控領(lǐng)先
合睿達致力整合資源,可為用戶定制打造高性價比方案。