城市治理結構是乙個複雜的系統，涉及相關城市管理事務實施的方方面面，包括市政基礎設施、公用事業、環衛基礎設施、水河、城市管理綜合執法以及與城市發展密切相關的其他基礎設施和城市綜合管理。 其中，水是基本的自然資源，也是生態環境的控制要素，城市的供水排水系統與社會生活和經濟發展息息相關，是城市治理不可或缺的重要組成部分。 **總書記指出，“生態文明建設事關中華民族可持續發展和'兩個一百年'奮鬥目標的實現，保護生態環境就是保護生產力，改善生態環境就是發展生產力”，同時強調樹立'綠水青山是金山銀山'的強烈意識， 努力邁向社會主義生態文明新時代。因此，優化改造水治理和水管理的技術和方法，實現水資源和環境的可持續發展和利用，是城市快速穩定發展的保證。 全面貫徹黨的十九大精神，認真貫徹落實國家資訊化政策，圍繞“加快建設國家中心城市”戰略，依託新興技術和資訊科技，全面提公升排水業務管理水平，促進排水治水全面協調發展， 實現智慧型化管理，從而促進生態文明建設，促進經濟社會健康可持續發展。把握智慧型數位化、物聯網、雲計算等世界新技術發展趨勢，秉承“創新、協調、綠色、開放、共享”五大發展理念，以排水業務和管理現代化為目標，以加快新一代資訊科技與排水產業深度融合為主線， 以“智慧排水”建設為排水管理、河道湧修治、汙水攔截管理等業務創新主戰場，依託排水管理業務資訊化重點任務，著力夯實排水資料體系。創新發展排水感測應用，大力推進排水業務深度應用，實現高效、智慧型
1.建設目標。
釐清城市排水業務現狀，客觀總結排水工作面臨的問題，分析未來形勢，明確城市排水管理資訊化的發展方向和建設任務，描繪未來城市“智慧排水”發展藍圖，為排水資訊化階段向智慧型化階段邁進奠定堅實基礎。
1）以排水問題為導向，通過應用資訊化技術和排水業務系統建設，落實管理能力，逐步構建城市排水“全流程業務、設施全覆蓋、資源全方位”的管控體系，實現排水行業精細化管理
2）通過一體化資訊化管理手段，實現業務管理流程的扁平化和精細化，進一步提高業務管理、問題處理、事件應急響應等業務效率和水平，滿足城市發展要求
3）通過資訊化推動“智慧排水”管理機制創新，以“長遠”落實管理維護責任。
2 設計依據。
gb/t 30269.502-2017 資訊科技 - 感測器網路 - 第 502 部分：識別：感測節點識別符號的解釋。
gb/t 30269.602-2017 資訊科技 - 感測器網路第 602 部分：資訊保安：低速率無線感測。
gb/t 30269.801-2017 資訊科技感測器網路第 801 部分：測試：一般要求
gb/t 30269.803-2017 資訊科技感測器網路第 803 部分：測試：低速無線感測器網路。
GB T 35319-2017《物聯網系統介面要求》。
GB T 36461-2018 物聯網識別系統OID應用指南.
gb/t 36478.1-2018物聯網資訊交換與共享 第1部分：整體架構。
gb/t 36478.2-2018 物聯網資訊交換與共享 第2部分：通用技術要求。
DB11 T 1673—2019海綿城市建設效果監測評價規範.
DB11 T 1720—2020 城市雨水管道流量監測基本要求.
SZY 202-2013 監測站建設技術導則
SZY 203-2012 水資源監測裝置技術要求
SZY 204-2012《水資源監測裝置現場安裝除錯》。
SZY206-2012 水資源監測資料傳輸協議
SL651-2014 水文監測資料通訊協議
3 設計原則。
1）實時性和容錯性。
實時採集現場流量、水位等資訊，配合截面資料，可以及時獲取流量資訊，並儲存在業務資料庫中。 實時性強，處理效率高，對訪問的響應時間短採集介面的實時性較好，可以滿足其應用需求。
3）完整性和規範性。
資訊的傳輸和處理遵循標準化協議，以確保資訊的相對完整性和一致性。 收集方式和收集裝置盡量採用統一的標準和模型，堅持系統的開放性和可擴充套件性。 建立開放、標準、可擴充套件、可管理、可公升級的實時資料庫系統。
5）安全可靠。
在操作中嚴格許可權管理。 系統應提供審計跟蹤功能，記錄所有使用者操作過程，為系統安全問題提供排查依據和手段系統應具有事務日誌功能。 確保在惡劣天氣條件下正常執行，確保收集和溝通渠道暢通無阻。
章節 系統技術方案。
1 智慧排水業務框架。
基於排水單元劃分，實現從邊緣到末端的業務管理和責任覆蓋;將排水全過程分為源頭、終端和末端，作業全過程由物聯網感測裝置控制，通過資訊化建設實現扁平化、精細化管理資料融合驅動運營監控和業務分析，為決策分析提供智慧型輔助，逐步形成長效運營機制，為排水業務管理提供保障。 如下圖所示：
依託“單元劃分、資料整合、物聯網建設、業務應用、基礎支撐”五大建設任務，實現排水業務全流程、設施全覆蓋、資源全方位管控的目標，打造全市統一整合、規範化、精細化、智慧型化的“智慧排水”管理體系。 全面提高水務管理效率和效益，實現水管理的智慧型化應用，逐漸成為排水系統發展乃至城市穩定發展的保障。 具體規劃任務包括：
1、排水單元劃分。 通過引入排水機組的概念，建設一條清晰明確的排水機組到線路末端，以落實管道設施對人的責任，為實現精細化管理創造前提和基礎。
2、排水基礎資料採集、整合和資料庫建設。 對現有管網資料、排水戶資料、修補計量資料進行全面整合、整理和盤點，根據排水監管和水控需要，構建排水基礎和業務資料資料庫，為業務發展奠定資料基礎。
3.排水動態物聯網建設。 在巡檢井、水位監測點、汙水處理進水口、幫浦站及力流出水口、截汙井、早雨截流井、出河口、巡檢井等設定物聯網感測裝置，構建覆蓋面廣、動態精準的排水設施感知網路，加強對排水管網執行狀態的監測， 為排水業務管理提供實時準確的資料支援。
4、綜合排水業務應用體系建設。 基於管網資料和感知資料，結合現有業務資訊基礎，從排水源管理、管道管理、排水監測、裝置設施監測等一系列業務中，為建立新的排水工作形態提供資訊手段，構建扁平化、高效化、協調化、聯動化的精細化管理模式。 同時，以資料驅動為中心，將業務資料與運營監控資料相結合，構建一體化決策支撐體系，滿足巨集觀管理和統籌管控需求。
5、排水應用基礎設施建設。 根據某城市電子政務雲平台的資訊基礎設施，為“智慧排水”相關應用提供基礎執行環境，提供統一排水排程指揮中心，便於業務發展。
2 智慧型排水系統架構。
系統架構涵蓋物聯網感知、資料接入、資料傳輸、資料利用與共享、基礎設施、資料中心、應用支撐平台、排水專項管理、排水設施管理、排水綜合決策與指揮、排水綜合配套移動應用等。 同時，通過建立貫穿各級的法律法規、政策體系、運維服務體系等技術法規和機制規範，保障系統安全穩定執行。
圖2 城市排水系統框架。
各層具體內容說明如下：
1.物聯網感知層。
物聯網感知層，主要基於物聯網技術，通過感測裝置將城市汙水、雨水的所有管道、幫浦站、井口等節點電子化到電子地圖上，滿足業務發展的需要。
2.基礎架構層。
基礎設施層是支撐平台應用的軟硬體環境，包括機房、伺服器、儲存裝置、網路裝置、感知裝置等基礎硬體設施。 城市“智慧排水”系統的基礎設施主要包括雲平台資源、電子政務外網、網際網絡及相關資源，根據城市資訊化建設要求採購城市電子政務雲平台裝置資源，為業務應用系統提供基礎執行環境資源。
3.資料資源層。
資料資源層通過資料中心系統實現平台所有資訊資源的採集、儲存、管理和簡單查詢應用，為應用系統層提供資料支撐。 資料中心系統主要包括資訊資源規劃與管理、資料採集與處理、資料許可權管理、資料分析應用等功能。
4.應用系統層。
按照城市排水業務全過程管控體系，設施全覆蓋、資源全方位覆蓋，構建排水、排水防洪、水務工程施工管理、水務管理與發放、審批輔助分析、管道資料管理與更新、排水決策輔助支撐等相關應用建設的全過程管理， 從而實現全市統一整合、規範化、精細化、智慧型化的“智慧排水”管理體系的發展目標。
5.互動層。
平台支援外部系統的整合應用，可與現有實際排水管理業務、水務業務應用系統進行互動協同，未來逐步形成一體化排水管理系統。
3、智慧排水物聯網建設。
“智慧排水”建設專案的感知融合架構包括感知層、網路層和應用層三部分。 感知層類似於獲取資訊的“感覺器官”，網路層類似於傳遞資訊的“神經系統”，應用層類似於處理和使用資訊的“大腦”。
監控型別包括：
1）水位。要了解、掌握和監測排水管網執行水位、幫浦站執行水位、河道水位等情況，及時發現管道執行水位高、水位突然變化等問題，及時報警掌握交接處管線的執行狀態，及時發現管線長期在高水位執行，建立監測資訊自動推送到責任單位的機制和流程，從而更好地提高城市排水管理水平。
2）流量流量。監測排水幹網、幫浦站、河道各溢流口水體洩洪流量，實時掌握排水口洩流量負荷，彌補水位監測不足。 同時，通過流量監測，可以間接反映排水管道的淤積情況和幫浦站的工作狀態，為責任單位和責任單位負責人的科學決策提供參考。
3）水質。通過對城市汙水管網重點區域水質的實時監測，實現對企業廢水、城市汙水等重大汙染因素的監測，監測點通過遠端通訊自動採集、處理、儲存和傳輸水質引數，然後由控制中心對接收到的資訊進行資料採集、整理和綜合分析， 為區水務局及時掌握各區汙水處理專案的執行維護情況、執行問題及整改情況提供參考依據。
4）有毒、有害、易燃易爆氣體。一方面對井氣進行監測，監測重要管道中氣體的下限和有毒物質的濃度，並對濃度值進行分析，了解管道目前的環境狀況，確保管道維護人員的施工安全。 此外，通過對管道中有毒有害氣體的監測，結合水質監測資料，可以進一步分析管道水質的變化，為決策者做出排水管理決策提供科學依據。
5）降雨量。實現降雨資訊的統一採集和監測，彌補氣象資訊的不足，為排澇防汛提供輔助。 根據需求開展降雨資訊測量，為未來城市防洪系統功能完善和城市防汛模擬建設提供資料依據。 降雨監測點不僅可以完成降水過程的自動測量和資料採集，還可以實現資料的自動編譯和傳輸。
6）通過監測點的布置，對管網水位、幫浦站水位、河道水位進行了解、掌握和監測，通過管網水位、幫浦站水位、排水分割槽重要節點形象等，了解、掌握和監測河流水位， 以確保有關部門和責任單位能夠隨時呼叫相關點的形象。此外，通過監測相鄰排汙口、重要檢查井、地下通道隧道或隧道、水漬點的實時情況，同時結合水位、水質、流量等其他監測資料，可及時發現排水管網問題。
第1章 監控裝置選型介紹
1 主要監測裝置清單。
2 裝置技術引數。
2.1 整合都卜勒流量計（排水管網流量監測）。
都卜勒流量計基於都卜勒原理，採用DSP技術和先進的頻譜分析演算法，專為水位、流量和流量測量而設計。 裝置無螺旋槳、軸承等旋轉部件，採用都卜勒技術檢測流量，無摩擦無慣量，測量點在裝置前方，不破壞流場，具有測量精度高、量程寬、感應智慧型、線性流量測量、不怕泥沙、漂浮物等特點， 讀數直觀，操作方便，不易損壞。流體力學設計對水體形態影響不大，不影響測量精度。
l 測量指標：水位、水溫、流量、瞬時流量、累計流量。
l 測量原理：聲學都卜勒連續測量。
l 流量範圍：002-10ms，精度：1%，解像度：1mm
l 水位範圍：0-5m，精度：5mm，解像度：1mm
l 水溫範圍：-30-80，精度：02.解像度：01℃
l 流量測量範圍：0001-99999m h，精度：2-5%（表觀截面形狀）。
l 電源電壓：9-36VDC，功耗：1W
l 通訊介面：RS485 modbus協議。
l 防護等級：IP68
2.2.分布式都卜勒流量計（排水管網流量監測）。
聲學都卜勒流量計是採用先進的訊號處理技術研製而成的多點、多層流量分析儀，其最大的特點是可根據需要安裝在被測河道的側面、底部或頂部，可根據現場情況任意設定上下發射或左右發射角度， 從而準確測量從底部到不同深度、不同距離從左到右的數百個流速點資料。
1.主機。 1）資料顯示：43英吋全彩屏幕。
2）電源電壓：9 18VDC
3）功耗：3W
4）儲存：64m（標準）。
5）顯示內容：流量、累計流量、流量、液位。
6）輸出訊號：4 20mA，RS232 485
7）環境溫度：-30°C-80°C
8）工作溫度：-30°C-80°C
9）相對濕度：10-90%。
10）防護等級：IP65
2.感測器。
1）測量原理：聲學都卜勒法進行連續測量。
2）測量通道：2通道。
3）測量精度：20%fs
4）流量範圍：001m/s~10m/s
5）通道寬度：通道寬度02~2m
6）環境溫度：-30°C-80°C
7）工作溫度：-30°C-80°C
8）介質溫度：0-80
9）防護等級：IP68
2.3 雷達流量計（排水管網流量監測）。
雷達流量計能夠快速、穩定、準確地監測河流流量，裝置配有垂直和水平角度校正感測器，可以在固定安裝和移動（電纜安裝）過程中測量可靠的資料。 雷達流量計安裝在明渠河道的正上方，用於水文、灌區、環保、城市河流、山洪預警等領域的流量監測。
l 速度範圍：002~21m/s
l 測速精度：88mm/s；±1%fs
l 頻率：24GHz
l 水位範圍：0-45m（其他範圍可定製）。
l 測量精度：1mm
l 重複精度：1mm
l 頻率：80GHz
l 角度補償：解像度01°，精度1°
l 表面流速修正係數：自整定。
l 流量計算模型：水力模型。
l 通訊介面：RS485 modbus協議。
l 電源電壓：9 36VDC（最好是12VDC）。
l 功耗：工作電流<80mA，待機電流<50mA
l 波速：9600 115200
l 工作溫度：-35°C-70°C
2.4個整合雨量計站。
一體化雨量計站為全自動雨量計站，採用先進的翻斗式雨量感測器雨量計氣缸，整合穩定可靠的RTU，負責降雨量計算、儲存和遠端通訊。 對於當前的水利水文降雨監測來說，它是一種超低功耗、高效能、支援多種通訊方式和工作方式的自動雨量計站裝置。
1）承雨口：內徑200+0600mm，外切削刃角度 40° 45°
2）降雨解像度：02mm（c.2mm系列）。
0.5mm（c.5mm系列）。
1.0mm（c.0mm系列）。
3）降雨強度測量範圍：4mm以上
4）翻斗測量誤差e： |e|≤4%
5）電源輸入：嵌入式鋰子電池組，無需外接電源，無需太陽能電池板和電池。
6）工作待機時間：自帶電池可維持工作時間3年以上。
7）電池容量：36V 52ah，可接3個6V 100Ah電池，電池可更換。
8）功耗：休眠狀態：36v/7ua；資料上報：36v 90mA（平均）。
9）無線傳輸：全網通4G通訊，相容2G 3G網路;可定製支援NB-IoT
10）儲存容量：16MB;可擴充套件至 4GB
11）定時誤差：10s（10d）。
12）工作環境：溫度-30°C+60°C，濕度不受限制。
13）儲存環境：溫度-40°C+70°C，濕度95%。
14）外形尺寸：直徑210mm 高540mm
15）淨重：約58kg。
2.5.液位智慧型井蓋終端。
液位智慧型井蓋終端主要是為了解決現有井蓋發生異常開孔、位移、傾斜、溢流、損壞等原因，因不能及時處置而造成的人身傷害和財產損失它還整合了超聲波液位檢測功能，可以檢測橋下的地下液位（料位）、路面和積水情況。 監控範圍 03-3公尺，當井下液位或道路水位超過預警值時，系統將報警訊號上傳至指揮平台，方便工作人員及時快速定位處置。 實現城市井蓋數位化資訊化管理，實現井蓋狀態監測、主動報警、巡檢管理、事件處置等功能。
本產品採用低功耗設計，採用自主研發的加速度運動感測器晶元，通用設計，可通過標準通訊協議擴充套件其他感測器的訊號傳輸，裝置整體採用ABS阻燃材料，防水等級為：IP68。 安裝簡單，只需在現有井蓋上打孔，通過螺栓與井蓋連線，安裝方便。 實時監測井蓋的傾斜度、運動軌跡、溢流情況，當發現異常時，會立即上報給監控平台和APP，並通知相關人員立即處理。
l 終端電源採用符合國家標準的鋰電池，正常使用壽命不低於5年。
l 電源電壓：36v
l 工作環境溫度：-40°C°C
l 工作濕度：95%。
l 角度監控範圍：5°-90°
l 精度：1°
l 液位監測範圍：03-3公尺。
l 狀態資訊上傳時間為30秒。
l 防雷效能符合GB9254-2008及GB176251-1998
l 防護等級：IP68標準。
l 外殼材質：ABS阻燃。
l 應用環境：井蓋及井下環境狀況監測。
2.6.埋地水位監測儀（道路水監測）。
目前，埋地液位監測儀主要應用於城市道路水質監測領域，可實時監測低窪路段積水情況，有效幫助管理人員了解實時積水情況，為城市防災減災指揮排程決策提供資料支撐。
1、水位範圍：2m
2、水位誤差：1cm
3、水位解像度：1mm
4.資料儲存容量：16MB
5、待機電流小於25UA;工作電流小於20mA（不包括通訊）。
6、訊號穿透：可穿透2m以上道路水。
7、氣密性：IP68，能夠在1公尺深的水下連續執行30天以上。
8、外殼材質：不鏽鋼、工程塑料。
9.支援一台主機對多感測器。
10、感測器電源：DC36v/38000mah
11.主機供電：內建鋰電池，充電管理，支援外接太陽能或市電供電。 鋰電池為13000mAh
12、待機時間：5年以上無積水。
13、安裝方式;採用埋地安裝：取孔裝置在道路裝置安裝位置開乙個安裝孔，孔徑10-11cm，孔深12cm
14.感測器與主機之間的通訊方式：LoRa無線通訊.
15.訊號穿透力強，水下1公尺處通訊正常。
16. IP68防水等級。
2.7 電子草稿調查。
電子水位計是集接觸式電感式感測器測量和通訊終端於一體的水位測量裝置。 電子水表利用水電導率原理測量電極水位資料，IP68防水等級，支援20cm 40cm 60cm 80cm 100cm 120cm多精度拼接，解決了複雜水位測量場景的需求。 該裝置具有穩定可靠、安裝方便、自動計量上報等特點，適用於下部道路積水、涵洞、水庫、江湖、農用渠、灌溉渠等液位的實時測量。
l 水位範圍：40cm、80cm、120cm、160cm、200cm、240cm、280cm、320cm、360cm、400cm
l 解像度：1cm
l 測量精度：1cm
l 標準電源：DV 12V 05a
l 電源範圍：DC 5-16V
l 充電管理：內建充電模組，支援太陽能電池板（標配）浮動電源。
l 電池：內建20000mAh鋰電池。
l 外殼防護：IP68等級，外殼與系統安全隔離。
2.8.人孔水位監測
l 特殊防潮處理，產品防護等級IP68，可靠防水密封
l 聚氨酯防水防油電纜，耐各種複雜介質，可靠耐用
l 產品具有結構緊湊、堅固、防腐、抗過載、使用方便等特點。
l 可根據客戶要求配置防雷模組。
城市排水管網預警系統建設.
城市排水管網監測預警系統是立足於排水業務現狀，以降低城市排水管網損耗為核心，充分利用GIS、物聯網、移動網際網絡、監測、模型分析等技術，通過對影響城市管網排水安全的各項關鍵指標進行全面監測， 結合現有業務資源、資訊資源驅動業務發展和設施管理，綜合運用資料探勘和分析技術，實現排水預警監測數位化、智慧型化運營管理、管理流程精細化，為排水系統安全、可靠、高效執行提供管理和技術支援， 為 Macro DRA 提供輔助支援
1 總體框架。
系統依託物聯網雲的模式，採用“一中心、一張圖、一網、一平台、一套保障體系”的機制，建立水利資料中心，形成排水地圖，整合資訊傳輸網路，整合為單一平台，從而在一套保障機制下實現“分散應用-統一處理”。
系統整體框架採用分層設計，自下而上為六層，包括感知層、支撐層、網路層、資料服務層、應用層、互動層，每一層都設計符合法規標準體系，在同乙個安全保障體系下執行。 感知層實現前端資料的自動採集，前端資料由各種智慧型感測器和移動裝置組成支撐層為系統的執行提供基礎的軟硬體環境，主要由基礎設施和基礎軟體組成網路層實現系統資訊的傳輸，主要由Internet和GPRS組成資料服務層整合系統監控資料，與外界共享資料，建立完善的系統資料庫，為應用層提供資料服務應用層深度整合挖掘業務資源和資料資源，為系統終端使用者提供定製化的應用服務互動層是系統終端使用者與應用系統之間的互動，終端使用者包括決策負責人、主管、員工、系統管理員等。
2 功能設計。
2.1 工作平台。
工作平台為使用者提供關鍵任務和關鍵資訊，實現排水管理概覽、多角度展示、多介面入口、全方位覆蓋的一體化呈現，並以文字描述、資料、視覺化圖形等多種方式進行展示。 針對不同層級、不同區域的員工，工作平台自動劃分為分層展示，顯示使用者管轄範圍內的資料內容，提供使用者許可權範圍內的系統功能，支援使用者自定義配置主介面功能。 通過工作台，使用者可以檢視未決事項、事件處理的最新進展、通知公告、風險排查、官網評估結果、OA文件等資訊，並可通過該模組進入相應的詳細介面，從而解決問題，有效提高工作效率。
2.2、管網綜合監測。
管網綜合監測作為日常系統的主要介面，實現排水管理概況的一體化呈現，多角度展示，多介面入駐，全方位覆蓋，並採用文字描述、資料、視覺化圖形等方式進行展示，從而展示所有管網資料、實時監測資料， 報警資料、風險點分布、事項處理進度、人員和物資分布等資訊在地圖上，並通過相應的模組進入詳細介面，還支援在地圖上檢視相應的報警。風險資料的細節。
2.3、實時監測預警。
實現管網多源監測資料的展示，支援空間資料的製作和搜尋分析，預設週期內的降雨閾值和管道流量閾值，系統具備根據設定條件自動判斷是否生成告警的能力。聲音等方式提示預警，並可顯示預警相關資訊，支援一鍵向相關負責人傳送報警資訊，也支援將誤報資訊手動關閉並通知相關負責人進行核實，同時可對指定時間段的預警資訊和預警資訊處理進度進行統計。
2.4 執行風險分析。
執行風險分析主要是分析管網的全流狀態，找到管網的排水風險點，通過多點聯合監測找到管網的滲漏區間，在地圖上全面展示排水管網的綜合執行狀態。
2.5、管網評價優化。
管網評估與優化是基於歷史預警和風險分析資料，對管網現狀進行多維度分析評價，根據評價體系自動生成管網優化建議，系統支援現有管網設計優化報告的錄入和管理。
2.6. 協助排程決策。
輔助排程決策主要實現應急預案的分析、應急預案的優化、輔助排程方案的管理，在地圖上展示物資、裝備、人員的分布和數量，支援物資裝備人員的部署路徑規劃，為排程決策提供技術支援。
2.7 事故調查與評估。
對發生的重點事故進行調查和評估，評估和追溯事故損失，跟蹤和監督重點事故的處置進度。
2.8.大螢幕全面顯示。
大屏綜合展示系統主要解決專題匯報、示範宣傳、資訊異構系統整合等問題，輔助領導動態了解排水管理整體情況。 系統定製多功能模組的一體化資訊互動服務，採用顯示大屏或觸控大屏互動裝置，豐富資訊接入方式，提公升領導決策體驗。
2.9 基本資料管理。
對系統基礎資料進行統一管理，支援各類基礎資料查詢統計，支援增、改、刪等基礎操作。
2.10 系統管理。
對使用者、角色、選單、服務、地圖、日誌等進行全面管理
2.11 移動應用程式
搭建配套的移動APP，實現移動辦公和遠端指揮，確保領導隨時隨地掌握動態資訊，輔助科學決策，提公升排水管理水平。