一、方案概述

在經(jīng)濟快速發(fā)展和政策的推動下，以產(chǎn)業(yè)聚焦為核心的城市園區(qū)經(jīng)濟發(fā)展迅速。由于在城市園區(qū)企業(yè)、工廠在生產(chǎn)制造過程產(chǎn)生了大量的廢水等其他污染物都是由污水管進行排放，一旦發(fā)生井下污水管網(wǎng)堵塞，會造成廢水中的氣體等其他有害物質的傳播，另一方面，井下排污工作需要大量的時間、人力。為解決污水井堵塞問題，智慧城市污水管網(wǎng)監(jiān)測解決方案應運而生。智慧城市污水井管網(wǎng)監(jiān)測解決方案基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術，通過在各個管井下安裝液壓傳感器、流量傳感器、溫濕度傳感器、井蓋狀態(tài)監(jiān)測裝置等設備，采集井下環(huán)境數(shù)據(jù)，管理人員可以通過云端管理平臺實時查看。

二、系統(tǒng)組成

綜合考慮實際情況和各方需求后設定的方案架構，城市污水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)是以監(jiān)測儀器為核心，運用現(xiàn)代傳感技術、自動測量、自動控制技術、計算機應用技術、以及相關的專用分析軟件和通訊網(wǎng)絡所組成的一個綜合性的在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由現(xiàn)場采集單元、數(shù)據(jù)處理單元（測量主機）、通信網(wǎng)絡和監(jiān)控中心數(shù)據(jù)服務平臺組成。實現(xiàn)系統(tǒng)運行無人值守、有人管理的模式。系統(tǒng)組成城市污水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)總體架構由感知層、網(wǎng)絡傳輸層、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、液壓傳感器、流量傳感器、溫濕度傳感器、井蓋狀態(tài)監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)采集終端等設備?？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)絡傳輸層：根據(jù)設備現(xiàn)場的實際環(huán)境和規(guī)劃要求，可選擇使用多種網(wǎng)絡覆蓋方式，組成互聯(lián)互通的物聯(lián)網(wǎng)絡，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)將實時的基礎設備層收集的數(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)送到基礎設備層進行精細化的管控，實現(xiàn)對基礎設備層的設備進行有效的控制。

應用層：基于基礎設備層的收集，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)，負責人結合實際情況進行處理。

三、系統(tǒng)功能

■數(shù)據(jù)實時監(jiān)測：實現(xiàn)在線監(jiān)測的地圖顯示、查看，包括監(jiān)測設備的快速查詢顯示、監(jiān)測數(shù)據(jù)展示、報警情況顯示及監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線圖的實時展示，通過系統(tǒng)主界面的顯示功能，可以查看設備的位置、運行狀態(tài)，掌握其流量、流速、液位、水質、電量、電壓等信息。另外，地圖還支持視頻、液位、流量、流速、水質自定義等多種顯示模式。

■遠程監(jiān)管平臺：污水計量數(shù)據(jù)匯總，展示，分析，各項水質數(shù)值統(tǒng)計及分析，設置預警量自動報警等、數(shù)據(jù)實時更新，能做到5分鐘級的數(shù)據(jù)更新速率、該速率要用戶可調，并且可以實現(xiàn)類似于當發(fā)現(xiàn)水質有超標情況時，系統(tǒng)在給管理員發(fā)出提示的同時可以自動提高數(shù)據(jù)采集和傳輸頻率。要求有權限設置功能，數(shù)據(jù)的查看和平臺管理要有嚴格權限區(qū)分，并可實現(xiàn)用戶最高管理員可自定義權限。

■GIS地圖展示：可以提供以百度、谷歌二維或三維影像圖為背景，將污水監(jiān)測點的進水流量、出水流量監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢功能，并進行超限、超標預警，提醒管理人員及時處理。同時平臺支持手機及PC等多種訪問方式。

■設備統(tǒng)一管理：統(tǒng)一通訊協(xié)議，后續(xù)需要能夠提供接口，對于一些需要對外公布和數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)外傳。

■遠程控制功能：24小時水質監(jiān)管，能根據(jù)客戶預設自動預警，自動報警，并預留與電磁閥等執(zhí)行器聯(lián)動的功能，本方案也需在制作時設計閥門控制，實現(xiàn)當超標時，閥門對應動作的功能

■污水計量：準備在肥城各個排污點建立計量，計量方式需根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境設計，需充分考慮計量現(xiàn)場情況。

■水質監(jiān)測：主要監(jiān)測內容為：COD、PH值、氨氮、總磷總氮等。要求達到實時監(jiān)測實時反饋標準，要求實現(xiàn)現(xiàn)場水質監(jiān)測數(shù)據(jù)實時遠傳，并充分考慮到現(xiàn)場無穩(wěn)定電源的解決方案，監(jiān)測設備需要現(xiàn)場設置保護，RTU等遠傳通訊需設置設備箱離地安裝。

■視頻監(jiān)控采集：同時每一處計量及監(jiān)測點需設置視頻監(jiān)控設備，并實現(xiàn)監(jiān)控現(xiàn)場情況與監(jiān)管平臺遠程通訊對接。

■各職能部門之間數(shù)據(jù)通信在局域網(wǎng)內完成；各監(jiān)測站點與管理部門調度中心之間采用2G\3G\4G\5G\NB-IoT等無線網(wǎng)絡通信。

四、系統(tǒng)特點

●采用一體式設計，可實現(xiàn)前端站點的快速調試與部署。

●采用多種終端進行多種監(jiān)測，測量精度高，抗干擾能力強。

●采用無線傳輸方式，突破地域限制，適應性強。

●基于自主研發(fā)的無線RTU產(chǎn)品，可遠程對設備進行調試維護。

●基于B/S架構的系統(tǒng)平臺，可快速方便的對系統(tǒng)進行訪問。

●專屬客戶端支持用戶隨時隨地查看當前設備狀態(tài)。

●采用防雷、防雨、防潮、輸入信號隔離等多項措施，確保設備安全、性能穩(wěn)定可靠。

●兼容性強，兼容各種類型的水位、雨量、位移等計量儀表或傳感器。

●超低功耗，核心設備選用2G/3G/4G低功耗測控終端，平均工作電流僅10mA，大大降低太陽能供電設備成本和施工難度。

五、方案價值

城市污水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)是城市的地下重要生命線，其流量變化大、狀態(tài)復雜且水質惡劣，設備的安裝環(huán)境差。 然而，對其流量的監(jiān)測有著十分重要的意義，可以為解決城市內澇、管道破損、管道淤堵等提供基礎數(shù)據(jù)；可監(jiān)察重點企業(yè)是否有偷排漏排的情況，為相關部門提供依據(jù)；同時系統(tǒng)的研究城市污水管網(wǎng)流量，掌握管網(wǎng)運行情況，為污水管網(wǎng)改造、完善和新建提供數(shù)據(jù)支撐。