一、全域感知传感设备:内涝数据立体化采集核心
感知传感器是内涝监测系统的底层核心,承担着全域数据采集的核心作用。不同于单一道路积水监测,城市内涝监测需要兼顾雨量、积水深度、水流流速、管网水位、设备状态等多维度数据,不同传感器各司其职、互补短板,构建全方位、无盲区的感知网络,为后续数据分析、预警调度提供精准原始数据。
1. 多形态水位传感器:全场景积水水位监测
水位监测是内涝监测的基础核心,针对城市不同积水场景的环境差异,工程中主要采用雷达水位计、地埋式积水传感器、投入式液位计三类专业设备,彻底解决传统单一电子水尺适配性不足的痛点。
雷达水位计主打非接触式监测,采用24GHz高频电磁波探测原理,无需接触水体,不受路面泥沙、漂浮杂物、落叶垃圾遮挡影响,测量精度可达±0.5mm,适配城市主干道、立交桥下、开阔低洼路段等大面积积水场景。设备无机械运动部件,零磨损、免高频维护,防护等级达IP68,可抵御暴雨、大风、高温严寒等极端天气,长期户外运行稳定性极强。
地埋式积水传感器为隐蔽式监测设备,采用超声波+压力双模感应技术,深埋于路面低洼点位、人行道路面,不占用路面空间、不影响市容交通,完美解决立杆设备遮挡视线、影响通行的问题。设备可实时捕捉微小积水变化,精准采集浅层积水数据,适配小区道路、园区通道、非机动车道等精细化监测场景,是当前智慧内涝监测的主流新型设备。
投入式液位计主要适配地下场景,专门用于监测排水管网、雨水井、集水井、地下车库集水池水位,通过水体静压变化换算水位数据,抗污水腐蚀、耐淤泥淤积,可长期浸泡在污水环境中稳定工作,填补地下管网内涝监测的设备空白。
白话解读:三类水位传感器分工明确,路面开阔地段用雷达设备、人行精细化区域用地埋设备、地下管网空间用投入式设备,全方位覆盖城市所有易涝点位,杜绝监测盲区。
2. 翻斗式雨量传感器:降雨源头预判设备
内涝形成的核心源头是强降雨,单纯监测积水水位无法预判内涝发展趋势,必须依托翻斗式雨量传感器实现降雨数据实时采集。作为气象水文标准化监测设备,其核心原理是通过精准计量翻斗承接雨水,以翻斗翻转次数量化降雨量,将物理降雨数据转化为可传输的电信号数据。
该设备可精准采集瞬时雨强、分钟降雨量、小时累计雨量、日累计雨量,结合区域排水承载力,可提前预判积水上涨速率、内涝峰值时间,实现“未涝先预警”。在工程应用中,雨量数据可与水位数据联动建模:短时大雨、水位快速上涨,说明排水管网通畅;小雨高水位、积水久不退,直接佐证管网淤堵、排水能力不足,为管网检修、排水改造提供精准数据依据。设备适配所有城市监测点位,是全域内涝监测的标配基础硬件。
3. 管道流量传感器:管网排水效能监测设备
很多城市局部内涝并非降雨量过大,而是地下排水管网排水不畅、管道拥堵、排水流速不足导致。管道流量传感器是监测管网排水效能的核心设备,主要安装于城市主次干道排水主干管、支管端口,通过电磁感应或超声波测速原理,实时监测管道内水流速度、瞬时流量、累计排水量。
专业级流量传感器可适配污水、含泥沙水体监测,不受水质杂质干扰,实时反馈管网排水运行状态。当管网流量骤降、流速放缓时,系统自动判定管道存在淤堵、积水回流风险,提前触发预警,让运维人员精准定位堵塞点位,提前清淤疏通,从源头遏制管网型内涝隐患,是精细化内涝治理的关键设备。
4. 智能监测井盖:地下管网安全辅助设备
窨井井盖移位、缺失、溢水是城市内涝的高频次生隐患,强降雨天气下,管网水位暴涨易导致井盖顶起、雨水喷涌,极易引发人员坠落、车辆陷落事故。智能监测井盖内置姿态传感器、水位感应模块、定位模块,可实时监测井盖倾角、开合状态、井内积水水位。
当井盖移位、井内水位超标溢水时,设备立即上传告警数据,同步联动平台预警,帮助运维人员第一时间赶赴现场处置,规避次生安全事故,完善地下管网内涝监测的细节管控。
二、数据传输与终端设备:系统数据联动中枢
各类感知传感器采集的雨量、水位、流量、设备状态数据,属于碎片化原始数据,无法直接实现预警、分析、调度功能,需要专用终端设备完成数据汇总、解析、加密、传输与联动控制,是打通前端感知与后端平台的核心桥梁,直接决定整套系统的实时性与稳定性。
工业级RTU遥测终端
RTU遥测终端是内涝监测系统的核心主控终端,为市政防汛工程标准化专用硬件。设备搭载工业级高性能处理器,配备多路兼容接口,可同时接入水位、雨量、流量、井盖监测、视频、预警设备等多类硬件,实现多维度数据统一采集、整合、预处理。
传输层面,设备支持4G、5G、NB-IoT、以太网多模通信,可根据监测点位场景灵活选型:城区信号密集区域选用低功耗NB-IoT模式,隧道、城郊等信号薄弱区域选用5G全网通模式,保障数据全天候稳定传输。同时具备断点续传、本地缓存功能,可存储1年以上原始监测数据,网络中断时自动留存数据,恢复后自动补传,杜绝数据丢失,满足防汛数据存档、溯源、审计的官方规范。
控制层面,RTU终端支持自定义多级预警阈值,可根据城市防汛标准设置蓝、黄、橙、红四级内涝预警,数据超标时自动触发本地预警与云端告警,同时联动排水设备、警示设备启停,实现自动化闭环管控。
白话通俗理解:RTU终端就是整套系统的“中枢管家”,负责收集所有设备数据、筛选异常信息、传输数据、控制配套设备运行,是保障系统智能化运转的核心载体。
三、现场预警与联动设备:险情可视化处置终端
内涝监测的核心价值不在于数据采集,而在于风险预警与应急处置。现场预警设备面向社会公众与一线运维人员,实现险情可视化提示与设备智能联动,及时规避通行风险、提升排涝效率,构建“监测-预警-处置”一体化闭环。
1. 户外高亮LED预警屏
LED预警屏为公众核心警示设备,集成安装于监测立杆,具备全天候高亮显示、自动亮度调节功能,无惧强光直射、暴雨冲刷、夜间暗光环境。设备与RTU终端实时联动,无险情时显示路况正常、天气信息;内涝形成、水位超标时,自动滚动展示实时积水深度、内涝预警等级、绕行路线、安全提示,直观引导车辆、行人规避涝点,减少险情事故。
2. 声光语音预警器
针对下穿隧道、低洼深涝区、地下通道等高风险场景,单一文字提示存在视觉盲区,需搭配声光语音预警器补充警示。设备可根据四级预警等级,匹配不同频次爆闪灯光与定制化语音播报,高分贝循环播放内涝警示、禁止通行、快速绕行等提示,全方位覆盖视觉、听觉警示场景,最大化提升预警效果。
3. 高清AI视频监控
传感数据仅能体现数值变化,无法还原现场真实工况。AI高清监控摄像头具备IP67户外防护、雨雾透雾、日夜全彩成像能力,暴雨、夜间恶劣环境下仍可清晰成像。设备支持AI智能抓拍、视频录制,内涝超标时自动取证留存,同时可实时监控排水口堵塞、路面杂物、人员滞留等细节,为应急调度、事后复盘提供可视化依据。
四、供电与防护配套设备:系统长效运行保障
城市内涝监测点位多为户外露天、无市电覆盖场景,且设备需7×24小时不间断运行,稳定的供电系统、完善的防护配件是设备长效稳定工作的基础,直接决定整套系统的使用寿命与运维成本,是工程落地中不可忽视的关键模块。
1. 一体化太阳能供电系统
主流内涝监测点位均采用太阳能独立供电系统,由单晶硅光伏板、防水储能锂电池、智能充电控制器、防水接线组件构成。光伏板转化率高、抗风化、抗冰雹,适配户外复杂环境;大容量锂电池可支撑7-15天连续阴雨无光照工况正常供电,彻底解决户外断电、设备离线问题。充电控制器具备过充、过放、短路、防雷多重保护,有效规避电路故障,降低运维频次。
2. 集成立杆与安防防护配件
系统配套热镀锌喷塑一体化监测立杆,防腐防锈、抗风抗压,高度可按需定制,适配城市市容规范,实现一杆集成所有前端设备,减少路面施工破坏、降低布线成本。同时配套防水电控箱、专用防雷器、密封防水线缆、接地装置,全方位抵御雷雨、大风、高低温等极端天气干扰,保障整套系统全年零故障稳定运行。
五、云端智能管控平台:全域内涝智慧调度核心
硬件设备是监测基础,云端管控平台是内涝治理的智慧核心。所有前端采集的雨量、水位、流量、设备状态、现场视频数据,均实时上传至云端平台,实现全域涝点GIS地图可视化、数据智能分析、多级预警推送、远程调度管控。
平台可精准标注城市所有监测点位地理位置,实时展示各点位运行状态与监测数据,自动筛选内涝隐患点位。险情发生时,通过电脑端、手机APP、短信、微信多渠道推送预警信息,让运维人员秒级接收险情通知。同时平台具备数据统计、报表导出、趋势预判功能,可梳理区域内涝高发点位、高发时段,结合历史数据模拟降雨积水走势,为城市排水管网改造、防汛预案优化、排涝资源调配提供大数据支撑,实现从“被动抢险”向“主动防汛”的转型。
六、分场景设备精简配置指南(零基础选型参考)
为避免设备冗余浪费或配置不足,结合城市不同内涝场景,整理标准化选型方案,适配不同市政工程需求:
1. 普通城区低洼路段:基础配置雷达水位计+翻斗雨量计+RTU终端+太阳能供电系统,满足常规内涝监测与基础预警需求,性价比最优。
2. 下穿隧道、立交低洼区(高风险):全套配齐雷达水位计+雨量计+AI摄像头+LED预警屏+声光语音报警器+防雷供电系统,实现全方位监测、高强度预警、可视化管控。
3. 地下管网、雨水井区域:投入式液位计+管道流量传感器+智能井盖+管网监测终端,聚焦地下排水体系监测,从源头排查内涝隐患。
4. 小区、园区小型区域:地埋式一体化监测设备,集成传感、传输、预警功能,安装便捷、隐蔽美观,适配小型场景精细化监测。
七、总结:智能化设备赋能城市内涝精细化治理
完整的城市内涝监测体系,由立体化感知设备、智能传输终端、现场预警联动设备、长效供电防护系统、云端智慧平台五大模块协同组成,形成“地表+地下、前端+后端、监测+处置”的全域防控体系。区别于单一道路积水监测,城市内涝监测更注重系统性、立体化、前瞻性,通过多品类设备的协同运作,彻底打破传统人工防汛的滞后性、局限性。
在韧性城市、智慧防汛建设大背景下,标准化的内涝监测设备组合,能够精准捕捉城市水患隐患、提前预判内涝风险、快速支撑应急处置,有效降低城市内涝灾害损失,保障市民出行安全与城市运行稳定,是现代化城市排水防涝、精细化运维的核心硬件支撑。