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隧道积水监测整体解决方案

一、项目背景

近年来，随着城市的发展，越来越多的城市开始增加对地铁、隧道的建设，但是由于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。给人们的出行带来了很大的不便，严重时甚至会造成人民生命、财产的重大损失。此现象已经引起市政、应急、防汛、路政等政府有关部门的高度关注。

这要求我们一方面要积极修建并管理好排水设施；另一方面建设城市道路积水监测系统，也极为必要。同时建设信息管理平台，以此加快市政设施管理现代化进程，为实现“智慧城市”奠定良好基础。

为了实现道路安全监测自动化，我司推出道路积水在线监测系统。该系统通过采集路面积水等数据信息的获取、整理和分析，帮助管理人员做岀准确、快速灾情预警预报，保证百姓的生命财产安全，邯郸开发区斯塔克电子科技在本设计方案中，将地下车库、地下室、低洼处、下穿隧道、下沉式道路内涝监测和交通诱导结合起来，在隧道入口处设置LED 显示屏、警示灯等本地告警方式，在积水达到预警水位时，提醒车辆谨慎通行；积水达到危险水位时，警示车辆车辆绕行

二、系统组成

隧道积水在线监测系统是基于物联网、无线通信技术研发的一套新型城市水文解决方案解决方案。该系统对隧道易涝的重点地段进行实时积水监测，并上传至监控中心的预警预报系统。积水达到危险水位，系统自动发布内涝积水预警，并显示屏、短信、微信公众账号等方式发布预警信息，提醒前方积水情况，保证道路通行

系统主要包括积水监测设备及内涝云平台及移动端软件组成，通过4G、LoRa等无线传输技术将内涝积水数据发送到软件平台及手机移动端。

三、解决方案

1. 通过液位传感器获取当前道路是否积水以及积水深度，主控设备实时获取传感器上的数据信息；

2. 针对隧道内供电可能会有意外的情况，我们可以对传感器进行单独的UPS供电，保证传感器的实时运作；

3. 将液位传感器置于隧道内实时监测，主控箱端置于隧道外有4G信号的位置，LED显示屏置于距离隧道出口外，实时显示监测和告警信息，LED屏、传感器和主控进行无线数据传输，主控箱通过4G网络将传感器获取的信息实时上传至云中心平台；

4. 中心平台会展示LED屏显示的告警信息、现场的实时水位信息、以及当前主控设备的位置信息。

四、系统特色

使用灵活：采用4G无线传输，主控箱端与LED屏可分可合，使用灵活

双供电：可加入太阳能供电，市电断电后，太阳能继续给设备供电

兼容性好：支持常用的水位传感器如超声波式、压力式、浸入式等多种形式

场景丰富：适用于道路低洼处、火车涵洞、桥洞等地

传输多样：支持有线/GPRS/4G网络传输

数据上报：阿里云物联网平台

数据查询：云平台地图展示，数据展示并支持历史数据查询

硬件状态：平台支持设备在线、离线状态，并支持异常报警

积水状态：Led根据积水深度分别有多种提示方式

定制服务：本系统兼容性良好，支持用户定制化需求

技术参数

设备分类	设备名称	型号	详细参数
监测设备	电子水尺	ST-SH01	特点：不受大气温度、压力、湿度、含沙量、冰冻等外界因素的影响；不受泥桨、污液和腐蚀性液体等污染物及沉淀物的影响；外部有刻度，方便测量对比与人工观测。具有安装方便、测量准确、数据稳定、环境要求宽松等特点。适用于：路面积水、下沉式立交桥积水、车库积水、地铁积水、隧道积水、涵洞、湖泊、河流、灌区等场合的水位监测。供电电压：默认DC 12-24V 功耗：10mA（DC12V供电）约 0.12W 量程可选：50cm、100cmcm、150cm、200cm、80cm、160cm、240cm 精度 1cm 1cm 1cm 分辨率 1cm 1cm 1cm 工作环境温度-10℃~70℃（不结冰），湿度≤ 95% RH 输出方式 TTL、RS485（9600，N，8，1）
	雷达水位计	ST-LSW	特点：性能稳定，抗干扰能力强，不受温度、湿度及风力影响；小巧轻便、安装简单；可用于串口和上位机调试；功耗低；波束角小。应用：适用于湖泊、河道、水库、明渠、农业灌溉水渠、城市路桥积水、和市政雨污水管网水位监测。测量范围：30m 精度：±3mm/±10mm/±5mm 过程连接：龙门框/卡盘法兰工作重复性：±1mm 温度：( -40~70 )℃ 天线材料：PP 频率范围：26GHZ 信号输出：RS485 Modbus通讯协议（6~26V DC）防护等级：IP67
	超声波水位计	ST-CSW	特点：一体式防腐蚀密封塑料外壳，带虚假回波存储功能，带频率调校功能，带噪声过滤工能。应用：农业灌溉、污水处理、水文水利、港口海边、城市地下污水、雨水管道水位测量。测量范围：(0.4~10)m 过程连接：M66*2螺纹/法兰/支架换能器外壳材料：ABS/PVDF 工作温度：( -40~70 )℃ 过程压力：(-0.02~0.1)MPa 精度：±0.25%（满量程）信号输出：RS485 Modbus通讯协议供电电压：( 6~26V DC) 防护等级：IP68
	投入式液位计	ST-YW	特点：投入式液位变送器采用高性能的扩散硅压力传感器作为测量元件，经过高可靠性的放大处理电路及精密温度补偿。本产品体积小巧，使用安装方便，直接投入水中即可测量出变送器末端到液面的液位高度。应用：适用于湖泊、河道、水库、明渠、农业灌溉水渠、城市路桥积水、和市政雨污水管网水位监测。测量形式及范围：0～1～200mH2O；允许过载：2倍满量程压力；工作温度：-20～80℃，温度补偿：-10～70℃，存储温度：-40～80℃；精度：0.25％FS（典型） 0.5％FS（最大）；稳定性误差：0.25％FS（典型）， 0.5％FS（最大）；
采集单元	智能采集分析单元（云组态屏）	JK-5.0-S1	安卓系统云组态屏，5寸触摸屏，可远程升级，3路485接口，1路USB接口，1路音频接口，5路开关量接口,GPS定位，SD存储卡，1路U口下载，支持MODBUS、212、314、MQTT协议，自动上报数据。集HMI、物联网、DTU、触摸屏为一体的多功能采集控制主机，可外接多种传感器、继电器、摄像头、PLC、变频器等，自带强大的不断增加的传感器、控制器知识库，可实现多功能集成类系统的快速配置、逻辑自定义设置、界面设置等。实现远程人机交互、远程下载更新程序等。 1、支持4G/5G、WiFi、网口多种通信方式。 2、支持云透传。可远程编程、上下载、固件升级、诊断、监控及调试PLC程序，随时侦测现场异常情况。 3、触摸屏画面和按钮内容等均支持用户自定义设置，通过后台配置屏幕数据图标，数据格式，单位，通信协议等。 4、曲线图，表格导出功能（SD卡）。 5、可选配GPS定位功能，通过地图模式，查看采集器的当前设备位置及数据。 6、支持多种第三方协议，并自建知识库，只要录入过的协议均会进行记录和按分类存储，支持无限调用。 7、支持模型库建立，客户可以建立自己的传感器、控制器模型库，使用的时候可以直接勾选进入安卓采集器进行配置，操作简单明了。 8、支持自定义逻辑配置，用户可以建立传感器和控制器的逻辑关联，实现自动控制等功能。
采集单元	主机流量卡	中国移动	100M/每月，含一年费用，第二年可续费
选配功能	语音大喇叭	50W	50W喇叭+功放+电源，含语音播报模块12V供电，可设置超限预警播报，当水位超限时自动开启语音播报功能。语音可自行设置。
	海康威视高清球机	HIKVISION	品牌海康威视 360度旋转，夜视，含256G内存卡存储方式硬盘存储，内存卡存储变倍变焦支持23倍光学变倍，16倍数字变倍球机尺寸4寸使用环境室内外水平清晰度详询焦距4mm 补充参数1DS-2DC4423IW-D 电压12 信噪比大于52 图像传感器CMOS 产地广东背光补偿支持材质网络摄像机工作温度-30-60
	视频流量卡	30G	三网通用，30G/月，含第一年费用，第二年客户可续费
	LED户外显示屏	P10	单色屏，尺寸可定制显示当前实时数据，可定制公司名称、项目名称使用环境：户外最佳视距：≥10米亮度：2000-3500cd/㎡供电电压：AC220V 环境温度：-40～85℃
	太阳能供电系统	50W	标配50W太阳能板+20AH锂电池，含控制器及充电器，可定制
配件	支架+横臂	1#	114管3米立杆+雷达/超声波水位计固定2米横臂
	主机箱	2#	尺寸：300*400mm箱体，铁质喷塑，防雨防腐蚀，内置数据采集器及电源模块、接线排
	安装配件		安装工具
	GPS定位	GPS	站点定位
	主机流量卡	中国移动	100M/每月，含一年费用，第二年可续费
	支架+横臂	1#	114管3米立杆+雷达水位计固定2米横臂
	主机箱	2#	尺寸：300*400mm箱体，铁质喷塑，防雨防腐蚀，内置数据采集器及电源模块、接线排
	太阳能供电系统	50W	50W太阳能板+20AH锂电池，含控制器及充电器
	安装配件		安装工具
软件	云平台	2.0	电脑端云平台+微信小程序B/S架构, 地图站点展示数据实时监测超限自动报警可视化视频监控 GPS定位数据处理：查看、记录、统计、分析、导出开放API端口对接第三方大数据平台

六、应用场景

积水在线监测系统可以应用于各种不同领域，例如：

1. 城市内涝严重区域，易积水路段，下穿式立交桥和涵洞

2. 地铁、隧道等施工场所

3. 水利系统的江河流域，各类型水库以及易发生洪涝灾害的流域