城市内涝监控预警系统

项目目标与设计—系统总体架构远程监控优点
用户终端
服务器
无线终端
计算机
……
B/S模式
监控系统服务器
通过GPRS/ CDMA网络
项目目标与设计—远程监控技术远程监控优点
❖ GPRS/CDMA技术的发展
1、支持频繁的、少量突发型数据业务 2、资费便宜，计费合理 3、覆盖较好 4、网络组建简单、灵活 5、传输速度快
连接完成后要看到数 据传到中心来
项目预算与实施—项目实施安装（大宝路）点
项目预算与实施—项目实施安装（宝安图书馆）
项目预算与实施—项目实施安装（兴业路）
项目预算与实施—项目实施安装（区政府东门）
项目预算与实施—项目实施安装（设备箱）
项目预算与实施—项目实施安装（下水井）
❖ 这些特点给远程监控提供了可能性
项目目标与设计—系统功能远程监控优点
功能名称
功能介绍
水位监测 监控某一下水井的水深（误差1厘米以内） 实时显示 远程监控实时显示水位信息 无线通信 监测节点采用无线通信方式，无需布线
电力保障 采用太阳能板+蓄电池结构（连续4个阴天仍可工作）
项目研发与实现—主要研发人员远程监控优点
项目目标与设计—目标远程监控优点
（3）低成本 控制观测节点的成本才能保证网络构建的可扩展性。 （4）良好的环境适应性 监测节点须具有良好的环境适应性，基本的环境适 应性指标包括： -防泥沙、灰尘，防水，防潮 （5）应用方便 监控中心具有友好的人机界面：A、能够近实时绘 制排水井水位曲线；B、能够查询任意节点任意时 间段的水位监测数据，为数据分析和挖掘提供可靠 的数据支持。
因此，如果能够在内涝发生前通过预警手段及时发现问题，提 前启动应急预案将有效减少甚至避免内涝的发生。
项目背景—目的意义远程监控优点
城市内涝预警
提前预警，提前发现问题，做好应对措施 短信实时报警，快速应对 多点同时监测，中心统一指挥协调
历史数据分析挖掘
历史数据查询，发现问题管道
不同降雨过程中雨水井的排水能力分析
串口通程序负责与远端监测数据点通信，包括发送命令 和接收监测水位数据
项目研发与实现—服务端数据处理远程监控点
服务端主程序负责循环发送命令，并将监测点数据写入 数据库
项目研发与实现—服务端网站建设远程监控优
项目研发与实现—服务端网站建设远程监控优
项目研发与实现—服务端网站建设远程监控优
通过历史数据查询，发现水位异常
城市内涝预警系统研究 项目结题报告
宝安区污水设施管理中心 哈工大深圳研究生院 2013-12-27
概要
项目背景 项目目标与设计 项目研发与实现
项目实施
项目背景—城市内涝远程监控优点
➢ 国内城市频繁出现内涝，一场暴 雨就可以使整个城市陷入瘫痪。
➢ 《深圳城市内涝成因分析》深圳 市有260多处内涝点，内涝面积18 0多平方公里。
项目研发与实现—数据采集终端2远程监控优 点
❖百度文库液压传感器测量水位 ❖ 设备不锈钢包装，防水防潮 ❖ 设备位于水下
传感器
GPRS模块
项目研发与实现—系统服务器端远程监控优点
❖ 网站建设 apache +mysql+php开发实现
❖ 数据处理 VC实现，网络编程以及数据库处理
项目研发与实现—服务端数据处理远程监控优
姓名
蒋武胜 公丕亮 范士喜 文博 刘岭岭
分工
介绍
总体策划实施 负责学院校企合作
硬件设计
机电学院博士后
软件设计
计算机学院博士
软件开发
计算机硕士研究生
硬件开发
计算机硕士研究生
项目研发与实现—数据采集终端1远程监控优 点
❖ 采用超声波技术测距，设备位于下水井上面。
❖ 缺点：当水位超过设备后，无法继续工作。
根据历史数据构建预测模型，结合天气预报 预警
实时了解雨水井信息
减少运营费用（减少巡查次数） 及时发现各类问题（偷排，淤塞、污水等） 提高管理水平
项目背景—研发任务（宝安科技创新局合同） 远程监控优点
➢ 构建内涝系统设计方案，实时监测内涝灾害地点—排水井 水位变化，利用模糊逻辑做出决策，准确预警迅速抢修。
➢ 2008 深圳市遭遇大暴雨, 造成5 人死亡、数十万人受灾, 全市形 成1 000 多处内涝水浸。
项目背景—宝安区创业路内涝远程监控优点
项目背景—宝安区创业路内涝远程监控优点
项目背景—宝安区上川路内涝远程监控优点
项目背景—宝安区上川路内涝远程监控优点
项目背景—目的意义远程监控优点
文文献《献深显圳示城市：内目涝前成因，分国析内》对城照市19尚99没-20有08在年深使圳用内基涝 发于生的实实时际数情况据得采出集： 的内涝监测系统，暴雨发生 （（时时采12后））才往取降雨出往合水强现发较不理积生大涝能的数时。给应小不时一出 对定后及 措有才会积时 施有涝、 。灾发准害生确发，生往内。往涝在情雨强况极，大难值数以小
➢ 解决室外低功耗工作问题 ➢ 解决重启后的联网稳定问题 ➢ 构建一个小型内涝监测实验网络
项目目标与设计—目标远程监控优点
（1）实时水位监测 系统能够快速有效地实现关键节点的水位监测， 并通过无线通信完成可靠的数据传输。 （2）低功耗 系统的监测节点可以采用两种方式供电： （a）直接利用市电； （b）小型蓄电池+太阳能电池独立供电。用电 电压为12V,电流小于500mA
重要考虑的因素。 监测井状况：监测的雨水井必须处于正常工作状
态，否则监测的结果将不准确。
项目预算与实施—项目实施施工优点
名称
数量
太阳能路灯基础预埋 件施工
6基坑
基杆定制
6基杆
传感器安装
6
太阳能电池安装
6
设备连接及调试
6
备注 要考虑机架与基杆的 安装配合
传感器通过pvc管下放 到雨水井中
主要调整电池板角度
项目研发与实现—设备供电远程监控优
名称 蓄电池 太阳能电池板 监测设备
参数配置 电压12V，容量36A IEC61215，充电功率20W 电压12V，平均电流22mA
项目预算与实施—项目实施监测点选择优点
易涝区：可以掌握区域内涝的整体情况； 工程施工：要考虑到施工时对道路交通周边设施的影响，
尽量将影响减小； 设备采光：使用太阳能作为动力，是否有建筑物遮挡是