水文防汛监测预警系统主要用于对积水点进行实时水位监测,系统一般由中心站和监测站两部分组成。 水文监测系统主要监测各个积水点的实时水位、降雨量、现场图像等数据信息并上传至中心站。 中心站通过相应的平台软件,接收并处理由监测站发来的监测数据,根据需要给决策者提供相应的决策信息。同时,系统可通过WEB、APP、短信、微信等多样化手段发布实时积水信息,市民可方便的接收到积水深度的预警预报信息以便合理安排自己的出行路线避开积水区域。有市电电源条件的路桥桥洞口等区域,可以通过LED大屏实时显示水位值,给行人和车辆提供明确的水位值和通行与否的建议信息,进一步保证了行人和车辆的安全。
水文防汛监测预警预报系统系统主要由四部分构成:
监测中心:硬件构成:服务器、计算机、打印机、显示大屏、短信报警模块、交换机等。
软件构成:操作系统软件、数据库软件和城市道路积水监测预警系统软件。
通信网络:GPRS(或CDMA、4G、NB-IOT)网络、INTERNET公网(监测中心绑定固定IP)、光纤等。
监测设备:道路积水监测终端现场仪表:超声波液位计、电子水尺(投入式液位计)、LED情报板等。
智能感知是以物联网技术为核心应用于城市防汛监测预警预报,通过各种传感设备进行信息交换和通信,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理,实时感知城市排水防汛工程的各类要素状态,并将监测采集到的信息通过网络传输至排水管理部门。主要加强城市降雨监测、河湖水情监测、排水设施运行监测、积水区域积水监测、水闸运行监测等5个方面。
信息资源中心用于存储和管理实时监测、系统运行、工程调度、业务管理、共享信息等海量数据资源。信息资源中心由安全管理、服务管理、资源管理三大管理功能和服务门户构成。安全管理主要通过跟踪审计、身份认证和资源保护等技术实现信息安全保障:服务管理主要通过目录服务、内容管理、消息服务、流程管理等提供数据服务:资源管理主要由数据资源、工具资源、构件资源和计算资源等组成,其中数据资源按照基础数据、监测数据、业务数据、政务数据等4个分类进行建设:服务门户通过提供统一的信息服务门户,实现排水信息的共享发布与信息服务,为各级防汛监测预警预报提供数据资源发布、查询、检索等功能。
(1) 监测监控
建立监控信息应用平台,集成气象、水利、水务、排水、市政、交通等监测监控信息,实现基于地理信息系统的天气、台风、降雨、河湖水情、管网监测、泵站运行、交通管理等信息的实时查看,通过远程控制功能实现对泵站、水闸的远程管控,根据警戒条件进行信息提示和科学合理的排水调度控制。
(2) 运行管理
建立排水设施巡查、检测、评估规范和流程,及时发现和分析管网、泵站、水闸等设施的运行问题,科学指导设施维修、养护和改造。管理维护内容包括监测站点巡查维护、通信网络维护、数据存储与管理、基础设施维护、应用系统维护等。
(3) 应用展示
建设应用信息展示平台,将感知网监测信息、预警信息与城市排水除涝工程措施等信息显示在基于地理信息的地图上,完成对业务信息的集中分析展示。
(1) 预警预报
建立较为精确的城市排水防涝综合数学模型,通过云计算快速模拟分析城市积水、河网水情。对城市内涝进行预测预报。
①数学模型建设,建立管网和河网耦合数学模型系统,模拟城市河网管网在暴雨条件下的水动力过程,利用实时模拟技术进行工程调度过程的仿真计算和调度预判,并利用仿真计算结果开展调度方案的评价,为各种可能的水雨情变化对汛情发展的影响进行预判提供可能。
②情境模拟与预警根据预报的降雨情况,结合实时采集的数据和当前实际工况条件,模拟计算获得城市中心区河道水位、管网积水等信息,并根据事先设定的预警条件,开展水位与积涝预警。
(2)防汛决策调度
利用城市防汛防涝综合数学模型对现状管网能力、薄弱管线、可能积水点等进行分析,利用预报的降雨数据,对可能出现的积水位置进行预判,根据出现险情的等级、危险程度,对不同的调度方案进行情景模拟,选出较优方案,供决策者进行决策,在系统的支持下,按照调度方案进行高效率的人员、物资、设备等调度,科学处置内涝灾害。
(3) 调度方案管理
①建立合理的调度方案、应急预案数据库及数字化调度指标体系。数字化内容包括动作启动的条件,河道水位、低洼地积水、下立交积水、流量、水质、降雨等指标体系,以及启动后应采取的措施等。
②建立调度指令执行情况预警监视体系与评价体系。根据调度指令、关键指标结合工程运行实况信息开展对比,实现对当前有效的调度指令执行情况的预警监视。同时数字化的调度方案还可与模型计算相结合,通过模型模拟计算分析,优化不同条件下工程调度指令,发挥工程效益。
(4) 风险管理
建立城市暴雨内涝模型,结合社会经济数据,利用情景模拟,分析和识别城市内涝风险分布,根据城市内涝风险评估结果。指导排水系统、排水管网、泵站和管网的规划、管理和改造。
运用电视、广播、短信、微信、微博、第三方地图服务等方式实现信息的发布与传播。通过监测网络、大数据分析、公众信息接报等方式及时发现积水情况,快速响应,精准处置,建立面向社会公众的互动式信息服务体系。
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