一、系統概述
1.1需求背景
近年來，雨季及氣候異常引起的城市內澇給市政部門帶來了巨大的壓力，由強降雨印發的河水倒灌、道路水淹、交通堵塞、橋梁建筑損毀等，給國家和人民帶開了巨大的經濟甚至生命損失。
為降低內澇造成的損失，一方面我們要加大加強城市排水基礎設施的建設，另一方面為全面掌握城市內澇狀況，實現排水統籌調度，我們要對河道水位以及地道橋、低洼路段的積水水位進行實時監測，建立起道路積水預警系統(城市道路積水監測預警系統).
1.2設計思路
道路積水預警系統(城市道路積水監測預警系統)采用業界*的DCS理念來設計和實現，系統可分為多級監控中心，區主管部門內建立監控總中心，負責對整理區的內撈點進行全面的監測和管理;系統同時預留對外數據接口，如有需要可實現與市主管部門監控中心進行對接，實現各城區聯網監測。
二、系統組成
城市道路積水監測預警系統主要由四部分構成：
◆監測中心：
硬件構成：服務器、計算機、打印機、顯示大屏、報警模塊、交換機等。
軟件構成：操作系統軟件、數據庫軟件和城市道路積水監測預警系統軟件。
◆通信網絡：GPRS網絡、INTERNET公網(監測中心綁定固定IP)、光纖等。
◆監測設備：道路積水監測終端
◆現場儀表：超聲波水位計、電子水尺(投入式水位計)等。
系統拓補圖
三、系統功能
◆實時監測道路低洼處、下穿式立交橋和隧道的積水水位，并通過GPRS或光纖網絡遠程傳送至城市內澇監測預警中心。
◆立交橋、隧道監測點可通過情報板自動提示(或監測中心遠程手動提示)當前積水水位值或“允許通行”、“謹慎通行”、“禁止通行”等標示信息。
◆立交橋、隧道積水監測點可與本地排水泵站實現聯動，根據積水水位自動控制排水泵組的啟停。
◆監測點具備光纖通信條件時，可擴展實時視頻監控功能。
◆水位過高、設備異常時系統自動報警，并自動向責任人手機發送報警短信。
◆系統軟件具備地圖展示、數據存儲、數據查詢、數據統計、曲線分析等功能，可導出為EXCEL報表或直接打印。
◆系統軟件支持PC接口，可接入上一級綜合指揮調度平臺。
四、通訊網絡
鑒于道路積水預警系統(城市道路積水監測預警系統)實時監測的需求，并充分考慮到系統的安全性、穩定性和實效性等諸多因素，建議采用公網專線的組網方式來構建系統通訊網絡。
各監測點的監測設備內安裝中國移動公司的SIM卡，通過GPRS無線網絡將水位監測數據，報警數據傳輸到監控中心。
另外在重要的監測站還需要安裝視屏攝像頭，由于實時視屏占用寬大較大，不能采用2g網絡進行傳輸，一般采用3G或者4G網絡進行視屏圖像的傳輸。
云傳輸系統圖
1、感知層：超聲波水位連續自動在線監測;
2、傳輸層：采用有線、無線、3G等方式傳輸各種監測數據;
3、平臺層：數據服務云平臺，依托監測平臺的數據，進行系統分析、提供跨區域、全時間、多層次的數據挖掘和對比，為量水設施土建提供數據支撐;
4、應用層：面向不同的客戶端系統，實現基于Web的實時數據在線監測、面向不同管理層的各種管理與統計分析。
五、技術參數
1.電子水尺感應式數字液位傳感器
.單元規格：40cm/80cm/120cm/160cm/240cm。
.變幅范圍：建議不超過10m。
.精 度：±1cm(全量程等精度測量)。
.供電電壓：DC12V±15%。
.輸出信號：RS485、CAN、RS232、4～20mA。
.靜態電流：≤30mA(DC12V)。
.能 耗：≤360mW(DC12V)。
.溫 度：-20℃~60℃。
.誤 差：0.5cm、1cm由所選傳感器的分辨率決定。
.級聯方式：法蘭連接。
.電子水尺安裝方式:垂直安裝、傾斜安裝、階梯安裝等
2. 遙測終端機RTU參數:
頻率范圍:885~915Mhz 1710~1755Mhz
占用帶寬:<200Khz
發射功率:33/30dbm ±2db
調制方式:GMSK
發訊方式:定時/定量,喚醒召測
采集接口:并行I/O(TTL),RS-485通訊,雙工串行通訊(TTL),無源觸點等
供電電源:12V~24V直流
工作電流:<0.5mA @6V(休眠),<12mA @12V(空閑),<100mA @12V(通信),<1.5A @12V(峰值)
電源輸出:輸出電壓等于供電電源電壓-0.5V,輸出電流<1A。
工作環境:環境溫度-10°C ~45°C (-30°C~+65°C備選),相對濕度<95%(40℃)。
RTU尺寸重量:外形尺寸(長×寬×高):220×90×41(mm),重量:<250g
(不含天線)。
平均時間(MTBF):100000h
