城市道路积水预警在线监测系统技术设计上海华测创时测控科技有限公司提交日期：二○一三年六月城市道路积水预警在线监测系统设计负责人：刘小明项目负责人：李少君上海华测创时测控科技有限公司提交日期：二○一三年八月目录第一章 (6)概述： (6)1.4项目名称、地点及建设单位 (7)第二章监测系统设计原则 (7)2.1可靠性 (7)2.2先进性 (7)2.3可扩展性 (7)2.4高性价比 (8)第三章系统设计依据 (8)3.1安全生产法律法规 (8)3.2计算机工程相关国家标准 (8)第四章在线监测系统设计功能及监测内容 (8)4.1系统简介 (8)4.2监测内容 (9)第五章在线监测系统设计 (9)5.1.系统组成 (9)5.2监测点选择 (10)5.3监测剖面及监测点总体布置 (10)5.7 水位监测 (11)5.7.2 测点布置 (11)5.7.3 水位监测预警值设置 (11)5.7.4 设备选型 (11)5.7.5 传感器安装 (12)5.8 雨量监测 (13)5.8.1 测点位置 (13)5.8.2 雨量计预警设置 (13)5.8.3 传感器参数 (13)5.8.4 预警方法 (14)5.8.5 安装方法 (14)5.9.3 测点布置 (14)LED提示屏幕 (15)流量计 (15)第六章运行状态影像监控 (17)6.2智能红外快球机参数 (17)6.3安装方法 (18)6.6视频后端采集存储设备 (19)第七章系统功能 (22)7.1数据采集终端软件 (22)7.2信息发布平台 (23)7.3巡检管理系统 (24)7.4预警方法及预案管理 (25)7.5 软件功能 (25)第八章机房监控中心设计 (27)8.1 供电部分 (27)8.1.1设计概述 (27)8.1.3技术指标 (29)8.2防火子系统 (30)8.3防雷子系统 (31)8.4控制中心布线设计 (34)第九章前端设备防雷设计 (35)9.1 传感器防雷布置 (35)9.2 视频防雷 (39)9.3 浪涌保护器设置 (43)第十章工程设备清单及预算 (44)10.1 传感器设备清单 (44)第十一章施工进度安排 (44)11.1 工程实施进度计划安排 (44)11.2 工程进度计划详细说明 (45)11.3 设备及系统安装 (46)11.4 观测频率 (47)11.5 系统试运行 (47)11.6 系统培训 (47)11.7 完工验收 (47)第十四章系统售后服务整体方案 (51)第十五章质量保证措施 (52)第十六章作业规范 (54)第一章概述：随着我国经济的不断繁荣，大中城市的建设也在突飞猛进地高速发展，城市圈也在已经不断扩大。
为了缓解交通压力和保证出行的畅通，许多城市建设了不少的立交桥和下穿隧道。
近年来，由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。
在我国南方多雨的城市，积水有时竟然高达一米以上，且长时间不能及时排走，给人们的出行带来了很大的不便，严重时竟引发行人的死亡和失踪事件……尤其是2012年7月21日北京市区内的大暴雨，让全国人民记忆犹新。
此现象已经引起市政、防汛、路政等政府有关部门的高度关注：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。
该系统的建设极为必要，它即可以为决策机构的领导提供道路积水的实时信息，也为市政排水调度管理机构提供支持，还可以通过广播、电视等媒体为广大老百姓提供出行指南。
城市道路积水监测系统简介道积水监测系统主要对积水点进行实时的水位监测，系统一般由中心站和遥测站（监测站）组成。
遥测站（监测站）主要监测各个积水点的实时水位数据，并上传至中心站。
中心站通过相应的软件，接收并处理由遥测站发来的数据，根据需要给决策者提供相应的技术信息。
同时，系统通过WEB发布相关的实时信息，有条件上网的人士通过浏览器就能够看到积水深度的实时信息。
有市电电源条件的路桥桥洞口，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。
1.4项目名称、地点及建设单位项目建设名称：城市道路积水预警在线监测工程项目建设地址：建设单位：上海华测创时测控科技有限公司。
第二章监测系统设计原则2.1可靠性系统主要技术和产品具有成熟、稳定、实用的特点，可充分满足实际应用、技术开发及信息管理的需要。
保证在恶劣气候条件下，能进行准确的监测。
在突然断电时系统实现7*24小时无间断的运行。
网络设计保证网络运行的可靠性，系统在任何一个节点出现意外时整个系统仍能运行。
传感器经过国家计量部门计量许可，并且有相关的计量证书。
2.2先进性使用成熟的先进技术，各项设备选型上应考虑市场上技术支持好、服务力量强、设备性能稳定、扩展性好的品牌，确保设计具有先进性及前瞻性。
2.3可扩展性在系统建设时不能一味追求高配置，而是应在保证系统在一定时期内的先进性的前提下，设计具有良好扩展性的系统结构，选择具有良好扩展性和升级能力的产品。
系统结构模块化，以保证整个系统的可扩展性；监测系统的总体设计考虑到随着防洪积水技术的升高逐步实施。
2.4高性价比力求最优的性能价格比，在保证系统高性能的同时尽量减少用户的投资。
第三章系统设计依据3.1安全生产法律法规城市防洪工程设计规范GB/T50805-2012《防洪标准》(GB50201-94)城市防洪工程设计规范-CJJ50-92_气象标准(QX) 2011-05-04 QX/T 102-20093.2计算机工程相关国家标准《计算机软件开发规范》GB8566-88《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-92《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94《建筑物防雷设计规范》GB50057-94《质量管理体系标准》GB/T 19000-2000(ISO9000：2000)《微功率（短距离）光纤电设备的技术要求——通用要求》第四章在线监测系统设计功能及监测内容4.1系统简介城市道路积水在线监测系统是利用传感器技术、信号传输技术，以及网络技术和软件技术，从宏观、微观相结合的全方位角度，来监测影响道路积水通行安全的各种关键技术指标；记录历史、现有的数据，分析未来的走势，以便辅助政府决策，提升安全管理保障水平，有效防范和遏制重特大事故发生。
系统依托智能的软件系统，建立分析预警模型，实现与短消息平台结合，当发生异常时，及时自动发布短消息到站点管理人员，尽快启动相应的预案。
4.2监测内容城市道路积水在线监测系统实现了对监测点的降雨量、积水深度、排洪流量、视频监控、LED提示屏、泵站开关停全面自动化监测预警。
第五章在线监测系统设计5.1.系统组成系统由传感器、数据采集传输装置、机房信号接收及处理装置、监测机房及计算机管理系统、无线传输装置、调度指挥中心五部分组成。
其中：调度指挥中心平台接收无线信号数据，实时通过软件管理平台展示相关信息及管理预警信息，处理结果等自动存储备份。
调度中心机房建设按照国家相关规范建设。
主要放置电视大屏、监测终端、服务器群、软件管理平台及辅助设备。
系统已建立开放的数据接口，通过专线网络或带宽允许的情况下走公用互联网，根据政府监管部门需要，适时接入或远程查看支持专家在线功能。
系统原理拓扑图5.2监测点选择5.3监测剖面及监测点总体布置雨量监测点：水位监测点：流量监测点：视频监控点：LED提示屏：5.7 水位监测水位监测点的布置在低于地平面的涵洞、隧道、立交底部、或其他重点低洼水位区域，并能满足排洪预警管理和监测资料分析需要的地方，布置在排水构筑物溢流井（排水井、排水斜槽等）处。
5.7.1 测点布置根据规范要求测点布置选择在水位波动比较平稳地段，利用镀锌直径100mm 的镀锌管,高度3m 采用支架固定安装，要求传感器垂直地面向下测量水面高程。
超声波水位测点布置表5-10超声波传感器代表术语SW-S+数字5.7.2 水位监测预警值设置5.7.3 设备选型 超声波水位传感器 量程：10m 精度：10mm温度范围：－20摄氏度～80摄氏度 传感器信号输出：RS485信号 工作电压：12v 输出电压：5v AD ：16位信号转换：通过RS232/485信号转换器进行电光转换，利用光纤进行信号传输之机房光电接收模块进行信号接收分组进入RJ45串口服务器连接PC服务器。
5.7.5 传感器安装1、确定好安装位置，选用直径100mm的金属镀锌管作为立柱、顶部伸出1.5m至水平面，将固定板穿孔焊接固定，传感器穿入孔中螺丝固定即可。
立杆根部预埋地表一下深度80cm采用混凝土浇筑固定。
如图2、为了确保安装的有效性传感器进行通信的参数设定，信号类型选择RS485，波特率选择9600，工作方式选择查询方式，测量方式选择水位测量，设置完毕后将线缆连接之采集器即可正常工作。
3、传感器标定：水位计的标定所有环节安装完成以后进行传感器初始标定，采用全站仪利用基准控制网作为初始高程坐标测量水位当前高程然后测量立杆与水面高程，当水位发生变化时便可实时测量真实的水位高程变化。
5.8 雨量监测通过收集监测区每时、每天、每周的雨量分析雨量对防洪的危害，以及提前做好安全管理的防范措施，为防洪的安全运行提供必须的历史依据。
5.8.1 测点位置降雨量是影响其安全的最重要的环境因素，在排水井处设置一个（也可在固定在建站房顶部或者采用立杆式一体化监测站）监测点，要求视线开阔上部无遮挡，放置雨量计。
通过雨量计自动获取雨量数据，以及根据降雨量的情况预测库水位发展变化趋势，绘制历史曲线图。
雨量计测点布置表5-11雨量传感器代表术语YL-B+数字5.8.3 传感器参数主要技术参数如下：承雨口直径：Φ200+0.60mm刃口锐角：40～45°分辨力：0.1mm降雨强度测量范围：0.01～8mm/min（毫米/分）测量准确度：（在0.01～8mm/min雨强范围）降水量<10mm，测量误差：±0.2mm；降水量≥10mm，测量(0.2mm+1%F.S)输出信号：RS-485接口，输出实时累计降雨量、雨量编码器真值、相关报警信号（数字雨量计RS-485接口通信协议）；脉冲接口，每0.1mm降雨量继电器输出触点接通一次雨量存储记录容量（可选功能）：大于3000mm降水量电源电压：12VDC（-5%～+25%）工作环境温度： 0～+50℃工作环境湿度：≤95%RH（40℃）体积（直径×高）：Φ220×560mm5.8.4 预警方法降雨量监测系统能实现雨量信息的自动采集、存贮、实时接收自动测报站雨量、水位和电压数据，对接收到的数据进行处理，建立实时雨水状况数据库，显示、打印各种数据报告，根据历史降雨量绘制水位、雨量、流量变化趋势图。