排水管網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

前言:

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，大量人口涌入城市，為城市的發(fā)展提供動(dòng)力的同時(shí)也為城市的運(yùn)行帶來了大挑戰(zhàn)。其中城市排水問題也是為嚴(yán)重的問題之一，2012年7月21日至22日8時(shí)左右，中國大部分地區(qū)遭遇暴雨，其中北京及其周邊地區(qū)遭遇61年來雨及洪澇災(zāi)害。截至8月6日，北京已有79人因此次暴雨亡。[3]根據(jù)北京市舉行的災(zāi)情通報(bào)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，此次暴雨造成房屋倒塌10660間[2]，160.2萬人受災(zāi)，經(jīng)濟(jì)損失116.4億元[1]。經(jīng)過近幾年的城市內(nèi)澇情況，通過對(duì)排水管道的監(jiān)控及分析，進(jìn)而為城市排水管道設(shè)計(jì)規(guī)劃提供合理化建議，為城市洪澇預(yù)警提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)資料。實(shí)現(xiàn)城市排水管網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，城市排水管網(wǎng)運(yùn)營管理水平，數(shù)據(jù)分析的終決策處理意見可供排水管理、管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)、汛搶險(xiǎn)、其他相關(guān)部門等使用

監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1)性

    系統(tǒng)主要技術(shù)和產(chǎn)品具有成熟、穩(wěn)定、實(shí)用的特點(diǎn)，可充分滿足實(shí)驗(yàn)應(yīng)用、技術(shù)開發(fā)及實(shí)際應(yīng)用的需要。在惡劣氣候條件下，能進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測。

    網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的性，系統(tǒng)在任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)意外時(shí)整個(gè)系統(tǒng)仍能運(yùn)行。

2)性

使用成熟的技術(shù)，各項(xiàng)設(shè)備選型上考慮市場上技術(shù)支持好、服務(wù)力量強(qiáng)、設(shè)備性能穩(wěn)定、擴(kuò)展性好的品牌，設(shè)計(jì)具有性及前瞻性。

3)可擴(kuò)展性

在系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，不一味追求置，而是應(yīng)在系統(tǒng)在時(shí)期內(nèi)的性的前提下，設(shè)計(jì)具有良好擴(kuò)展性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，選擇具有良好擴(kuò)展性和升級(jí)能力的產(chǎn)品，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊化，以整個(gè)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)考慮到監(jiān)測數(shù)據(jù)的增加預(yù)留空間。為以后的實(shí)驗(yàn)技術(shù)拓展預(yù)留空間。

4)比

力求優(yōu)的性能價(jià)格比，在系統(tǒng)的同時(shí)盡量減少用戶的投資。

系統(tǒng)組成

1)監(jiān)控中心：主要硬件：服務(wù)器、工作站計(jì)算機(jī)、無線路由器、顯示屏等。

2)主要軟件：操作系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、水位實(shí)時(shí)監(jiān)測與管理系統(tǒng)軟件、火墻軟件

3)通信網(wǎng)絡(luò)：中國移動(dòng)公司GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)。

4)測控終端：GPRS/CDMA電池供電無線測控終端。

5)供電方式采用電池供電方式。

6)計(jì)量設(shè)備：水位傳感器、水流速傳感器、紅外攝像傳感器、溢出報(bào)警傳感器。

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的功能

1)遠(yuǎn)程設(shè)定功能

設(shè)置在監(jiān)測站的計(jì)算機(jī)可以遠(yuǎn)程設(shè)定下屬所轄監(jiān)測點(diǎn)的警戒水位值等。

2)自動(dòng)傳輸報(bào)警功能

當(dāng)過預(yù)警水位時(shí)測報(bào)裝置將自動(dòng)上報(bào)水位信息到監(jiān)測站的計(jì)算機(jī)上，計(jì)算機(jī)的屏幕上將有顯示和蜂鳴器響起。同時(shí)把水位信息上報(bào)。

3)數(shù)據(jù)檔案功能

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息都會(huì)自動(dòng)保存在計(jì)算機(jī)的大型數(shù)據(jù)庫中，便于數(shù)據(jù)檢索和數(shù)據(jù)分析。

系統(tǒng)特點(diǎn)

1)配合排水管網(wǎng)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)排水管網(wǎng)的連續(xù)監(jiān)測；

2)提供新型傳感、監(jiān)測技術(shù)的測試環(huán)境；

3)能夠模擬強(qiáng)降雨災(zāi)難環(huán)境的連續(xù)監(jiān)測；

4)能夠進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)分析；

5)窨井測控終端為電池供電，使用性鋰電池，現(xiàn)場不需要外接電源就可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場基本傳感器的供電、數(shù)據(jù)采集與傳輸，傳感器包括：窨井水位傳感器、水流速傳感器、紅外攝像傳感器、溢出報(bào)警傳感器等；

6)提供實(shí)驗(yàn)控制軟件的源代碼、提供開放接口，便于二次開發(fā)及新型傳感器監(jiān)測技術(shù)測試研究；

7)完成實(shí)驗(yàn)臺(tái)工作過程數(shù)據(jù)采集和控制實(shí)驗(yàn)；

8)提供各實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的全套實(shí)驗(yàn)設(shè)備說明書和有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作與維修說明書，提供電子版實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。

9)實(shí)驗(yàn)過程的數(shù)據(jù)采集和控制可采用計(jì)算機(jī)操作完成。

10)利用現(xiàn)場傳感技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測窨井及排水管道參數(shù)數(shù)據(jù)，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊傳輸，性能穩(wěn)定，覆蓋面光，不受地形地勢(shì)限制。

11)系統(tǒng)數(shù)據(jù)展示和分析充分利用，根據(jù)現(xiàn)場傳感器數(shù)據(jù)，分析排水管網(wǎng)瓶頸和運(yùn)行問題；分析不同企事業(yè)單位等不同用戶用水排水問題；數(shù)據(jù)可以以WEB方式實(shí)時(shí)發(fā)布，同時(shí)滿足汛、調(diào)度、養(yǎng)護(hù)、管理等不同部門同時(shí)的應(yīng)用需求。

技術(shù)指標(biāo)如下：

1）、降雨面積：4×9m（36）平米

2）、降雨高度：2.1m（降雨噴嘴至實(shí)驗(yàn)平臺(tái)高度）

3）、雨強(qiáng)連續(xù)變化范圍：20-150mm/h

4）、降雨均勻度系數(shù)： 大于0.86

5）、雨滴大小調(diào)控范圍：1.7～2.8mm

6）、降雨調(diào)節(jié)：7mm/h

7）、柜式控制臺(tái)，液晶顯示數(shù)據(jù)及雨強(qiáng)值和雨強(qiáng)曲線，可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)等控制模式

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