一、項(xiàng)目背景

隨著城鎮(zhèn)化的迅猛推進(jìn),城市內(nèi)澇防治成了汛期防災(zāi)減災(zāi)的"新課題" 。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2010 年以來(lái),我國(guó)平均每年有 185 座城市受到城市內(nèi)澇的威脅。

實(shí)際上，從上世紀(jì) 90 年代開(kāi)始,我國(guó)的城市內(nèi)澇問(wèn)題就已經(jīng)凸顯,但當(dāng)時(shí)內(nèi)澇造成的損失相比江河洪水的損失要小，因而尚未引起足夠的關(guān)注。然而，自 2010 年以來(lái),

5 年中有 4 年洪澇災(zāi)害造成的損失超過(guò)了發(fā)生流域型大洪水的 1998 年(2551 億元),面對(duì)損失與受淹城市數(shù)成正比的趨勢(shì),人們開(kāi)始對(duì)城市內(nèi)澇問(wèn)題給予更多關(guān)注。

受氣候變化影響，每年的性強(qiáng)降雨頻次呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。加之往年受厄爾尼諾等各類天氣現(xiàn)象影響，越來(lái)越大的降水量也帶給城市越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。

其次伴隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)張,城市內(nèi)澇易發(fā)點(diǎn)也在與日俱增。隨著國(guó)內(nèi)城市建設(shè)速度加快，原本覆蓋著植被的土地被柏油路、水泥路取代，用來(lái)蓄水的低洼地變成了住宅，下凹式立交橋越建越多，城市地下空間開(kāi)發(fā)越來(lái)越充分(如地下車(chē)庫(kù)、地鐵等)，種種做法導(dǎo)致雨水的積存和滲透能力降低，僅依靠市政管網(wǎng)來(lái)疏導(dǎo)雨水已是杯水車(chē)薪。

這些原因?qū)е碌?#8221;暴雨成災(zāi)”現(xiàn)像已經(jīng)弓|起市政、防汛、等政府有關(guān)部門(mén)的高度關(guān)注:一方面要積極修剪并管理好排水設(shè)施,另-方面要加快城市道路(涵洞)積水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等非工程性措施的建設(shè)和應(yīng)用。城市道路(涵洞)積水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)極為必要,它實(shí)現(xiàn)了城市重要積水點(diǎn)的水位監(jiān)測(cè)，既可以為決策機(jī)構(gòu)的提供道路積水的實(shí)時(shí)信息,也能為市政排水調(diào)度管理機(jī)構(gòu)提供支持。

本項(xiàng)目實(shí)施地點(diǎn)為火車(chē)涵洞，火車(chē)涵洞一般處于地勢(shì)低洼地段，在雨季易形成積水，在暴雨季節(jié)會(huì)給車(chē)輛及行人通行帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患，現(xiàn)需對(duì)該區(qū)域進(jìn)行積水實(shí)時(shí)檢測(cè)，及時(shí)進(jìn)行通行狀況預(yù)警，以保證行人及車(chē)輛的安全。

二、系統(tǒng)組成及介紹

系統(tǒng)組成：

該系統(tǒng)主要由順逆向LED 顯示屏、電子水尺、主控模板，實(shí)現(xiàn)水位環(huán)境參數(shù)的檢測(cè)、數(shù)據(jù)展示、直觀展示在涵洞前后的LED 屏上，從而實(shí)現(xiàn)水位環(huán)境參數(shù)的 24 小時(shí)監(jiān)管，提醒過(guò)往車(chē)輛行人注意涵洞積水；

1、順逆向 LED 顯示屏

分別放置在涵洞兩側(cè)距涵洞 100 米左右，顯示屏上，可以實(shí)時(shí)顯示涵洞內(nèi)積水程度，具備積水等級(jí)變色功能，當(dāng)涵洞中存在積水時(shí)可以提醒過(guò)往車(chē)輛，小心行駛。

2、電子水尺

采用*微處理器芯片為控制器，內(nèi)置通訊電路的數(shù)字式水位傳感器，具備高的可靠性及抗干擾性能。適用于江、河、湖、水庫(kù)及蓄水池、水渠等處的水位測(cè)量使用。在此處可以對(duì)火車(chē)涵洞的積水程度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3、主控模板

主控設(shè)備連接電子水尺和兩個(gè)LED 顯示屏，電子水尺在涵洞中間，兩個(gè)LED 屏幕分別在涵洞前后方 100 米左右位置，會(huì)根據(jù)電子水尺測(cè)量的積水狀態(tài)顯示三檔信息，無(wú)積水時(shí)顯示正常通行，少量積水提示謹(jǐn)慎通行，積水嚴(yán)重時(shí)會(huì)提示禁止通行。在涵洞中沒(méi)有積水時(shí)，LED 顯示屏顯示內(nèi)容可根據(jù)客戶需求進(jìn)行更改。

三、解決方案

電子水尺監(jiān)測(cè)涵洞積水情況，通過(guò)RS485 數(shù)據(jù)傳輸至主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)通過(guò)

RJ45 網(wǎng)線連接著涵洞兩邊的LED 屏，將涵洞內(nèi)的積水信息顯示在LED 屏上，進(jìn)行積水等級(jí)變色，警示過(guò)往車(chē)輛，通過(guò)涵洞時(shí)需注意積水狀態(tài)。當(dāng)涵洞內(nèi)沒(méi)有積水時(shí)，LED屏上，可以根據(jù)需要顯示字符。順逆向球機(jī)實(shí)時(shí)顯示 LED 屏的工作狀態(tài)，而水位觀測(cè)槍機(jī)則實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電子水尺的狀態(tài)，檢測(cè)人員可以在防汛辦公室對(duì)涵洞積水狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)查看。

（1）系統(tǒng)拓?fù)鋱D

（2）顯示效果圖

無(wú)積水

輕微積水

積水

積水過(guò)多

（3）系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：

1、電子水尺具有采樣精度與傳感器的測(cè)量體長(zhǎng)度無(wú)關(guān)的特點(diǎn)，對(duì)不同變幅的應(yīng)用環(huán)境，測(cè)量精度保持不變，測(cè)量精度 1cm。（等精度測(cè)量，對(duì)不同的水位變幅，都保持測(cè)量精度不變。）誤差率??；

2、系統(tǒng)安全可靠，在可靠性設(shè)計(jì)上充分考慮了整機(jī)的防水、耐高溫、抗嚴(yán)寒、防腐蝕、防雷擊等性能；

3、采集數(shù)據(jù)直接在LED 屏上顯示，字符疊加變色效果，有效提示涵洞內(nèi)的積水狀況，提醒過(guò)往車(chē)輛；

4、主控板集成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊，而非采用 DTU 的方式，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸可控，無(wú)需擔(dān)心原來(lái)由于 DTU 故障導(dǎo)致的數(shù)據(jù)無(wú)法傳輸?shù)那闆r；

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