智慧城市污水管网监测系统解决方案

一、方案概述
在经济快速发展和政府政策的推动下，以产业聚焦为核心的城市园区经济发展迅速。由于在城市园区企业、工厂在生产制造过程产生了大量的废水等其他污染物都是由污水管进行排放，一旦发生井下污水管网堵塞，会造成废水中的气体等其他有害物质的传播，另一方面，井下排污工作需要大量的时间、人力。为解决污水井堵塞问题，智慧城市污水管网监测解决方案应运而生。智慧城市污水井管网监测解决方案基于物联网、大数据、云计算等技术，通过在各个管井下安装液压传感器、流量传感器、温湿度传感器、井盖状态监测装置等设备，采集井下环境数据，管理人员可以通过云端管理平台实时查看。

二、系统组成
综合考虑实际情况和各方需求后设定的方案架构，城市污水管网监测系统是以监测仪器为核心，运用现代传感技术、自动测量、自动控制技术、计算机应用技术、以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测系统。系统主要由现场采集单元、数据处理单元（测量主机）、通信网络和监控中心数据服务平台组成。实现系统运行无人值守、有人管理的模式。系统组成城市污水管网监测系统总体架构由感知层、网络传输层、平台层、应用层以及标准规范和运行保障体系组成。

感知层：本层为系统提供感知、控制、显示等功能，包括液位传感器、液压传感器、流量传感器、温湿度传感器、井盖状态监测装置、数据采集终端等设备。可以实时监测井下管网环境信息，为管理人员提供支持。
 
网络传输层：根据设备现场的实际环境和规划要求，可选择使用多种网络覆盖方式，组成互联互通的物联网络，最终通过互联网与云端服务器进行数据和控制命令的交互。

平台层：软件系统将实时的基础设备层收集的数据进行分析整合上传给云平台进行分析处理，将应用策略层下发的策略，发送到基础设备层进行精细化的管控，实现对基础设备层的设备进行有效的控制。
 
应用层：基于基础设备层的收集，和云平台的处理分析，管理人员可以通过云端管理平台查看实时数据，负责人结合实际情况进行处理。

三、系统功能
■数据实时监测：实现在线监测的地图显示、查看，包括监测设备的快速查询显示、监测数据展示、报警情况显示及监测数据曲线图的实时展示，通过系统主界面的显示功能，可以查看设备的位置、运行状态，掌握其流量、流速、液位、水质、电量、电压等信息。另外，地图还支持视频、液位、流量、流速、水质自定义等多种显示模式。

■远程监管平台：污水计量数据汇总，展示，分析，各项水质数值统计及分析，设置预警量自动报警等、数据实时更新，能做到5分钟级的数据更新速率、该速率要用户可调，并且可以实现类似于当发现水质有超标情况时，系统在给管理员发出提示的同时可以自动提高数据采集和传输频率。要求有权限设置功能，数据的查看和平台管理要有严格权限区分，并可实现用户最高管理员可自定义权限。
 
■GIS地图展示：可以提供以百度、谷歌二维或三维影像图为背景，将污水监测点的进水流量、出水流量监测数据查询功能，并进行超限、超标预警，提醒管理人员及时处理。同时平台支持手机及PC等多种访问方式。

■设备统一管理：统一通讯协议，后续需要能够提供接口，对于一些需要对外公布和数据可以实现外传。
 
■远程控制功能：24小时水质监管，能根据客户预设自动预警，自动报警，并预留与电磁阀等执行器联动的功能，本方案也需在制作时设计阀门控制，实现当超标时，阀门对应动作的功能

■污水计量：准备在肥城各个排污点建立计量，计量方式需根据现场环境设计，需充分考虑计量现场情况。
 
■水质监测：主要监测内容为：COD、PH值、氨氮、总磷总氮等。要求达到实时监测实时反馈标准，要求实现现场水质监测数据实时远传，并充分考虑到现场无稳定电源的解决方案，监测设备需要现场设置保护，RTU等远传通讯需设置设备箱离地安装。
 
■视频监控采集：同时每一处计量及监测点需设置视频监控设备，并实现监控现场情况与监管平台远程通讯对接。
 
■各职能部门之间数据通信在局域网内完成；各监测站点与管理部门调度中心之间采用2G\3G\4G\5G\NB-IoT等无线网络通信。

四、系统特点
●采用一体式设计，可实现前端站点的快速调试与部署。
 
●采用多种终端进行多种监测，测量精度高，抗干扰能力强。
 
●采用无线传输方式，突破地域限制，适应性强。
 
●基于自主研发的无线RTU产品，可远程对设备进行调试维护。
 
●基于B/S架构的系统平台，可快速方便的对系统进行访问。
 
●专属客户端支持用户随时随地查看当前设备状态。
 
●采用防雷、防雨、防潮、输入信号隔离等多项措施，确保设备安全、性能稳定可靠。
 
●兼容性强，兼容各种类型的水位、雨量、位移等计量仪表或传感器。
 
●超低功耗，核心设备选用2G/3G/4G低功耗测控终端，平均工作电流仅10mA，大大降低太阳能供电设备成本和施工难度。

五、方案价值
城市污水管网监测系统是城市的地下重要生命线，其流量变化大、状态复杂且水质恶劣，设备的安装环境差。 然而，对其流量的监测有着十分重要的意义，可以为解决城市内涝、管道破损、管道淤堵等提供基础数据；可监察重点企业是否有偷排漏排的情况，为相关部门提供依据；同时系统的研究城市污水管网流量，掌握管网运行情况，为污水管网改造、完善和新建提供数据支撑。