前言:

隨著我國經濟的飛速發展，大量人口涌入城市，為城市的發展提供動力的同時也為城市的安全運行帶來了巨大挑戰。其中城市排水問題也是最為嚴重的問題之一，2012年7月21日至22日8時左右，中國大部分地區遭遇暴雨，其中北京及其周邊地區遭遇61年來最強暴雨及洪澇災害。截至8月6日，北京已有79人因此次暴雨死亡。[3]根據北京市政府舉行的災情通報會的數據顯示，此次暴雨造成房屋倒塌10660間[2]，160.2萬人受災，經濟損失116.4億元[1]。經過最近幾年的城市內澇情況，通過對排水管道的監控及分析，進而為城市排水管道設計規劃提供合理化建議，為城市防洪防澇預警提供實時數據資料。實現城市排水管網安全運行實時監測，提高城市排水管網運營管理水平，數據分析的最終決策處理意見可供排水管理、管網養護、防汛搶險、其他相關部門等使用

監測系統設計原則

1)可靠性

? ? 系統主要技術和產品具有成熟、穩定、實用的特點，可充分滿足實驗應用、技術開發及實際應用的需要。保證在惡劣氣候條件下，能進行準確的監測。

? ? 網絡設計保證網絡運行的可靠性，系統在任何一個節點出現意外時整個系統仍能運行。

2)先進性

使用成熟的先進技術，各項設備選型上考慮市場上技術支持好、服務力量強、設備性能穩定、擴展性好的品牌，確保設計具有先進性及前瞻性。

3)可擴展性

在系統建設時，不一味追求高配置，而是應在保證系統在一定時期內的先進性的前提下，設計具有良好擴展性的系統結構，選擇具有良好擴展性和升級能力的產品，系統結構模塊化，以保證整個系統的可擴展性。監測系統的總體設計考慮到監測數據的增加預留空間。為以后的實驗技術拓展預留空間。

4)高性價比

力求最優的性能價格比，在保證系統高性能的同時盡量減少用戶的投資。

系統組成

1)監控中心：主要硬件：服務器、工作站計算機、無線路由器、顯示屏等。

2)主要軟件：操作系統軟件、數據庫軟件、水位實時監測與管理系統軟件、防火墻軟件

3)通信網絡：中國移動公司GPRS/CDMA無線網絡。

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)計量設備：水位傳感器、水流速傳感器、紅外攝像傳感器、溢出報警傳感器。

實驗系統可以實現的功能

1)遠程設定功能

設置在監測站的計算機可以遠程設定下屬所轄監測點的警戒水位值等。

2)自動傳輸報警功能

當超過預警水位時測報裝置將自動上報水位信息到監測站的計算機上，計算機的屏幕上將有顯示和蜂鳴器響起。同時把水位信息上報。

3)數據檔案功能

系統的所有數據信息都會自動保存在計算機的大型數據庫中，便于數據檢索和數據分析。

系統特點

1)配合排水管網模擬實驗臺實現對排水管網的連續監測；

2)提供新型傳感、監測技術的測試環境；

3)能夠模擬強降雨災難環境的連續監測；

4)能夠進行監測數據分析；

5)窨井測控終端為電池供電，使用一次性鋰電池，現場不需要外接電源就可以實現現場基本傳感器的供電、數據采集與傳輸，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、溢出報警傳感器等；

6)提供實驗控制軟件的源代碼、提供開放接口，便于二次開發及新型傳感器監測技術測試研究；

7)完成實驗臺工作過程數據采集和控制實驗；

8)提供各實驗系統的全套實驗設備說明書和有關實驗操作與維修說明書，提供電子版實驗指導書。

9)實驗過程的數據采集和控制可全部采用計算機操作完成。

10)利用現場傳感技術實時監測窨井及排水管道參數數據，通過GPRS網絡通訊傳輸，性能穩定可靠，覆蓋面光，不受地形地勢限制。

11)系統數據展示和分析充分利用，根據現場傳感器數據，分析排水管網瓶頸和運行問題；分析不同企事業單位等不同用戶用水排水問題；數據可以以WEB方式實時發布，同時滿足防汛、調度、養護、管理等不同部門同時的應用需求。

技術指標如下：

1）、有效降雨面積：4×9m（36）平米

2）、降雨高度：2.1m（降雨噴嘴至實驗平臺高度）

3）、雨強連續變化范圍：20-150mm/h

4）、降雨均勻度系數： 大于0.86

5）、雨滴大小調控范圍：1.7～2.8mm

6）、降雨調節精度：7mm/h

7）、柜式控制臺，液晶顯示數據及雨強值和雨強曲線，可以實現手動、自動等控制模式

關鍵字:城市供水管道系統 ?城市排水管網模擬系統 ?城市排水管網系統模擬研究

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