1.系統(tǒng)概述

       城市內澇災害是由于短時強降雨或過程雨量偏大而造成徑流過多，在地勢低洼、排水不暢等情況下，形成的城市積水引起的自然災害。嚴重影響公眾的正常生活和人車出行安全。如何預防及有效排除城市內澇，改善和加強城市排水能力，已成為困擾各級政設施管理部門亟待解決的關鍵問題。城市內澇智能監(jiān)測預警系統(tǒng)是基于水位雨量傳感、圖像識別、預警發(fā)布、物聯(lián)網等技術研發(fā)設計的一套智能監(jiān)測識別預警系統(tǒng)。系統(tǒng)對內澇點的水位、降雨量進行實時監(jiān)測識別，通過無線物聯(lián)網傳輸給遠程管理平臺、移動手機用戶、預警信息屏。當達到預警閾值時，預警信息屏文字提示預警，遠程管理平臺、手機用戶實時接收到預警信息提示。城市內澇智能監(jiān)測預警系統(tǒng)集水位監(jiān)測、識別、預報、內澇風險預警與內澇風險等級評估等功能于一體，為城市防汛決策、指導城市排澇工作提供強有力的技術支撐。

2.系統(tǒng)架構

       2.1感知層

       一是水位雨量傳感內澇監(jiān)測設備位于物聯(lián)網結構中的層，通過傳感網絡獲取感知信息。感知層是物聯(lián)網的核心，是信息采集的關鍵部分。二是視頻采集系統(tǒng)與控制處理器等硬件設備集成，配置基于計算機視覺和深度學習技術的識別軟件，實現(xiàn)對場景水位拍攝的實時自動觀測識別，結合多要素自動氣象站的各項觀測采集數(shù)據(jù)進行綜合分析，進而對該場景水位進行準確的判識和預報。

       2.2通信服務層

       通信服務層主要是實現(xiàn)內澇監(jiān)測設備數(shù)據(jù)與場景圖像判識數(shù)據(jù)的匯集與數(shù)據(jù)管理，并提供Socket通訊服務、Data base存儲服務、Web Service、MQTT代理服務、App回調服務，實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)與雨污水管道管理平臺對接，為管理平臺等應用層提供專業(yè)、全面、可靠、直觀的數(shù)據(jù)服務。

       2.3網絡層

       網絡層是數(shù)據(jù)通信的核心，是數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕ǖ溃W絡層主要采用NB-IoT和4G通信網絡，具備覆蓋廣、連接多、速率快、成本低、功耗低、架構優(yōu)等特點。

       2.4應用層

       應用層為內澇智能監(jiān)測識別預警系統(tǒng)及第三方應用平臺，為門、運維部門、管線權屬單位等相關部門提供數(shù)據(jù)展示、決策分析等信息服務，實現(xiàn)對監(jiān)控區(qū)域內的水位、雨量、視頻狀況進行集中展示與監(jiān)管，為緊急處置城市內澇災害事件提供決策支撐。

3.系統(tǒng)功能

       3.1實時監(jiān)測告警

       實時監(jiān)測城市內澇狀態(tài)，根據(jù)預先設定報警規(guī)則，對現(xiàn)場液位的異常情況進行實時告警監(jiān)測。當液位超出閾值時，平臺端以及本地立即觸發(fā)報警，通知相關負責部門采取措施，現(xiàn)場聲光報警器以及LED顯示屏實現(xiàn)本地報警以及液位信息實時更新展示，系統(tǒng)還會對不同等級的液位進行不同等級的告警。

       3.2 GIS地圖展示

       在電子地圖上顯示現(xiàn)場位置信息、基礎信息、實時狀態(tài)等，也可以通過文本形式展示監(jiān)測位置、基礎信息、實時狀態(tài)、歷史狀態(tài)記錄等眾多信息。

       3.3視頻監(jiān)控

       視頻監(jiān)控是城市內澇實時監(jiān)控的物理基礎。首先，管理部門可通過它獲得有效數(shù)據(jù)、圖像或聲音信息，對突發(fā)性異常事件的過程進行及時的監(jiān)視和記憶，例如道路水位過高、人為破壞設備等狀況的及時掌握，用以提供高效、及時地指揮和調度、處理突發(fā)事件等。另外，基于智能識別軟件，實現(xiàn)對該場景圖像進行準確的水位判識和預報。

       3.4數(shù)據(jù)分析

       系統(tǒng)軟件具備數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、圖表分析等功能，可導出為EXCEL報表或直接打印。通過對系統(tǒng)中大量的液位數(shù)據(jù)、雨量數(shù)據(jù)進行深度挖掘，結合管網其他子系統(tǒng)數(shù)據(jù)，從不同角度、不同維度、不同需要等方面，對各種數(shù)據(jù)進行重組、匯總及對比分析，挖掘出更有利于提升城市排水防澇效能的關鍵數(shù)據(jù)。

       3.5內澇風險等級評估

        結合的內澇風險等級評定辦法，研究分析各種方法對研究區(qū)域的適應條件，從而確定研究區(qū)域適宜的內澇風險評估方法。

4.系統(tǒng)特點

       4.1應用范圍廣

       實時監(jiān)測道路低洼處、下穿式立交橋和隧道的積水，并通過4G網絡遠程傳送至城市內澇監(jiān)測系統(tǒng)平臺。

       4.2多類傳感器采集

       城市內澇智能監(jiān)測預警系統(tǒng)集成雨量采集、圖像采集、水位采集等，通過系統(tǒng)預報分析，及時把預警信息發(fā)布出去。

       4.3多元化預警發(fā)布

       發(fā)布預警采用廣播、LED電子屏、預警燈、短信等多種廣大群眾喜聞樂見樂見的方式報警。保障市民出行安全、及時避免人員、車輛誤入深水路段造成重大人身傷害與財產損失。

       4.4一體化安裝

    城市內澇（積水）監(jiān)測站由雨量、圖像、水位預警產品單元組成的一體化采集站，安裝簡單、操作方便。