智慧城市背景下排水工程智能化的思考

杨旭 王雨

摘要：智慧城市背景下城市功能更为完善，合理运用网络信息技术对城市运行进行远程调控，对城市的交通运输、给排水、电热、通信进行了合理的资源分配，明确了功能区划，极大的缓解了城市病问题，为城市健康可持续发展提供了坚实的保障。作为智慧城市运行体系中的关键环节，排水工程智能化可以有效的进行城市内涝预警预报，时刻监控排水管道系统，建立起智能化排水工程保证城市水循环系统的稳定和高效。本文主要就智慧城市背景下排水工程智能化进行探思。

关键词：智慧城市；排水工程；智能化；具体应用

引言：

排水工程是城市基础设施中最为基础的环节，它承担着城市水循环以及防止城市内涝的重要使命，在智慧城市背景下，将智能化技术与城市排水工程进行融合也是时代发展的必然趋势，通过网络巡查和监控系统，对城市排水系统的运行状况进行实时监控，了解排水工程存在的不足之处并加以解决，通过智能化系统与综合管理的有效结合，提升城市排水工程的运行效率和稳定性，为城市居民提供更为优质和高效的服务。

1.智能化排水工程的构成框架

智慧城市需要灵活的运用最新的信息技术，推动城市各个领域的信息化体系革新，进而实现信息化、城镇化和工业化之间的深度融合，缓解城市化过程中带来的各种问题，切实提升城镇化质量，实现城市的精细化和动态管理。智能化排水工程的构建亦是如此，合理的运用信息技术，构建出立体化的管理框架体系，具体包括感知层、执行层、网络层和平台层以及应用层等内容。

智慧排水工程的感知层，主要是对城市排水系统中的水位的数据信息、水流的数据信息、雨量的数据信息、水质的数据信息、地理数据信息以及视频监控等具体数据进行收集和整理，为后续的管理工作提供参考；执行层主要是由槽闸启闭机构、电动执行机构和PLC控制柜等组成；网络层是由移动网络、政务专网、控制专网、采集专网和公共平台网等几部分构成；平台层主要包括了数据监控平台、数据交换平台、GIS服务平台和模型管理平台等几部分构成；应用层主要包括了在线监测、预警信息、数据分析功能、地图GIS、模型分析和只会运行等功能，上述各个环节可以对城市排水管网系统进行监控，对城市内涝进行预警，并对排水工程的运行进行指挥调度，切实提升城市排水工程的运行效率^[1]。

2.智慧排水系统的实践应用

2.1 数据采集系统和监控系统

在智慧排水系统中，此项系统主要是将管网、中水站、雨污泵站以及河道等 SCADA 数据信息和有关的硬件财务数据信息进行结合，并对以上数据信息进行统一化的管理，然后对用户的实际需求进行分析，并进行相关的统一工作，这样一来就可以有效提高应急指挥决策的科学合理性，为相关应急指挥工作的顺利进行提供坚实的保障。

2.2城市内涝预警预报系统

城市内涝预警预报系统主要是将中心站和监测站的工作进行统一和协调，这样一来在实际的工作过程中有关的工作人员就可以对城市中的道路、下沉式立交桥、小区以及商场中的地下停车场、排水管道、渠道、检查井、排水口以及城市河流水系等多个观测点的数据信息进行实时的监督和管理，这样一来不仅可以有效提高数据信息的时效性，与此同时还可以为城市排水调度管理机构的各项工作提供科学准确的数据保障^[2]。

2.3 排水管网的巡查系统

当前排水管网巡查系统是手持移动设备和 Web 系统相互结合的产物，通过应用此项系统可以有效的推动管网巡查管理模式向着全程化、精细化的方向进行发展。与此同时，通过对移动巡检系统进行合理地开发还可以更好的为地下管线提供相关的应急服务 ：使用 GPS、GSM/GPRS/NBIOT、GIS以及有关的计算机网络通信技术和数据信息处理技术，相关工作人员可以在 GSM/GPRS 通信系统平台上对管线巡检系统进行合理地开发，如此可提高工作过程中巡查效率，节省人力、物力，并可以进一步推动数字化、智能化、信息化的发展，同时还提高经济故障的实际处理水平和协调工作水平。

2.4 视频监控系统

在实际的工作过程中通过对视频监控系统进行合理地应用，可以有效的为预警防汛系统以及监控决策系统提供有关的数据信息。

3.排水工程智能化系统设计要求

3.1排水管网巡查系统

在排水管网巡查系统中一个完整的管线信息主要由管线空间位置信息、管线基本属性信息和管线实际的工作运行情况组成。在实际的工作过程中通过对管线进行普查或者是在竣工验收的过程中对其进行测量就可以获取准确的管线空间位置信息和有关的基本属性信息，而相关工作人员可以通过对互联网技术和相关的管线传感器进行合理地应用从而获取准确的管线实际工作运行数据信息，在对物联网数据层、检测层以及相关的感知层进行深入研究的基础上，将相关的传感器安装到管线机器附属设施上，这样一来工作人员就可以对管线有关工作运行状态的数据信息进行实时的了解，并且还可以提高数据信息的时效性。

3.2 城市内涝预警预报系统

结合有关的数据信息对城市内涝水力模型进行构建，同时通过对相关监测数据进行分析，对内涝风险的指数进行准确的预算，然后对城市排水管网排水能力进行准确的评估，进行进行相关的预警工作。

3.3 视频监控系统

对公共视频监控系统进行合理地应用，从而起到对主要道路、城市低洼区域视频监控补充的作用，实现多平台部门视频监控系统能够实时的进行共享。与此同时，还需要根据水力模型的实际情况，准确的选取监控位置。

3.4 排水综合指挥调度系统

将排水管网巡查系统、内涝预警预报系统和视频监控系统进行结合，从而有效的构建可视化管理系统，同时对相关的模型软件进行合理地应用，对测算验证进行模拟，合理地对指挥调度的权限进行设置，从而加强系统和安全平台的联络力度。

3.5 关键技术

第一，物联网传感器的感知技术。其中主要包括传感器技术、标签以及嵌入式系统技术。在计算机的应用过程中传感器技术是其中关键的技术手段。但是目前为止计算机主要处理的是有关的数字信号，所以在实际工作过程中传感器需要将模拟信号进行转换，这样一来计算机才可以对其进行有效的处理 ；标签也是传感器技术之一。其中 RFID 技术是无线射频技术和嵌入式技术的结合产物，在对物品进行自动识别和物流管理工作中 RFID 技术有着非常广泛的应用。嵌入式技术是计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术以及电子应用技术结合的产物^[3]。第二，通信和融合技术。通过使用通信和融合技术可以有效的传递和控制管网感知数据以及相关的控制信息。第三，评估和预警技术可以结合管网的实际工作情况对其工作状态的数据信息进行监测，并对其中可能存在的安全隐患和风险等进行准确的评估，然后结合实际情况制定合理地应对措施，可以灵活应对突发事件。

4.结束语

简而言之，智慧城市背景下排水功能的智能化需要合理的运用感知监测网、物联网、云计算、移动互联网以及相关的工业控制等先进的信息技术，对当前市政工程中的排水系统的实际运行情况进行深入的分析和全面的了解，并实施可视化管理模式，对一体化的智慧排水系统进行建设，从而为排水工程的顺利进行提供保障。

参考文献：

[1] 丁孝兵,伍超云,陈凤.智慧城市背景下排水信息化建设及应用探索[J].测绘与空间地理信息.2021.44(07):119-122.

[2] 王普磊.智慧城市背景下排水工程智能化的探索[J].安徽建筑.2020.27(02):166-167+170.

[3] 李继华.基于智慧城市背景下的城市洪涝模拟研究[J].智能建筑与智慧城市.2019.(10):90-91.