道路积水监测系统校准
1.概述
道路积水监测系统是城市道路防洪、交通管控及应急调度的重要技术支撑，主要由液位传感器（超声波、雷达、压力式等）、数据采集终端（RTU）、通信模块及供电单元组成。为保证监测数据的准确性与可靠性，需依据相关国家标准和行业规范，定期对系统开展校准工作。本文件规定了道路积水监测系统校准的技术要求、操作流程及结果判定方法，适用于新建系统验收、周期性维护及故障维修后的校准作业。
2.校准前准备
2.1环境条件
校准应在天气晴朗、无降水、无强风的环境下进行。现场校准时，环境温度宜为0℃~40℃，相对湿度不大于90%RH，现场无强电磁干扰源（如高压线路、大型电机）。若涉及水下传感器校准，水体应静置，无明显流动或湍流。
2.2标准器与工具
液位标准器：钢卷尺（Ⅰ级）、激光测距仪（Ⅱ级）、标准液位计（精度不低于±0.5mm）或经检定合格的液位校准仪。
电气测试设备：高精度万用表（四位半及以上）、信号发生器、秒表（分辨力≤0.01s）。
辅助工具：水平仪、校准支架、清洁工具、防水密封胶、便携式计算机及系统调试软件。
核查设备：经校准的参照水位尺或全站仪（用于现场比对）。
2.3系统检查
外观检查：检查传感器外壳有无破损、腐蚀；立杆垂直度偏差不超过1°；线缆接头密封良好，无裸露或进水痕迹。
功能检查：通电后检查系统自检状态，确认数据采集、无线传输（4G/5G/NB-IoT）及平台接收功能正常。
清洁处理：清除传感器探头表面的淤泥、油污及附着物，确保测量面光洁。
3.校准项目与操作流程
3.1传感器安装位置校准
使用激光测距仪或全站仪复核传感器安装坐标。测量传感器探头至设计零点（通常为道路最低点标高或排水口底部）的垂直距离，误差应控制在±5mm以内。检查传感器水平度，超声波及雷达传感器安装倾斜度不得超过±1°。
3.2零点校准
在无积水状态下（或人工排空积水井），读取系统显示值。若示值不为零，通过调试软件或硬件按键将零点漂移修正至±1mm范围内。对于压力式传感器，需进行大气压力补偿校准，消除大气压波动引起的零点误差。
3.3示值误差校准
采用干湿结合法进行多点校准：
干标法：利用标准长度量具（钢卷尺）测量传感器探头至固定参照点（如路面）的距离，输入系统作为基准值。
湿标法：选取3~5个校准点（如50mm、100mm、200mm、300mm、500mm）。
在有条件的水槽或标准井中，注入已知深度的清水，待液面稳定后记录标准值与系统示值。
在现场不具备水槽条件时，可使用经检定的便携式液位标定仪，通过连通管原理将已知液位引入传感器测量区。
数据记录：每个校准点重复测量3次，取算术平均值作为该点测量结果。
3.4重复性校准
在200mm校准点，连续进行6次升降液位的循环测量。计算6次测量值的极差或相对标准差（RSD），重复性误差应不大于最大允许误差的1/2。
3.5响应时间校准
通过快速注排水改变液位，记录从液位发生阶跃变化（幅度≥50mm）至系统输出示值达到稳定值90%所需的时间。液位传感器的响应时间一般应不大于2s，数据采集终端的数据刷新间隔应与设定值一致（通常1~5min）。
3.6数据一致性校准
检查现场采集终端（RTU）显示值、远程监控中心平台显示值及标准器读数三者的一致性。三者之间的差值绝对值不应超过系统最大允许误差。
4.数据处理与结果判定
4.1计算公式
示值误差：Δh=hi−hs
式中，hi为系统第i次示值，hs为标准液位值。
引用误差：Ef=HspanΔh×100%
式中，Hspan为传感器量程上限。
重复性：计算6次测量值的实验标准差s及相对标准差RSD。
4.2技术指标要求
依据CJ/T252-2019《城镇排水设施数据采集与远程监控系统技术要求》及JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》：
示值误差：不超过±5mm或±0.5%FS（取最大值）。
重复性：相对标准差RSD≤1.0%。
零点漂移：24h内不超过±2mm。
数据传输同步性：现场与平台数据刷新时间差不超过1个采集周期。
4.3结果判定
若所有校准点示值误差均在允许范围内，且重复性、响应时间及数据一致性符合要求，则判定该系统校准合格。若存在不合格项，需调整传感器参数、更换故障模块或重新安装，直至复校合格。
5.校准周期与记录归档
校准周期：常规环境下，建议每12个月校准一次。在易淤积、强腐蚀或频繁受车辆振动影响的路段，周期缩短至6个月。
校准记录：记录应包含系统名称、安装地点、传感器型号及编号、标准器信息、环境条件、校准数据、处理结果及校准人员签字。原始记录保存期限不少于5年。
6.注意事项
校准前应切断传感器与强电回路的连接，防止电击或损坏设备。
现场校准时，需在作业区域设置安全警示标志，遵守道路交通安全规定。
对于超声波传感器，需检查探头下方是否存在障碍物或虚影干扰；对于雷达传感器，需确认波束角内无遮挡。
压力式传感器需定期进行清淤，防止因泥沙沉积导致测量筒堵塞。
校准完成后，恢复设备密封，检查防水接头紧固情况，并在系统中更新校准系数。
