城市内涝在线监测设备使用指南

一、概述

城市内涝在线监测设备是用于实时监测城市易涝点积水深度、降雨量、管网水位及流量等关键参数的专业设备系统。该系统集监测、传输、分析、预警于一体，广泛应用于城市低洼路段、下穿式立交桥、隧道出入口、地下车库入口、排水管网关键节点、涵洞、老旧小区等易涝区域。通过全天候实时监测与智能预警，系统可为城市防汛排涝、交通管控和应急调度提供数据支撑，有效保障城市运行安全和市民出行安全。

相比传统依赖人工巡查和经验判断的防涝管理模式，城市内涝在线监测设备具备全天候不间断运行、远程数据传输、自动预警、多部门协同联动等突出优势。

二、工作原理

城市内涝在线监测系统基于感知、传输、分析、预警、处置的一体化工作流程运行。

感知阶段，部署在城市易涝点的各类传感器实时采集积水深度、降雨强度、管网流量等关键数据。地埋式积水监测仪利用超声波或压力传感技术感知水位变化；雷达水位计采用非接触式测量方式，通过雷达波反射测量水位；电子水尺通过测量水的导电性变化感知液位高度。

传输阶段，前端采集的数据通过4G、5G、LoRa、NB-IoT等无线通信技术或光纤有线方式实时传输至数据中心。系统内置数据缓存模块，在网络中断时可存储数据，待网络恢复后自动补发。

分析与预警阶段，平台层对接收的数据进行存储、处理和分析。结合城市排水管网模型、地形数据和历史降雨规律，系统预测积水发展趋势，计算各区域的内涝风险等级。当监测数据或预测结果达到预设阈值时，系统自动触发预警。

处置阶段，预警信息通过短信、APP推送、电子显示屏、声光报警等多种渠道发布。管理部门可通过平台调度排水泵站、实施交通管制、派单抢险。

三、系统组成

一套完整的城市内涝在线监测系统通常由以下部分构成。

感知层包括部署在易涝点的前端监测设备，包含水位传感器、雨量传感器以及视频监控设备。水位传感器可采用地埋式积水监测仪、电子水尺、雷达水位计等类型。内涝监测一体机集水位监测、数据采集、通信传输和预警功能于一体，支持多种安装方式，可快速部署。

网络层利用无线通信技术将感知层采集的数据实时传输至数据中心，常用通信方式包括4G、5G、LoRa、NB-IoT等。平台层即数据管理平台，负责接收、存储、处理和分析来自感知层的数据，生成积水报告和预警信息。应用层通过可视化平台将处理后的数据以直观方式展示，支持手机APP、电脑端网页等多种终端访问。

系统还配备供电系统，通常采用市电、内置电池或太阳能供电方式。部分系统配备LED显示屏和声光报警器，现场显示积水深度并发出警示。

四、安装方法

监测点的选取直接关系到预警的及时性和有效性，应遵循以下原则。

代表性方面，选择辖区内具有典型性的易涝点位，包括立交桥下、地下通道入口、低洼路段、下穿隧道、老旧小区积水点等。优先选择城市低洼路段、立交桥下、隧道出入口、地下车库入口、涵洞、下穿式通道和居民小区积水高发区。

安全性方面，安装位置应避开强水流冲击区域和车辆频繁碾压区域，选择人行道边缘或道路隔离带内，减少车辆撞击风险。同时需避开树木、广告牌等遮挡物。

通信条件方面，确保安装区域处于无线网络信号覆盖范围内，以保证数据实时回传。供电条件方面，优先选择有市电接入的位置，若无条件则需确保太阳能光照充足。维护便利性方面，尽量选择便于日常巡视和检修的位置。施工前需充分了解地下管线分布，避免损坏地下管线。

不同类型设备的安装方法有所不同。

地埋式积水监测仪安装时，在选定位置按设备规格挖掘安装孔，确保孔壁垂直、底部平整。将设备垂直放入安装孔内，填入填充物细沙或水泥砂浆固定设备。关键要点是确保设备顶部盖板与地面平齐，并使用水平仪保持水平，以免影响测量精度。

雷达水位计采用非接触式测量，安装在积水点上方的支架或墙体上，确保测量范围覆盖整个积水区域。安装在水流平稳、无漩涡的垂直岸壁或专用支架上，探头正下方不得有杂物。

电子水尺安装于路面以下或窨井内，感应面朝上并与地面齐平。窨井液位计需垂直投影水面，固定支架承重应足够。

雨量传感器安装在空旷无遮挡区域，远离树木和建筑物，水平距离大于障碍物高度的两倍以上。

数据采集箱宜安装在立杆或墙体上，距离地面1.2至1.5米，便于操作和维护。机箱应保持垂直，防水密封良好。

供电系统安装方面，市电供电方式需布设防水电缆并安装漏电保护装置。太阳能供电方式需将光伏板朝向正南方向，倾斜角度根据当地纬度调整，蓄电池置于机箱内并连接牢固。

线缆连接应按照说明书正确连接传感器信号线、采集器电源线和通信模块线缆，所有接头均需做防水绝缘处理。

安装完成后通电测试，检查各模块运行状态。通过人工模拟积水或注水验证测量准确性，检查数据采集和传输是否正常，确认预警功能能否正常触发。观察采集终端指示灯和显示屏，确认电源指示灯常亮、传感器信号稳定、通信模块成功联网、系统时钟准确。

五、操作方法

操作人员到达现场后，先检查监测点位环境，查看设备是否被杂物遮挡、安装是否牢固，若有异常及时清理或加固。打开系统主机电源，等待系统自检完成，通常需要三至五分钟。检查各模块运行状态，包括水位传感器、雨量传感器、通信模块、预警指示灯是否正常。进入系统操作界面，输入现场点位信息，如道路名称、监测点编号。

通过设备自带的操作面板或配套的手机APP、电脑软件设置参数。

传感器类型方面，在采集器中选择与实际安装的水位传感器相匹配的类型，包括压力式、超声波或雷达式。量程设定应根据监测点历史最高积水深度设置合理量程，一般为0至2米或0至5米。对于非接触式传感器，需准确输入传感器安装高度，系统据此计算实际水深。

采集频率根据内涝风险等级设定，常规设置建议为每1至5分钟采集一次，汛期可加密至每10至30秒一次。上报周期向平台发送数据的频率，平时可设为5至15分钟，积水达到预警阈值时自动切换为实时上报。

数据传输方式根据网络覆盖选择4G、5G、NB-IoT或LoRa，配置服务器地址和端口。站点信息需录入监测点编号、详细位置描述、所属区域、管理责任人等信息。

预警阈值按积水深度划分等级。注意级为积水深度达到5至10厘米，提示关注；警示级为积水深度达到10至15厘米，发布提醒通知；警戒级为积水深度达到15至25厘米，触发声光报警和短信推送；危险级为积水深度超过25厘米，启动紧急预警并联动相关部门处置。报警方式可自定义声光报警、短信通知、平台弹窗等组合。

参数配置完成后，执行一次手动触发上报，登录平台确认数据正常接收，无延时或丢包现象。

设备运行后，管理人员可通过平台或移动端实时查看各监测点积水深度和水位变化。降雨或汛期加密查看频率，密切关注水位趋势。操作人员每小时查看一次现场监测数据，对比实时水位、雨量与历史同期数据，判断是否存在数据异常。每2小时记录一次监测数据，包括水位值、雨量值、设备运行状态。若遇降雨天气，缩短数据查看间隔至每30分钟一次，重点关注低洼路段、立交桥下等点位的水位变化。

当系统发出浅积水预警时，操作人员立即在监测点周边设置警示标志，引导行人车辆绕行，同时通过系统向交通指挥中心发送预警信息。中积水预警时，除现场警示外，联系市政排水部门调度排水泵车到现场排水，通过系统联动交通信号灯调整信号灯时长。深积水预警时，立即封闭积水路段，禁止车辆行人通行，疏散周边滞留人员，启动应急通信设备确保与指挥中心实时沟通。

六、日常维护

日常保养中需定期清理设备表面及周围淤泥，特别是在暴雨过后，应及时清除周边积水与杂物，防止设备被堵塞。若清洁维护不及时，会造成传感监测失灵、信号传输受阻、供电续航下降、设备管路堵塞、箱体进水受潮等问题。

清洁前应按照设备运维规范，提前关闭监测设备采集终端、传输模块电源，切断设备供电回路，避免清洁过程中渗水、积水造成电路短路。对于联网监测设备，需提前报备后台运维部门，暂停设备数据上传，避免清洁操作触发异常报警。

需重点检查设备外壳与路面结合处的密封胶是否出现老化、开裂或脱落现象。定期检查外壳密封件是否老化、破损，防止内部进水短路。对金属支架及外壳的锈蚀部位应及时进行除锈与防腐涂装处理。

全面检查监测站点的市电线路、配电箱及备用蓄电池。重点排查线路老化、接头裸露等安全隐患，测试蓄电池的充放电状态，确保在极端天气导致市电中断时，备用电源能够无缝衔接，保障设备持续在线。每月检查设备的供电系统，确保电源稳定，无漏电、短路等问题。

定期清理传感器表面的杂物和污垢，特别是水位传感器和雨量传感器，防止树叶、泥沙等堵塞。定期校准传感器，可使用标准液位计进行对比校准，保证测量误差在允许范围内。

每日需抽查监测数据，若发现某点位积水深度骤升骤降且无降雨支撑，应立即排查传感器是否故障或遭人为干扰。发现异常时先检查传感器是否被遮挡或损坏，清理后重新校准传感器，若数据仍异常，切换至备用传感器继续监测。每月对历史数据进行整理，剔除设备离线或故障时的无效数据，保障数据的完整性。

每季度对设备进行一次全面的性能检测，包括传感器精度校准、数据传输测试、预警功能测试等，发现问题及时维修或更换零部件。每年对设备的软件系统进行升级，更新数据处理算法和预警模型，提升设备的监测和预警能力。

七、常见故障与排查

设备数据异常时，如水位数据骤升骤降且无降雨支撑，应先检查传感器是否被遮挡或损坏。清理传感器表面杂物后重新校准，若数据仍异常，切换至备用传感器继续监测。

设备无法通信时，应先检查电源和通信线路，确认供电正常、信号线缆连接可靠。检查通信模块信号强度，确认SIM卡状态正常、网络覆盖良好。

传感器测量不准时，应检查传感器安装是否松动、探头是否被泥沙覆盖。对于地埋式设备，检查顶部盖板是否与地面平齐，有无积水或杂物影响测量。必要时使用标准工具进行现场校准。

设备无法启动时，检查供电系统是否正常，包括市电输入、蓄电池电量、太阳能板是否被遮挡等。检查电源线缆和保险丝是否完好。

八、注意事项

设备应安装于能够准确反映目标区域积水情况的位置，避开可能受干扰或破坏的地方。

安装地埋式设备时，必须确保顶部盖板与地面平齐，使用水平仪校准水平，以免影响测量精度。

设备长期处于高湿、积水环境，应定期检查密封件是否老化破损，防止内部进水短路。

设备正常使用时须保持连续开机运行，非必要不得随意断电。

汛期前应重点检查设备防水性能、供电系统和通信状态。

设备出现无法自行解决的故障时，应及时联系厂家技术人员进行维修，不可随意拆卸关键部件。

系统关闭时，应先确认水位持续低于安全阈值1小时以上且雨量停止。关闭前导出当日监测数据，备份至U盘和云端。然后依次关闭传感器电源、通信模块电源、主机电源。检查设备外观是否完好，清理传感器表面的泥沙和杂物。