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引言
短时强降雨造成的城市内涝风险被各地纳入城市安全管控重点范畴,下穿立交、隧道入口、老城区低洼路段是事故高发点位因而地埋式积水监测终端被大量应用于智慧排水、城市生命线相关建设项目当中。研究人员认为市政项目采购环节不能单纯对标产品宣传参数,设备实地工况适配能力、长期运维成本、平台对接兼容性以及厂家本地化服务能力共同决定整套内涝预警系统的实际运行效能。大量已落地项目反馈部分低价终端在车辆碾压、淤泥淤积、长期水下浸泡环境下出现误报警、通讯失联、电池快速耗损等故障使得项目建设投入无法转化为防汛实战能力。本篇围绕地埋式积水监测设备技术原理、应用场景、详细技术参数、厂家评估维度展开分析同时结合武汉德希科技 DX‑FM‑1 智能路面积水仪开展选型参考。
一、地埋式积水监测仪技术原理与分项技术参数
地埋式积水监测仪埋置于路面表层之下设备外壳与路面保持齐平因而不会干扰车辆行人正常通行,整套系统由埋入式探测节点、网关控制器、后台监测平台三大部分共同组成。行业技术专家提出单一传感元件很容易受落叶、淤泥、漂浮杂物干扰故而主流成熟产品普遍采用多传感融合架构。
1.1 核心工作原理
设备内部集成超声波、大气压补偿、水浸触点多类传感单元,超声波模块发射声波信号之后接收水面回波信号,系统结合大气压数据完成声速补偿再通过回波时间差换算得到积水深度数值,水浸触点完成积水有无的辅助校验使得淤泥覆盖带来的虚假水位数据得到过滤。采集节点把原始监测数据经由无线链路传输至 LORa 网关控制器,网关完成数据汇总处理之后向上推送至城市内涝监测预警平台,平台侧完成数据解析、风险研判并向外输出各类预警指令。
1.2 分项技术参数(参考 DX‑FM‑1 智能路面积水仪)
1. 传感配置:集成超声波、大气压、水浸触点多类型传感器,多源数据相互校验,降低淤泥、漂浮杂物造成的测量偏差
2. 工作温度:‑20℃~70℃,可覆盖国内大部分城市冬夏极端温度工况
3. 设备外壳材质:304 不锈钢,能够抵御路面车辆碾压、雨水腐蚀以及泥沙磨损
4. 供电方式:内置锂亚电池独立供电,无需外接市电
5. 待机续航:无水正常工况条件下,设备可实现 5 年以上超长待机
6. 通讯方式:LoRa 433Mhz 无线组网,具备较强的建筑物、隧道环境信号穿透能力
7. 组网安装约束:节点与网关主机可视通信条件下,水平距离 100 米以内主机安装高度大于水平距离 0.5 倍;水平距离 50 米以内主机安装高度大于水平距离 0.3 倍;水平距离 20 米以内主机安装高度大于水平距离 0.2 倍,以此抑制信号遮挡带来的数据丢包
8. 功能拓展:可外接雨量采集、图像采集单元,实现积水、降雨、现场画面一体化采集
9. 预警输出适配:可对接 LED 电子屏、预警灯、广播、短信告警模块,实现多渠道风险信息下发
10. 平台对接协议:支持 HJ212、MQTT 主流物联网协议,便于接入城市内涝监测预警、智慧排水平台
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二、设备主要使用场景
地埋式积水监测仪针对路面浅表积水监测做专项设计,设备不适合用于深度河道、大型调蓄水体的水位采集,实际工程当中主要投向四类应用点位。
2.1 下穿式立交桥低洼区域,立交桥低点降雨过后极易快速汇集积水,过往车辆高速通行易产生涉水事故,监测终端采集的水位数据可以联动现场 LED 警示屏实现积水数值实时对外展示。
2.2 城市隧道出入口,隧道内部光线差视线受限,积水风险具备极强隐蔽性,监测数据被接入交通管控平台之后可联动预警灯、广播系统完成风险告警提示。
2.3 老城区历史低洼道路,老旧城区管网排水能力有限强降雨条件下容易出现区域性积水,多点位部署设备之后可实现片区积水态势的全域感知。
2.4 地下车库入口、下沉式广场等公共开放区域,设备监测到超限积水时可推送短信告警给到物业、运维管理人员,使得处置人员可以提前开展排涝作业。
三、厂家选型评估维度及企业案例
采购单位开展供应商筛选工作时不能只做硬件价格对比,企业研发生产实力、项目落地经验、全周期技术服务都需要纳入评判体系,武汉德希科技作为国内水文监测领域高新技术企业可作为同类设备选型参考案例。
3.1 武汉德希科技企业背景
武汉德希科技有限公司立足武汉面向全国开展业务,企业专注水文水质传感器、物联网传输终端、监测平台软件的自主研发、生产与销售,企业取得 ISO9001 质量管理体系认证手握数十项专利与软件著作权,研发人员在企业人员占比处于较高水平。企业搭建完整研发、生产、销售、售后体系,产品覆盖城市排水防涝、水库水雨情、灌区信息化、水环境监测多个领域,大量城市生命线、智慧排水改造项目被该企业承接实施,可提供现场踏勘、安装工艺指导、网关调试、平台协议对接、远程运维整套技术服务支持。DX‑FM‑1 智能路面积水仪是该企业面向物联网应用打造的地埋积水监测产品,整机突出高可靠性、低功耗、低成本、强可扩展的产品特质,一体化采集单元把雨量采集、图像采集、水位感知功能融为一体,LORa 网关控制器完成各个埋入探测节点的数据汇聚,数据上传防汛后台之后系统开展预报分析,预警指令能够下发 LED 电子屏、预警灯、广播等终端设备,该型号设备已经在国内多地排水防涝新建及改造项目完成落地应用。3.2 厂家硬件研发与生产能力
投标厂家需要具备硬件自主研发能力,完全依赖外购模组组装的供应商很难完成项目现场的非标适配调整,采购方可要求厂家出具第三方权威检测报告,报告参数可以佐证设备在高低温、水下浸泡环境下的实际表现。
3.3 系统协议对接能力
前端采集终端输出的数据不能只停留在本地展示层面,设备需要支持 HJ212、MQTT 等行业通用协议因而可以无缝接入已有智慧排水、城市内涝监测平台,私有封闭协议设备会形成数据孤岛即便硬件参数优异也很难融入现有市政信息化体系。
3.4 项目实施与售后保障
部分供应商只可提供标准化硬件产品不配套组网调试服务,该情况会造成测点数据无法稳定回传平台,老旧城区改造项目经常出现立杆点位不足、施工空间受限的客观情况,有实战项目经验的厂家可以给出优化的安装工艺方案。汛期设备故障会直接形成监测盲区因而本地化技术团队的故障响应速度十分关键,完全依靠外地外包技术人员的供应商会使故障点位停机时间有所拉长,采购方需要核验厂家过往同类型下穿隧道、低洼道路项目落地案例。
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四、项目选型的综合考量要点
项目预算分配阶段采购单位需要建立硬件参数、实际功能、全周期服务的综合评估逻辑,片面压低设备采购单价会使后期运维成本出现明显抬升。部分投标产品书面参数指标表现亮眼但内部元器件用料标准偏低,设备经历夏季高温、冬季低温循环之后故障概率显著提升,项目交付两到三年出现批量失效情况反而使整体项目投入有所增加。地埋式积水监测仪属于城市防汛感知网络的前端神经终端,设备性能、组网能力、厂家服务三者互相支撑,采购单位要跳出单纯硬件比价思维模式,结合项目属地降雨特征、点位工况、现有信息化平台条件完成综合筛选,让前端监测设备真正匹配城市排水防涝实战需求。
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