一、方案背景

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和政策的推動下，以往在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和規(guī)劃方面比較落后，沒有對排水管道根據(jù)水的來源進(jìn)行分設(shè)，采用的是雨水和污水合用一條排水管道的形式，即合流制的排水系統(tǒng)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)保意識的增強(qiáng)，對雨水口的監(jiān)控一直是環(huán)保監(jiān)管的一個盲點,在南方多雨強(qiáng)降水區(qū)域，雨污水混流排放造成的外界水域污染是一個非常普遍、棘手的問題。如果將所有雨水都送入污水廠處理，將使得污水廠水質(zhì)、水量發(fā)生變化，甚至對污水廠造成安全問題。

雨污分流，是一種排水體制，是指將雨水和污水分開，各用一條管道輸送，進(jìn)行排放或后續(xù)處理的排污方式。雨水通過雨水管網(wǎng)直接排到河道，污水則通過污水管網(wǎng)收集后，送到污水處理廠進(jìn)行處理，避免污水直接進(jìn)入河道造成污染。且雨水的收集利用和集中管理排放，可降低水量對污水處理廠的沖擊，保證污水處理廠的處理效率。

二、系統(tǒng)組成

城市污水井雨污分流監(jiān)控系統(tǒng)解決方案基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)，通過在各個管井下安裝液壓傳感器、流量傳感器、溫濕度傳感器、井蓋狀態(tài)監(jiān)測裝置等設(shè)備，采集井下環(huán)境數(shù)據(jù)，管理人員可以通過云端管理平臺實時查看。綜合考慮實際情況和各方需求后設(shè)定的方案架構(gòu)，整體由下至上分別為：感知層、傳輸層、平臺層、應(yīng)用層。

感知層：本層為系統(tǒng)提供感知、控制、顯示等功能，包括液位傳感器、液壓傳感器、流量傳感器、溫濕度傳感器、井蓋狀態(tài)監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)采集終端等設(shè)備。可以實時監(jiān)測井下管網(wǎng)環(huán)境信息，為管理人員提供支持。

傳輸層：根據(jù)設(shè)備現(xiàn)場的實際環(huán)境和規(guī)劃要求，可選擇使用多種網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式，組成互聯(lián)互通的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，最終通過互聯(lián)網(wǎng)與云端服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制命令的交互。

平臺層：軟件系統(tǒng)將實時的基礎(chǔ)設(shè)備層收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整合上傳給云平臺進(jìn)行分析處理，將應(yīng)用策略層下發(fā)的策略，發(fā)送到基礎(chǔ)設(shè)備層進(jìn)行精細(xì)化的管控，實現(xiàn)對基礎(chǔ)設(shè)備層的設(shè)備進(jìn)行有效的控制。

應(yīng)用層：基于基礎(chǔ)設(shè)備層的收集，和云平臺的處理分析，管理人員可以通過云端管理平臺查看實時數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)人結(jié)合實際情況進(jìn)行處理。

三、系統(tǒng)功能

■數(shù)據(jù)實時監(jiān)測：實現(xiàn)在線監(jiān)測的地圖顯示、查看，包括監(jiān)測設(shè)備的快速查詢顯示、監(jiān)測數(shù)據(jù)展示、報警情況顯示及監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線圖的實時展示，通過系統(tǒng)主界面的顯示功能，可以查看設(shè)備的位置、運(yùn)行狀態(tài)，掌握其通過液位傳感器、液壓壓力傳感器、流量傳感器、溫濕度傳感器等環(huán)境傳感器對井下液位、液壓、水流量、溫濕度等信息進(jìn)行監(jiān)測等。另外，地圖還支持視頻、液位、流量、流速、水質(zhì)自定義等多種顯示模式。

■遠(yuǎn)程監(jiān)管平臺：污水井監(jiān)控、閘門、泵站等各類工程和設(shè)施的信息錄入和管理，建立工程檔案。數(shù)據(jù)匯總，展示，分析，各項數(shù)值統(tǒng)計及分析，設(shè)置預(yù)警量自動報警等、數(shù)據(jù)實時更新，能做到5分鐘級的數(shù)據(jù)更新速率、該速率要用戶可調(diào)，并且可以實現(xiàn)類似于當(dāng)發(fā)現(xiàn)污水井有超標(biāo)情況時，系統(tǒng)在給管理員發(fā)出提示的同時可以自動提高數(shù)據(jù)采集和傳輸頻率。要求有權(quán)限設(shè)置功能，數(shù)據(jù)的查看和平臺管理要有嚴(yán)格權(quán)限區(qū)分，并可實現(xiàn)用戶最高管理員可自定義權(quán)限。

■GIS地圖展示：可以提供以百度、谷歌二維或三維影像圖為背景，將監(jiān)測點的污水井井下環(huán)境信息的實時監(jiān)測和歷史信息查詢功能，確保用水信息準(zhǔn)確、詳細(xì)。并進(jìn)行超限、超標(biāo)預(yù)警，提醒管理人員及時處理。同時平臺支持手機(jī)及PC等多種訪問方式。

■設(shè)備統(tǒng)一管理：統(tǒng)一通訊協(xié)議，后續(xù)需要能夠提供接口，對于一些需要對外公布和數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)外傳。

■遠(yuǎn)程控制功能：24小時污水井監(jiān)管，能根據(jù)客戶預(yù)設(shè)自動預(yù)警，自動報警，并預(yù)留與電磁閥等執(zhí)行器聯(lián)動的功能，本方案也需在制作時設(shè)計閥門控制，實現(xiàn)當(dāng)超標(biāo)時，閥門對應(yīng)動作的功能。

■污水計量：準(zhǔn)備在污水井各個監(jiān)測點建立計量，計量方式需根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境設(shè)計，需充分考慮計量現(xiàn)場情況。

■視頻監(jiān)控采集：同時每一處計量及監(jiān)測點需設(shè)置視頻監(jiān)控設(shè)備，并實現(xiàn)監(jiān)控現(xiàn)場情況與監(jiān)管平臺遠(yuǎn)程通訊對接。

■各職能部門之間數(shù)據(jù)通信在局域網(wǎng)內(nèi)完成；各監(jiān)測站點與管理部門調(diào)度中心之間采用2G\3G\4G\5G\NB-IoT等無線網(wǎng)絡(luò)通信。

四、系統(tǒng)特點  

★ 通信靈活：現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備可靈活選用2G/3G/4G、NB-IoT、LoRa、光纖等通信方式。

★ 功能豐富：具有現(xiàn)場顯示、本地操控、遠(yuǎn)程控制、預(yù)警分析等功能，支持定制開發(fā)。

★ 遠(yuǎn)程運(yùn)維：監(jiān)控軟件支持電腦、手機(jī)APP遠(yuǎn)程訪問，方便污水井管理和系統(tǒng)維護(hù)。

★ 多重報警：數(shù)據(jù)異常、設(shè)備故障時，通過監(jiān)控軟件、手機(jī)APP、短信等多種形式報警。

★ 智能運(yùn)行：支持根據(jù)污水井自動控制取水泵組運(yùn)行；根據(jù)污水井水位自動啟/閉電動閘門。

五、系統(tǒng)意義：

污水井雨污分流監(jiān)控系統(tǒng)解決方案可以有效對污水井進(jìn)行全天候?qū)崟r監(jiān)測，實時掌握雨污分流情況有效支撐排水管網(wǎng)的日常運(yùn)維工作和汛期排澇聯(lián)動，如有異常險情，第一時間采取應(yīng)對措施，同時可以利用大數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)對污水井液位監(jiān)測系統(tǒng)水位進(jìn)行預(yù)測，提前做好相關(guān)部署，于削減污水排放量、改善水環(huán)境和促進(jìn)水資源有效利用發(fā)揮了重要作用，提高環(huán)境管理科學(xué)化、信息化水平。