彭州市海綿城市智慧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)施工方案一、工程概況1.1建設(shè)目標(biāo)本項(xiàng)目旨在構(gòu)建覆蓋彭州市中心城區(qū)及重點(diǎn)場(chǎng)鎮(zhèn)的海綿城市智慧監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市水文循環(huán)、海綿設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)及內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)感知與智能調(diào)控。系統(tǒng)建成后將達(dá)成以下目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)158.5平方公里規(guī)劃區(qū)內(nèi)254個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的全要素感知建立"源頭-過(guò)程-末端"三級(jí)監(jiān)測(cè)體系，覆蓋城市水系、排水管網(wǎng)、海綿設(shè)施等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)構(gòu)建具備數(shù)據(jù)采集、分析預(yù)警、效能評(píng)估等功能的智慧管理平臺(tái)形成與彭州市"兩河擁城、四廊觀山、五湖為核、七水穿城"城市格局相匹配的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)1.2建設(shè)范圍根據(jù)彭州市海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃要求，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)范圍包括：中心城區(qū)：重點(diǎn)覆蓋龍興寺歷史文化街區(qū)、人民渠濱河濕地等核心區(qū)域湔江河谷：沿湔江堰閘壩工程沿線布設(shè)河道監(jiān)測(cè)站重點(diǎn)海綿項(xiàng)目：彭州園景觀改造區(qū)、蒙陽(yáng)新城示范區(qū)等已建海綿設(shè)施易澇點(diǎn)：根據(jù)歷史內(nèi)澇數(shù)據(jù)確定的21處城市低洼地帶1.3系統(tǒng)構(gòu)成本系統(tǒng)采用"三橫三縱"架構(gòu)設(shè)計(jì)：感知層：部署雨量計(jì)、水位計(jì)、流量計(jì)等前端監(jiān)測(cè)設(shè)備傳輸層：構(gòu)建4G/5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與光纖專網(wǎng)相結(jié)合的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層：開(kāi)發(fā)智慧監(jiān)測(cè)平臺(tái)及移動(dòng)端應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系：建立數(shù)據(jù)采集、設(shè)備運(yùn)維等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)安全保障體系：實(shí)施數(shù)據(jù)加密、訪問(wèn)控制等安全措施運(yùn)維管理體系：制定設(shè)備巡檢、故障處理等管理制度二、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)2.1總體架構(gòu)系統(tǒng)采用分層分布式架構(gòu)，具體包括：2.1.1感知層設(shè)計(jì)水文氣象監(jiān)測(cè)：在城市廣場(chǎng)、公園等開(kāi)闊區(qū)域布設(shè)翻斗式雨量計(jì)，測(cè)量精度達(dá)0.2mm，采樣頻率1分鐘/次水位監(jiān)測(cè)：在河道、調(diào)蓄池等關(guān)鍵位置安裝雷達(dá)水位計(jì)，測(cè)量范圍0.1-30m，精度±0.5%FS流量監(jiān)測(cè)：在排水管網(wǎng)出口設(shè)置多普勒超聲波流量計(jì)，測(cè)量范圍0.1-5m/s，精度±1.0%水質(zhì)監(jiān)測(cè)：在河道斷面及雨水排放口部署濁度懸浮物傳感器，測(cè)量范圍0-1000NTU，分辨率0.1NTU土壤墑情監(jiān)測(cè)：在生物滯留設(shè)施內(nèi)埋設(shè)土壤濕度傳感器，測(cè)量范圍0-100%RH，精度±2%2.1.2傳輸層設(shè)計(jì)無(wú)線傳輸：采用4G工業(yè)路由器，支持TCP/IP協(xié)議，數(shù)據(jù)上傳周期可配置（1-30分鐘）有線傳輸：在重要監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用光纖傳輸，帶寬100Mbps，傳輸延遲<20ms數(shù)據(jù)中繼：在信號(hào)薄弱區(qū)域設(shè)置21臺(tái)中繼器，形成mesh網(wǎng)絡(luò)覆蓋邊緣計(jì)算：在前端監(jiān)測(cè)終端內(nèi)置邊緣計(jì)算模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理與本地存儲(chǔ)2.1.3應(yīng)用層設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)包括以下功能模塊：綜合監(jiān)測(cè)看板：基于GIS地圖展示各監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢與統(tǒng)計(jì)分析預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)：結(jié)合氣象數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估效能評(píng)估系統(tǒng)：計(jì)算徑流量削減率、雨水利用率等指標(biāo)移動(dòng)運(yùn)維系統(tǒng)：支持移動(dòng)端設(shè)備巡檢與故障上報(bào)2.2網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)核心網(wǎng)絡(luò)：采用雙機(jī)熱備的核心交換機(jī)，支持冗余備份接入網(wǎng)絡(luò)：監(jiān)測(cè)點(diǎn)通過(guò)VPN隧道接入中心系統(tǒng)，保障數(shù)據(jù)傳輸安全網(wǎng)絡(luò)帶寬：主干網(wǎng)絡(luò)帶寬1000Mbps，接入層帶寬100Mbps網(wǎng)絡(luò)安全：部署防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)施網(wǎng)絡(luò)分段隔離2.3硬件配置中心機(jī)房配置如下設(shè)備：服務(wù)器：2臺(tái)高性能應(yīng)用服務(wù)器，配置2顆IntelXeonGold6248處理器，128GB內(nèi)存存儲(chǔ)設(shè)備：磁盤(pán)陣列存儲(chǔ)容量16TB，支持RAID5冗余網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：核心交換機(jī)2臺(tái)，接入交換機(jī)4臺(tái)，防火墻1臺(tái)顯示系統(tǒng)：4×4LED拼接大屏，分辨率3840×2160備份設(shè)備：磁帶庫(kù)1臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)定期備份三、設(shè)備選型與技術(shù)參數(shù)3.1前端監(jiān)測(cè)設(shè)備3.1.1雨量監(jiān)測(cè)設(shè)備選用翻斗式雨量計(jì)，主要參數(shù)：承雨口徑：200mm測(cè)量范圍：0-4mm/min分辨率：0.2mm工作溫度：-20℃~+60℃供電方式：太陽(yáng)能供電（12V/5Ah蓄電池）3.1.2水位流量監(jiān)測(cè)設(shè)備選用一體化雷達(dá)流量計(jì)，主要參數(shù)：測(cè)量方式：非接觸式K波段雷達(dá)水位量程：0.1-30m流速量程：0.03-15m/s流量精度：±3%工作頻率：24GHz防護(hù)等級(jí)：IP683.1.3水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備選用多參數(shù)水質(zhì)傳感器，主要參數(shù)：監(jiān)測(cè)參數(shù)：濁度、pH、溶解氧濁度量程：0-1000NTUpH量程：0-14pH溶解氧量程：0-20mg/L響應(yīng)時(shí)間：<60s校準(zhǔn)周期：3個(gè)月3.1.4內(nèi)澇監(jiān)測(cè)終端選用一體化內(nèi)澇監(jiān)測(cè)終端，主要參數(shù)：監(jiān)測(cè)參數(shù)：水位、視頻圖像水位精度：±1cm視頻分辨率：1080P幀率：25fps報(bào)警方式：聲光報(bào)警+遠(yuǎn)程推送供電方式：AC220V+備用電池3.2數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備3.2.1無(wú)線傳輸終端選用工業(yè)級(jí)4G路由器，主要參數(shù)：網(wǎng)絡(luò)制式：LTE-FDD/LTE-TDD接口類型：1個(gè)WAN口，4個(gè)LAN口天線增益：5dBi工作溫度：-30℃~+70℃防護(hù)等級(jí)：IP303.2.2數(shù)據(jù)采集終端選用低功耗RTU，主要參數(shù)：模擬輸入：8路（4-20mA）數(shù)字輸入：16路繼電器輸出：4路存儲(chǔ)容量：4GB工作電流：<50mA@12V3.3平臺(tái)軟件智慧監(jiān)測(cè)平臺(tái)主要技術(shù)參數(shù)：操作系統(tǒng)：LinuxCentOS7.6數(shù)據(jù)庫(kù)：MySQL8.0開(kāi)發(fā)語(yǔ)言：Java/Python并發(fā)用戶數(shù)：支持500人同時(shí)在線數(shù)據(jù)存儲(chǔ)周期：歷史數(shù)據(jù)保存5年響應(yīng)時(shí)間：<3秒四、施工組織設(shè)計(jì)4.1施工準(zhǔn)備4.1.1技術(shù)準(zhǔn)備組織施工人員熟悉設(shè)計(jì)圖紙及技術(shù)規(guī)范進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，復(fù)核監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置及數(shù)量編制施工技術(shù)交底文件，開(kāi)展專項(xiàng)培訓(xùn)制定設(shè)備安裝調(diào)試方案及應(yīng)急預(yù)案4.1.2物資準(zhǔn)備按照設(shè)備清單進(jìn)行采購(gòu)與驗(yàn)收，主要設(shè)備包括：雷達(dá)水位計(jì)56臺(tái)、多普勒流量計(jì)27臺(tái)翻斗式雨量計(jì)42臺(tái)、濁度傳感器16臺(tái)一體化內(nèi)澇監(jiān)測(cè)終端21臺(tái)、中繼器21臺(tái)太陽(yáng)能供電系統(tǒng)85套、通信設(shè)備120套準(zhǔn)備施工工具及輔助材料：安裝支架、防水接線盒等安裝材料光纖熔接機(jī)、萬(wàn)用表等檢測(cè)工具安全防護(hù)用品及警示標(biāo)識(shí)4.1.3現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備辦理施工許可證及占道施工手續(xù)劃分施工區(qū)域，設(shè)置安全圍擋復(fù)核監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記檢查通信信號(hào)強(qiáng)度，確定基站位置4.2施工部署4.2.1施工分區(qū)將項(xiàng)目劃分為3個(gè)施工區(qū)域：A區(qū)：中心城區(qū)，配置2個(gè)施工班組B區(qū)：湔江河谷，配置1個(gè)施工班組C區(qū)：蒙陽(yáng)新城，配置1個(gè)施工班組4.2.2施工進(jìn)度計(jì)劃總工期150天，具體安排如下：第1-15天：施工準(zhǔn)備及設(shè)備采購(gòu)第16-60天：A區(qū)設(shè)備安裝調(diào)試第46-90天：B區(qū)設(shè)備安裝調(diào)試第76-120天：C區(qū)設(shè)備安裝調(diào)試第121-140天：系統(tǒng)聯(lián)調(diào)第141-150天：竣工驗(yàn)收及培訓(xùn)4.3主要施工流程4.3.1點(diǎn)位開(kāi)挖與基礎(chǔ)施工采用人工開(kāi)挖方式，基坑尺寸500mm×500mm×600mm澆筑C25混凝土基礎(chǔ)，預(yù)埋M16地腳螺栓基礎(chǔ)表面安裝不銹鋼接地極，接地電阻≤4Ω基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)期不少于7天4.3.2設(shè)備安裝以河道監(jiān)測(cè)站為例，安裝流程如下：支架安裝：安裝3m高鍍鋅鋼管支架，垂直度偏差≤1°支架底部焊接法蘭盤(pán)，與基礎(chǔ)螺栓固定安裝設(shè)備橫臂，伸出長(zhǎng)度1.5m設(shè)備固定：雷達(dá)水位計(jì)安裝高度距設(shè)計(jì)水位2m水平安裝角度調(diào)整范圍0-90°設(shè)備線纜穿管保護(hù)，做好防水處理太陽(yáng)能供電系統(tǒng)安裝：安裝40W太陽(yáng)能板，傾角30°蓄電池箱固定于支架下部，離地高度≥500mm連接控制器及逆變器，測(cè)試供電電壓4.3.3布線施工采用RVVP2×1.5mm2屏蔽電纜傳輸傳感器信號(hào)電纜穿Φ25PVC管埋地敷設(shè)，埋深≥500mm管道轉(zhuǎn)角處設(shè)置手孔井，便于線纜維護(hù)線纜接頭采用防水接線盒密封，做好標(biāo)識(shí)4.3.4系統(tǒng)調(diào)試單點(diǎn)調(diào)試：檢查設(shè)備供電是否正常測(cè)試傳感器采集數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確配置設(shè)備IP地址及通信參數(shù)網(wǎng)絡(luò)調(diào)試：測(cè)試數(shù)據(jù)上傳成功率，要求≥99%檢查數(shù)據(jù)傳輸延遲，要求≤5s驗(yàn)證中繼器信號(hào)覆蓋范圍聯(lián)調(diào)測(cè)試：模擬降雨場(chǎng)景，測(cè)試系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間驗(yàn)證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及查詢功能測(cè)試預(yù)警閾值觸發(fā)及推送功能五、質(zhì)量控制與安全管理5.1質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備安裝：支架垂直度：≤1°/m設(shè)備水平度：≤0.5°接線正確率：100%數(shù)據(jù)質(zhì)量：數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確率：≥99.5%數(shù)據(jù)傳輸完整性：≥99%系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間：≤3s工程質(zhì)量：基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度：≥C25接地電阻：≤4Ω防護(hù)等級(jí)：戶外設(shè)備IP685.2質(zhì)量保證措施5.2.1設(shè)備質(zhì)量控制設(shè)備進(jìn)場(chǎng)需提供出廠合格證及檢測(cè)報(bào)告對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行抽樣檢測(cè)，合格率100%建立設(shè)備管理臺(tái)賬，跟蹤設(shè)備安裝調(diào)試過(guò)程5.2.2施工過(guò)程控制實(shí)行"三檢制"（自檢、互檢、專檢）關(guān)鍵工序?qū)嵤┡哉颈O(jiān)理，留存影像資料隱蔽工程驗(yàn)收需經(jīng)監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)5.2.3測(cè)試驗(yàn)收控制編制詳細(xì)的測(cè)試方案及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)分階段進(jìn)行單機(jī)測(cè)試、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、試運(yùn)行邀請(qǐng)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行性能評(píng)估5.3安全生產(chǎn)管理5.3.1安全防護(hù)措施施工人員必須佩戴安全帽、反光背心高空作業(yè)（>2m）需系安全帶，設(shè)置安全網(wǎng)電氣作業(yè)需執(zhí)行"停電、驗(yàn)電、掛牌"程序水上作業(yè)配備救生衣及救援設(shè)備5.3.2安全管理制度建立安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各崗位職責(zé)開(kāi)展班前安全技術(shù)交底，每日安全巡查特種作業(yè)人員必須持證上崗制定應(yīng)急預(yù)案，定期組織應(yīng)急演練5.3.3文明施工措施施工區(qū)域設(shè)置圍擋及安全警示標(biāo)識(shí)夜間施工需設(shè)置警示燈，減少噪音污染施工材料堆放有序，及時(shí)清理建筑垃圾協(xié)調(diào)周邊居民關(guān)系，減少施工擾民六、系統(tǒng)調(diào)試與試運(yùn)行6.1系統(tǒng)調(diào)試6.1.1硬件調(diào)試傳感器校準(zhǔn)：雨量計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)雨量筒進(jìn)行比對(duì)校準(zhǔn)水位計(jì)通過(guò)水位標(biāo)定裝置進(jìn)行多點(diǎn)校準(zhǔn)流量計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行流量標(biāo)定網(wǎng)絡(luò)測(cè)試：連續(xù)72小時(shí)通信穩(wěn)定性測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸成功率及延遲測(cè)試網(wǎng)絡(luò)冗余切換功能測(cè)試6.1.2軟件調(diào)試功能測(cè)試：驗(yàn)證各模塊功能是否符合設(shè)計(jì)要求性能測(cè)試：模擬500用戶并發(fā)訪問(wèn)，測(cè)試系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間兼容性測(cè)試：測(cè)試平臺(tái)在不同瀏覽器及操作系統(tǒng)的兼容性6.2試運(yùn)行6.2.1試運(yùn)行方案試運(yùn)行周期：30天測(cè)試內(nèi)容：系統(tǒng)穩(wěn)定性測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性驗(yàn)證預(yù)警功能有效性測(cè)試設(shè)備故障率統(tǒng)計(jì)6.2.2試運(yùn)行保障安排專人24小時(shí)值班建立故障快速響應(yīng)機(jī)制每日生成試運(yùn)行報(bào)告定期召開(kāi)試運(yùn)行分析會(huì)6.3竣工驗(yàn)收6.3.1驗(yàn)收內(nèi)容工程質(zhì)量驗(yàn)收：檢查設(shè)備安裝及施工質(zhì)量系統(tǒng)功能驗(yàn)收：驗(yàn)證各項(xiàng)功能是否達(dá)標(biāo)性能指標(biāo)驗(yàn)收：測(cè)試系統(tǒng)主要性能參數(shù)文檔資料驗(yàn)收：審查竣工圖紙、測(cè)試報(bào)告等資料6.3.2驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備安裝合格率100%系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)率100%數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率≥99.5%文檔資料完整率100%七、運(yùn)維管理7.1運(yùn)維組織架構(gòu)運(yùn)維中心：負(fù)責(zé)系統(tǒng)整體運(yùn)維管理技術(shù)支持組：處理設(shè)備故障及技術(shù)問(wèn)題現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維組：負(fù)責(zé)設(shè)備巡檢及維修數(shù)據(jù)管理組：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)維護(hù)及備份7.2運(yùn)維管理制度7.2.1巡檢制度日常巡檢：每周1次，檢查設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)專項(xiàng)巡檢：每月1次，進(jìn)行傳感器校準(zhǔn)季度巡檢：每3個(gè)月，全面檢查系統(tǒng)狀況特殊巡檢：惡劣天氣前后進(jìn)行重點(diǎn)檢查7.2.2故障處理流程故障上報(bào)：通過(guò)運(yùn)維平臺(tái)或電話上報(bào)故障故障診斷：技術(shù)人員遠(yuǎn)程分析故障原因派工處理：安排運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)維修故障關(guān)閉：修復(fù)后進(jìn)行效果驗(yàn)證總結(jié)分析：記錄故障處理過(guò)程，優(yōu)化預(yù)防措施7.3備品備件管理建立備品備件庫(kù)，主要包括：常用傳感器：水位計(jì)、雨量計(jì)等關(guān)鍵部件：太陽(yáng)能板、蓄電池等消耗材料：電纜、接頭等實(shí)行最低庫(kù)存量管理，確保及時(shí)更換7.4技術(shù)培訓(xùn)為運(yùn)維人員提供以下培訓(xùn)：設(shè)備原理及維護(hù)培訓(xùn)系統(tǒng)操作及故障處理培訓(xùn)數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用培訓(xùn)應(yīng)急處置培訓(xùn)八、工期計(jì)劃與保障措施8.1施工進(jìn)度計(jì)劃第1-15天：施工準(zhǔn)備階段完成圖紙會(huì)審及技術(shù)交底設(shè)備采購(gòu)及進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收施工方案審批及手續(xù)辦理第16-100天：設(shè)備安裝階段完成85%的監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)備安裝中心機(jī)房設(shè)備安裝及網(wǎng)絡(luò)布線第101-130天：系統(tǒng)調(diào)試階段前端設(shè)備單機(jī)調(diào)試系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及功能測(cè)試第131-150天：試運(yùn)行及驗(yàn)收階段系統(tǒng)試運(yùn)行及問(wèn)題整改竣工驗(yàn)收及資料移交8.2進(jìn)度保障措施組織保障：成立項(xiàng)目經(jīng)理部，明確各部門職責(zé)資源保障：投入足夠的人力、物力及資金技術(shù)保障：組織技術(shù)攻關(guān)，解決施工難題制度保障：實(shí)行周進(jìn)度考核及獎(jiǎng)懲制度應(yīng)急保障：制定趕工計(jì)劃，應(yīng)對(duì)工期延誤九、結(jié)論與建議本施工方案基于彭州市海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃要求，結(jié)合國(guó)內(nèi)智慧監(jiān)