广东省梅州市：加速推荐智慧城市排水防汛防涝管理系统

1、项目背景

随着广东省梅州市城市化进程的加速推进，城市排水管网系统变的越来越庞大和复杂，对排水管网的设备维护管理、养护管理、运行监控、应急抗洪和科学战略决策等提出更为严格的要求。但是，鉴于经费紧张、维护保养管理不规范，造成排水管道老化、淤积、阻塞、内涝现象、黑臭水体、污水外溢等诸多问题屡见不鲜。城市强降雨所引发的“城市观海”现象，即大量积水出现在城市下穿隧道、立交桥和低洼地带，给居民出行带来了巨大困惑。因此，科学组织排水管网普查、雨污混接排查，并打造动态城市防汛排涝信息系统和运维管理机制，达到排水管网精益化管理，不单单是城市排水设施日常保养和安全运营的稳定保障，也是推动城市水环境改善的必要有效的手段。

现阶段，全国各地正加大力度推动智慧城市水务系统及城市黑臭水体治理工作，国家、省市都出台了有关政策法规，排水管网和设施作为智慧水务及城市黑臭水体治理不可或缺的一部分，强化对城市排水管网升级改造、防洪应急救助、日常养护信息化建设，成为了“强监管、弥短板”的重要手段。

城市防汛排涝信息系统以“物联网感知、信息共享、科学战略决策、精细管理”为设计理念，基于物联网、大数据、GIS、移动互联网技术，通过建立前端监测感知体系，达到排水管网、泵站、积水点等监测对象运行状态数据的实时采集和传输；整合防汛排涝设施数据资源，形成防汛排涝管理“一张图”；在这个基础上对排水设施管理、档案资料管理、日常运维管理、运行调度、灾情预判、预警预报和辅助决策等方面进行业务需求，进一步提高综合处置和应急救援能力，为城市安全度汛提供强大技术服务支持。

2、应用内容

智慧城市排水系统由“一网、一库、一平台、一模型、一体系”组成。

（1）“一网”：排水管网前端感知监测网

对风险较大的渗漏水、淤阻、混接、溢流管段、过去易积涝点范围、容易发生黑臭水体污染的河堤开展运作安全风险管理。选取高风险的范围，按照部署应用雨量监测终端设备、积水监测终端设备、管道水位监测终端设备、河堤水位监测终端设备等，完成对排水管网流量、液位，易积涝点、河堤水位，泵站运行状态及河堤水质等现象开展实时自动采集与数据传输，从而实现即时化数据监测。

（2）“一库”：排水设施数据库

整合基础地形地貌、遥感图像、实景三维模型、排水管网、泵站、水利闸门、雨水井等数据资料，构建排水数据资源库，建立城市排水管控“一张图”。

（3）“一平台”：排水信息管理平台

建设规划排水管网GIS操作系统、安全巡检维护保养操作系统、在线监控系统、指挥调度系统等，从而实现排水系统管控的数字化、信息可视化、精细化管理。

（4）“一模型”：城市内涝灾害分析模型

按照气象、水文、水利等专业知识，充分利用GIS的空间分析技术，相结合城市地理数据库和灾害数据库而建立。城市内涝模型是一种集城市地面高程模型、降雨模型、产汇流模型、排水模型、数字计算模型和GIS的空间分析应用模块为一体的综合模型。

（5）“一体系”：运维管理体系

构建技术规范、网络信息安全、日常养护管控、内涝应急预警体系。标准化是促进信息化管理的基础要求，为了能够整合优势资源，防止重复建设规划，减少重复开发，需在数据采集、收集、数据传输、存储、处理、服务和交换等各个环节选用或指定有关的技术标准。在已有的国家标准及水利、测绘、信息技术、地理信息等相关行业标准规定以上，专门针对排水信息化管理对标准规定的需求，制定相关技术规范。

3、解决方案

3.1系统建设理念

梅州市排水管网信息化管理系统总体性建设理念可概括为“数据信息共享、智能实时监测、精细化管理、科学战略决策”。

（1）数据信息共享：构建排水排涝数据信息共享服务保障体系，有效整合排水排涝配套设施数据资料，形成排水排涝管理“一张图”，完成共建共治共享共用。

（2）智能实时监测：根据集成对接和充分利用物联网，构建前端数据监测感知管理体系，完成排水管网、泵站、积水点等数据监测对象运行情况数据信息实时采集与传送。

（3）精细化管理：依托于可视化管理、移动化安全巡检、非开挖修复技术应用，提高安全巡检维护保养、病害检测、治理整顿修复效率，提高排水设施管理、缺陷管理、巡检管理、养护管理的精细化管理水平。

（4）科学战略决策：提供预警预报、灾情预测、应急救援预案、应急抢修等基本功能模块，提高综合性处置和应急救援能力，为城区防汛安全提供强大技术保障。

3.2操作系统设计原则

（1）规范建设原则

标准化、规范化是梅州市排水管网信息化管理系统基本建设的前提，更是操作系统与其它系统兼容和更进一步扩充的根本保证。因而在本项目中控制系统设计和数据的标准化工作至关重要。在信息系统建设中应当遵循国家行业标准或应用标准。对尚未形成标准的应尽可能参考国家及相关规定执行。

（2）全局前瞻基本原则

从“智慧排水”基本建设的全局与整体的角度“大处着眼”，前瞻性地考虑到智慧城市排水管理系统的建设。使系统变为“智慧城市”的重要组成部分；充分运用操作系统在城市里监管流程优化、功能优化和部门业务协同、信息资源共享中的综合作用，降低城市信息化总体注资。

（3）实用简便基本原则

项目建设应最大程度的满足城市排水管理工作需要，以实用性为主要基本原则，集约化利用现有数字化资源，带来大数据应用、关联分析，为政府决策提供科学支撑服务是信息系统建设的核心方向。因而控制系统设计应面向于实际需求、易于使用、响应快速、便于维护、具备优化的系统架构和完善的数据库管理系统，有着与其余系统信息共享、协同办公的实力，可以为所有工作人员和用户提供高效化、方便快捷、快速的工作氛围。此次排水管网信息化管理系统设计方案遵照实用性原则，综合考虑用户单位的实际情况和实际需求，用户接口和ui界面设计进行充分优化，操作界面高端大气、功能齐全、操作简单。

（4）安全可控基本原则

安全性、可靠性是技术性工作的核心，是信息管理系统运作的主要落脚点。信息化项目需提供多种途径、多个层级的安全控制技术手段。操作系统需要具备足够的安全性权限管理，确保数据不会被非法访问、盗取破坏；并且确保系统实际操作安全靠谱，避免不法用户登入使用操作系统；还需要具备足够的容错控制实力，以确保合法用户操作过程中不至于造成系统出错，充分保证软件数据的逻辑精确性。通过在数据安全和网络安全两方面提供一系列安全性、可靠性的举措，为操作系统构建一个集机密性、完整性、可用性和可控性于一体的行之有效的安全管理机制。

4、应用成效

4.1状态监测实时化

构建排水防涝前端感知监测体系，在重要范围、重要路段、重点管网处安装雨量计、液位计、流量计、摄像头等监测设备实时采集监测数据，根据传输网络上传到监控系统，使技术管理人员实时掌握积水点水位、排水管网水位、流量、视频监控系统等相关信息。

4.2综合展示可视化

以实景三维模型、二维地图、遥感图像为依托，将排水管网、雨水口、水浸黑点、水位监测点、视频监测点等各种对象实景化上图，清清楚楚展示排水防涝各类配套设施信息内容，使管理更具有现场感。

4.3检测养护精细化

将移动互联网应用技术应用到排水日常养护操作过程中，利用移动智能终端，当场调阅巡检区域内的排水管网及设施数据资料状况，同时也可将现场遇到的问题即时发送至服务管理平台，达到这些问题的早发现、早解决。

4.4应急指挥系统科学化

根据建立健全统一化高效化、科学化、快速反应、应急处置强有力的应急管理体制和应对机制，增强应对内涝现象应急处置的综合能力。根据对应急物资、应急救援队伍、应急管理人员等联动指挥，达到应急指挥系统的科学化。

5、推广价值

5.1达到城市排水科学管理

通过应用新一代信息技术，创新管理机制，达到城市排水运行管理规范化、智慧化，实时掌控排水系统运行状况，提高指挥调度系统和应急处理能力，安全保障城市科学排水基本需求，增强运维效率和服务能力，并且政府有关部门还可以集中精力对建筑做好全域化排水规划、建设，有助于城市排水防涝和治污全面协调可持续发展。

5.2加强城市公共安全

根据对易涝范围、重点防涝除险运行状况进行实时监控，对窨井安全做好智慧监管，构建地上、地面、地下一体化的前端感知管理体系。缩减内涝现象范围，缩减城市易涝点城市内涝隐患，安全保障城市内人民财产免受城市内涝水灾干扰。

5.3改善民生服务

智慧城市排水管理系统与保障改善民生相结合，利用系统更进一步缩减内涝现象对城镇居民生活的影响，营造更加和睦、幸福、整洁、安全的城市环境。为市民提供1个无须顾忌城市内涝隐患与污染隐患的环境。

5.4推动经济发展

增强城市公共设施智能化程度，加速推进城市智慧化发展步伐，为城市增添活力，营造城市“无城市内涝、无污染”的品牌形象，安全保障生产和生活，推动旅游和消费，为促进当地经济发展作出贡献。

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中交路桥科技基安云·智慧城市排水管理系统（SDP）基于在线监测、数学模型、地理信息系统等先进技术，采用BIM、loT、AI、VR等技术，构建基于CIM的数字孪生平台，实现排水防涝设施的数据维护、运行管理、情景模拟、风险评估、指挥调度、动态决策等功能，结合水动力学数值仿真和暴雨降水模型算法，借助高性能计算，实现了城市内涝风险的预报、预警、预演和预案。