深入分析智慧排水系统平台，其数字化与智能化核心技术是什么

       智慧排水系统平台是一个集大型数据库、复杂专业模型和软硬件系统为一体的综合性系统，其建设内容主要包括：综合数据库的建设、排水管网模型的构建、应用软件的开发、相关硬件平台的搭建。

1、综合数据库的建设

建立一个综合数据库，主要用于存储、管理和查询排水管网的各类数据，包括管道、检查井、泵站、设备信息、水质监测数据等。数据库需要具备高效的数据存储和检索能力，支持数据的实时更新和历史数据的查询分析。而建设综合数据库应遵循七大原则：

●结构可扩充性：数据库的结构应具备可扩展性，以便将来可以方便地添加新的数据类型或属性，适应管网信息的不断更新和扩展。

●拓扑可维护性：数据库应支持管道网络的拓扑关系的维护和更新，包括管道的连接关系、节点之间的关系等，确保数据的准确性和完整性。

●数据完整性：数据库应具备数据完整性约束，防止数据的冗余、重复或缺失，确保数据的准确性和一致性。

●空间与属性可关联性：数据库应能够实现空间数据和属性数据的关联，即将管道的空间位置与属性信息进行有效关联和查询，方便进行空间分析和查询。

●空间数据多源性：数据库应支持多源数据的导入和整合，包括从GIS系统中导入空间数据、从监测设备中导入实时数据等，以获取全面的管网信息。

●数据编辑并发性：数据库应支持多用户同时对数据进行编辑和更新，确保数据的一致性和安全性，避免数据冲突和丢失。

●数据安全性：数据库应具备完善的安全机制，包括数据的备份与恢复、用户权限管理、数据加密和访问控制等，保障数据的安全性和机密性。

2、排水管网模型的构建

基于现有的管道网络数据和地理信息系统（GIS）技术，构建排水管网的数字化模型。模型需要准确地反映管道的拓扑结构、属性信息和水力特性，以支持管网分析、优化和决策。

3、应用软件的开发

（1）应用软件的技术构成

①数据库技术：

●用于存储和管理各种排水管网数据，包括地理数据、设备数据、运行数据等。

●需要支持大规模数据存储、高效检索和事务处理。

②GIS技术：

●提供空间数据的管理和分析能力，支持管网的可视化展示和地理信息分析。

●实现管网的拓扑关系和空间属性的管理。

③中间件技术：

●提供系统间的通信、数据交换和集成能力，确保不同模块和服务之间的协同工作。

●例如，消息中间件、数据库中间件等。

④Web技术：

●提供基于浏览器的用户界面，实现跨平台访问和操作。

●支持实时数据展示、用户交互和系统管理。

⑤视频技术：

●用于监控关键排水设施和管道的实时视频监控。

●支持视频数据的存储、回放和分析。

⑥排水管网模型技术：

●用于模拟和分析排水系统的运行状况和水力特性。

●提供管网优化、流量预测等功能。

⑦系统集成技术：

●将各个独立的系统模块进行集成，形成一个完整的、统一的管理系统。

●支持不同技术平台和数据源的集成。

（2）应用软件应包含的业务功能

①排水设施综合管理：

●管理排水系统的各种设施信息，包括管道、检查井、泵站、污水处理厂等。

●提供设施的新增、更新、删除和查询功能。

②在线运行监控与预警：

●实时监控排水管网的运行状态，包括流量、水位、水质等参数。

●实现异常情况的自动预警和报警处理。

③排水系统规划与辅助决策：

●基于排水管网模型进行系统规划和优化设计。

●提供辅助决策支持，如扩容改造、设施选址等。

④排水管网巡查养护：

●管理排水管网的巡查和养护计划，记录巡查和维修的详细信息。

●提供巡查任务的调度和跟踪功能。

⑤防汛抢险及应急指挥调度：

●监控降雨量和水位，预测可能的内涝和溢流风险。

●提供防汛抢险的应急预案和指挥调度功能。

⑥综合信息发布：

●将排水管网的相关信息和运行状态通过多种渠道发布给相关部门和公众。

●提供信息发布的定制和管理功能。

（3）应用软件的系统架构

通常采用分布式架构，能够在多个服务器和网络节点上运行，支持高并发和大数据量的处理。核心架构包括：

●数据层：数据库和数据仓库，用于数据存储和管理。

●服务层：中间件和应用服务，提供业务逻辑处理和数据交换。

●展示层：Web应用和移动端应用，提供用户界面和数据展示。

●监控层：视频监控系统，实时监控和记录排水设施的运行情况。

●决策层：排水管网模型和分析工具，支持系统优化和决策支持。

4、相关硬件平台的搭建

硬件支撑平台可分为管网在线监测平台、信息网络平台、数据存储平台和监控中心的大屏展示。

（1）管网在线监测平台

●传感器与监测设备：安装在管网的各个关键节点上，用于实时采集管道的流量、水位、水质等参数。

●数据采集终端：汇集传感器和监测设备的数据，并通过有线或无线方式传输到中心服务器。

●通信模块：支持多种通信方式（如4G/5G、LoRa、NB-IoT等），确保数据的实时传输和稳定连接。

（2）信息网络平台

●网络基础设施：包括路由器、交换机、防火墙等设备，提供可靠的网络连接和安全防护。

●通信协议与标准：采用标准化的通信协议（如MQTT、HTTP、CoAP等），保证不同设备和系统之间的数据兼容性和互操作性。

●VPN与加密技术：确保数据在传输过程中的安全性，防止数据被窃取或篡改。

（3）数据存储平台：

●服务器与存储设备：用于存储和管理大量的监测数据和历史记录，包括数据库服务器、文件存储服务器、云存储等。

●分布式存储系统：提升数据存储的可靠性和可扩展性，支持大规模数据的并行处理和快速访问。

●备份与恢复机制：定期对数据进行备份，提供数据恢复功能，防止数据丢失。

（4）监控中心的大屏展示：

●大屏显示设备：高清大屏幕用于实时显示排水管网的运行状态、监测数据、报警信息等。

●控制台与操作界面：供操作人员对监控系统进行管理和操作，提供直观的用户界面和交互工具。

●可视化软件：基于GIS和数据可视化技术，展示管网的拓扑结构、监测数据和报警信息，支持多种图表和地图展示形式。

●音视频系统：集成音频和视频设备，支持实时视频监控、语音报警和远程会议等功能。

（5）集成与协同

这些硬件支撑平台通过系统集成技术，形成一个有机整体，实现数据的采集、传输、存储、处理和展示。管网在线监测平台采集的数据通过信息网络平台传输到数据存储平台。数据存储平台对数据进行存储和处理，分析结果和实时数据通过监控中心的大屏展示进行展示和报警。各个平台之间通过中间件和API进行数据交换和协调工作，确保系统的整体性和高效性。

       中交路桥科技基安云·智慧城市排水系统平台（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。