環(huán)境管理_城市道路積水預警在線監(jiān)測系統(tǒng)技術設計

城市道路積水預警在線監(jiān)測系統(tǒng)技術設計上海華測創(chuàng)時測控科技有限公司提交日期：二 一 三 年 六 月城市道路積水預警在線監(jiān)測系統(tǒng)設 計負 責 人： 劉小明項目負責人：李少君上海華測創(chuàng)時測控科技有限公司提交日期：二 一 三 年 八月目 錄第一章5概述：51.4項目名稱、地點及建設單位6第二章 監(jiān)測系統(tǒng)設計原則62.1可靠性62.2先進性62.3可擴展性62.4高性價比7第三章 系統(tǒng)設計依據73.1安全生產法律法規(guī)73.2計算機工程相關國家標準7第四章 在線監(jiān)測系統(tǒng)設計功能及監(jiān)測內容74.1系統(tǒng)簡介74.2監(jiān)測內容8第五章 在線監(jiān)測系統(tǒng)設計85.1.系統(tǒng)組成85.2監(jiān)測點選擇95.3監(jiān)測剖面及監(jiān)測點總體布置95.7 水位監(jiān)測105.7.2 測點布置105.7.3 水位監(jiān)測預警值設置105.7.4 設備選型105.7.5 傳感器安裝115.8 雨量監(jiān)測125.8.1 測點位置125.8.2 雨量計預警設置125.8.3 傳感器參數125.8.4 預警方法135.8.5 安裝方法135.9.3 測點布置13LED提示屏幕14流量計14第六章 運行狀態(tài)影像監(jiān)控166.2智能紅外快球機參數166.3安裝方法176.6視頻后端采集存儲設備18第七章 系統(tǒng)功能217.1數據采集終端軟件227.2信息發(fā)布平臺227.3巡檢管理系統(tǒng)237.4預警方法及預案管理247.5 軟件功能25第八章 機房監(jiān)控中心設計268.1 供電部分268.1.1設計概述268.1.3技術指標288.2防火子系統(tǒng)298.3防雷子系統(tǒng)308.4控制中心布線設計33第九章 前端設備防雷設計349.1 傳感器防雷布置349.2 視頻防雷389.3 浪涌保護器設置42第十章工程設備清單及預算4310.1 傳感器設備清單43第十一章 施工進度安排4311.1 工程實施進度計劃安排4311.2 工程進度計劃詳細說明4411.3 設備及系統(tǒng)安裝4511.4 觀測頻率4611.5 系統(tǒng)試運行4611.6 系統(tǒng)培訓4611.7 完工驗收46第十四章 系統(tǒng)售后服務整體方案50第十五章 質量保證措施51第十六章 作業(yè)規(guī)范53第一章概述：隨著我國經濟的不斷繁榮，大中城市的建設也在突飛猛進地高速發(fā)展，城市圈也在已經不斷擴大。為了緩解交通壓力和保證出行的暢通，許多城市建設了不少的立交橋和下穿隧道。 近年來，由強降雨引起的城市下穿隧道及立交橋下低洼處存在大量積水的現象時有發(fā)生，且有愈演愈烈的趨勢。在我國南方多雨的城市，積水有時竟然高達一米以上，且長時間不能及時排走，給人們的出行帶來了很大的不便，嚴重時竟引發(fā)行人的死亡和失蹤事件尤其是2012年7月21日北京市區(qū)內的大暴雨，讓全國人民記憶猶新。 此現象已經引起市政、防汛、路政等政府有關部門的高度關注：一方面要積極修建并管理好排水設施，另一方面建設城市道路積水監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建設極為必要，它即可以為決策機構的領導提供道路積水的實時信息，也為市政排水調度管理機構提供支持，還可以通過廣播、電視等媒體為廣大老百姓提供出行指南。 城市道路積水監(jiān)測系統(tǒng)簡介 道積水監(jiān)測系統(tǒng)主要對積水點進行實時的水位監(jiān)測，系統(tǒng)一般由中心站和遙測站（監(jiān)測站）組成。 遙測站（監(jiān)測站）主要監(jiān)測各個積水點的實時水位數據，并上傳至中心站。 中心站通過相應的軟件，接收并處理由遙測站發(fā)來的數據，根據需要給決策者提供相應的技術信息。同時，系統(tǒng)通過WEB發(fā)布相關的實時信息，有條件上網的人士通過瀏覽器就能夠看到積水深度的實時信息。 有市電電源條件的路橋橋洞口，可以通過LED大屏實時顯示水位值，給行人和車輛提供明確的水位值和通行與否的建議信息，進一步保證了行人和車輛的安全。 1.4項目名稱、地點及建設單位項目建設名稱：城市道路積水預警在線監(jiān)測工程項目建設地址： 建設單位：上海華測創(chuàng)時測控科技有限公司。第二章 監(jiān)測系統(tǒng)設計原則2.1可靠性系統(tǒng)主要技術和產品具有成熟、穩(wěn)定、實用的特點，可充分滿足實際應用、技術開發(fā)及信息管理的需要。保證在惡劣氣候條件下，能進行準確的監(jiān)測。在突然斷電時系統(tǒng)實現7*24小時無間斷的運行。網絡設計保證網絡運行的可靠性，系統(tǒng)在任何一個節(jié)點出現意外時整個系統(tǒng)仍能運行。傳感器經過國家計量部門計量許可，并且有相關的計量證書。2.2先進性使用成熟的先進技術，各項設備選型上應考慮市場上技術支持好、服務力量強、設備性能穩(wěn)定、擴展性好的品牌，確保設計具有先進性及前瞻性。2.3可擴展性在系統(tǒng)建設時不能一味追求高配置，而是應在保證系統(tǒng)在一定時期內的先進性的前提下，設計具有良好擴展性的系統(tǒng)結構，選擇具有良好擴展性和升級能力的產品。系統(tǒng)結構模塊化，以保證整個系統(tǒng)的可擴展性；監(jiān)測系統(tǒng)的總體設計考慮到隨著防洪積水技術的升高逐步實施。2.4高性價比力求最優(yōu)的性能價格比，在保證系統(tǒng)高性能的同時盡量減少用戶的投資。第三章 系統(tǒng)設計依據3.1安全生產法律法規(guī)城市防洪工程設計規(guī)范GB/T50805-2012防洪標準(GB50201-94) 城市防洪工程設計規(guī)范-CJJ50-92_氣象標準(QX) 2011-05-04 QX/T 102-2009 3.2計算機工程相關國家標準計算機軟件開發(fā)規(guī)范GB8566-88電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范GBJ232-92安全防范工程程序與要求GA/T75-94建筑物防雷設計規(guī)范GB50057-94質量管理體系標準GB/T 19000-2000(ISO9000：2000)微功率（短距離）光纖電設備的技術要求通用要求第四章 在線監(jiān)測系統(tǒng)設計功能及監(jiān)測內容4.1系統(tǒng)簡介城市道路積水在線監(jiān)測系統(tǒng)是利用傳感器技術、信號傳輸技術，以及網絡技術和軟件技術，從宏觀、微觀相結合的全方位角度，來監(jiān)測影響道路積水通行安全的各種關鍵技術指標；記錄歷史、現有的數據，分析未來的走勢，以便輔助政府決策，提升安全管理保障水平，有效防范和遏制重特大事故發(fā)生。系統(tǒng)依托智能的軟件系統(tǒng)，建立分析預警模型，實現與短消息平臺結合，當發(fā)生異常時，及時自動發(fā)布短消息到站點管理人員，盡快啟動相應的預案。4.2監(jiān)測內容城市道路積水在線監(jiān)測系統(tǒng)實現了對監(jiān)測點的降雨量、積水深度、排洪流量、視頻監(jiān)控、LED提示屏、泵站開關停全面自動化監(jiān)測預警。第五章 在線監(jiān)測系統(tǒng)設計5.1.系統(tǒng)組成系統(tǒng)由傳感器、數據采集傳輸裝置、機房信號接收及處理裝置、監(jiān)測機房及計算機管理系統(tǒng)、無線傳輸裝置、調度指揮中心五部分組成。其中：調度指揮中心平臺接收無線信號數據，實時通過軟件管理平臺展示相關信息及管理預警信息，處理結果等自動存儲備份。調度中心機房建設按照國家相關規(guī)范建設。主要放置電視大屏、監(jiān)測終端、服務器群、軟件管理平臺及輔助設備。系統(tǒng)已建立開放的數據接口，通過專線網絡或帶寬允許的情況下走公用互聯網，根據政府監(jiān)管部門需要，適時接入或遠程查看支持專家在線功能。系統(tǒng)原理拓撲圖5.2監(jiān)測點選擇5.3監(jiān)測剖面及監(jiān)測點總體布置雨量監(jiān)測點 ： 水位監(jiān)測點： 流量監(jiān)測點： 視頻監(jiān)控點： LED提示屏： 5.7 水位監(jiān)測水位監(jiān)測點的布置在低于地平面的涵洞、隧道、立交底部、或其他重點低洼水位區(qū)域，并能滿足排洪預警管理和監(jiān)測資料分析需要的地方，布置在排水構筑物溢流井（排水井、排水斜槽等）處。5.7.1 測點布置根據規(guī)范要求測點布置選擇在水位波動比較平穩(wěn)地段，利用鍍鋅直徑100mm的鍍鋅管,高度3m采用支架固定安裝，要求傳感器垂直地面向下測量水面高程。超聲波水位測點布置表5-10超聲波傳感器代表術語SW-S+數字傳感器名稱傳感器型號位置編號傳感器類型 超聲波水位計SW12SW-1聲波式5.7.2 水位監(jiān)測預警值設置報警值類別顏色指示預警水位處置方式依據一級預警黃色預警預警城市防洪標準二級預警橙色預警預警三級預警紅色預警預警5.7.3 設備選型超聲波水位傳感器量程：10m精度：10mm溫度范圍：20攝氏度80攝氏度傳感器信號輸出：RS485信號工作電壓：12v 輸出電壓：5vAD：16位信號轉換：通過RS232/485信號轉換器進行電光轉換，利用光纖進行信號傳輸之機房光電接收模塊進行信號接收分組進入RJ45串口服務器連接PC服務器。5.7.5 傳感器安裝1、 確定好安裝位置，選用直徑100mm的金屬鍍鋅管作為立柱、頂部伸出1.5m至水平面，將固定板穿孔焊接固定，傳感器穿入孔中螺絲固定即可。立桿根部預埋地表一下深度80cm采用混凝土澆筑固定。如圖2、 為了確保安裝的有效性傳感器進行通信的參數設定，信號類型選擇RS485，波特率選擇9600，工作方式選擇查詢方式，測量方式選擇水位測量，設置完畢后將線纜連接之采集器即可正常工作。3、 傳感器標定：水位計的標定所有環(huán)節(jié)安裝完成以后進行傳感器初始標定，采用全站儀利用基準控制網作為初始高程坐標測量水位當前高程然后測量立桿與水面高程，當水位發(fā)生變化時便可實時測量真實的水位高程變化。5.8 雨量監(jiān)測通過收集監(jiān)測區(qū)每時、每天、每周的雨量分析雨量對防洪的危害，以及提前做好安全管理的防范措施，為防洪的安全運行提供必須的歷史依據。5.8.1 測點位置降雨量是影響其安全的最重要的環(huán)境因素，在排水井處設置一個（也可在固定在建站房頂部或者采用立桿式一體化監(jiān)測站）監(jiān)測點，要求視線開闊上部無遮擋，放置雨量計。通過雨量計自動獲取雨量數據，以及根據降雨量的情況預測庫水位發(fā)展變化趨勢，繪制歷史曲線圖。雨量計測點布置表5-11雨量傳感器代表術語YL-B+數字傳感器名稱傳感器型號位置編號傳感器類型安裝位置雨量計HC-Y8080YL-1容珊式坐標點5.8.2 雨量計預警設置報警值類別顏色指示每小時降雨量一級預警黃色預警25mm二級預警橙色預警35mm三級預警紅色預警60mm5.8.3 傳感器參數HC-Y8080雨量計主要技術參數如下：承雨口直徑：200+0.60mm刃口銳角：4045分辨力：0.1mm降雨強度測量范圍：0.018mm/min（毫米/分） 測量準確度：（在0.018mm/min雨強范圍）降水量10mm，測量誤差：0.2mm；降水量10mm，測量(0.2mm+1%F.S) 輸出信號：RS-485接口，輸出實時累計降雨量、雨量編碼器真值、相關報警信號（數字雨量計RS-485接口通信協(xié)議）；脈沖接口，每0.1mm降雨量繼電器輸出觸點接通一次雨量存儲記錄容量（可選功能）：大于3000mm降水量電源電壓：12VDC（-5%+25%）工作環(huán)境溫度： 0+50工作環(huán)境濕度：95%RH（40）體積（直徑高）：220560mm5.8.4 預警方法 降雨量監(jiān)測系統(tǒng)能實現雨量信息的自動采集、存貯、實時接收自動測報站雨量、水位和電壓數據，對接收到的數據進行處理，建立實時雨水狀況數據庫，顯示、打印各種數據報告，根據歷史降雨量繪制水位、雨量、流量變化趨勢圖。5.8.5 安裝方法采用膨脹螺栓三點固定，安裝前對傳感器進行初步的校準測試，底部要求100mm厚度的混凝土底座固定，避免因風對設備造成損壞。信號電纜穿管保護，對所在測點做出必要的物理防雷措施。5.8.6 測點布置測點布置表5-12傳感器代表術語+數字傳感器名稱傳感器型號位置編號傳感器類型位置坐標5.8.7 LED提示屏幕LED參數項目單色規(guī)格PH12PH-16PH-20象素直徑10mm12mm18mm單元箱體規(guī)格（長寬）7323665125121280960單元箱體解析度（點數）643232326448點陣密度（點數/平方米）764439062500點間距（mm）11mm16mm20mm可視距離10-150米像素構成單紅或綠、白等灰度等級單色通信：232、485波特率：9600工作電壓：12v24v傳輸方式：GPRS供電方式：太陽能流量計主要技術特點HC-R100型系列超聲波流量計采用微處理技術，超大規(guī)模集成電路，與其它超聲波流量計相比除具有“三高一低”（高精度、高可靠性、高性能、低價格）的顯著特點外，還具有下列更多優(yōu)勢：（1）0.2ns直接時差測量電路，40ps時差測量分辨率，保證儀表可達到1的線性度和0.5的重復性，測量精度達1。（2）低電壓、多脈沖信號雙平衡發(fā)射接收海峰專利技術，抗干擾電路設計，可用于幾乎全部工業(yè)環(huán)境（特別是變頻器環(huán)境中）。（3）全窗口化中文顯示，220字符液晶顯示器。（4）正、反雙向計量，可計量正、負、凈累積流量，流速等。（5）外殼模具制造，防護等級：IP65。（6）配溫度變送器可實現熱量計量，可顯示瞬時流量（m3/h）、流速（m/s）、累計流量（m3）、累計熱量（GJ）、峰值流量及時間等。（7）在機器上配有防雷擊元件，以保障機器在雷區(qū)良好的運行，也可在電源上直接并上避雷器，以便得到更好的保護。（8）完備的信號輸出和靈活的聯網功能，可滿足不同用戶的各種要求。1輸入信號：5路4-20mA模擬輸入，精度0.1，可輸入溫度、壓力、液位等其它信號。2輸出信號：1路4-20mA或0-20mA模擬電流信號；繼電器及OCT輸出；RS-232/485標準串行接口輸出；可利用GPRS、PSTN、CAN總線、GSM短消息聯網。具有故障自診斷功能，并可自動記憶前64個運行日的工作狀態(tài)是否正常。（9）完備的軟件設計：日、月、年累計功能：可記憶前64個運行日、前64個運行月、前5個運行年中任何一天、任何一月、任何一年的累計流量，便于查詢和管理。（10）上、斷電管理功能：可記錄前64次上電、斷電時間及上、斷電時刻的瞬時流量，保護所有數據，用戶可以選擇自動或手動補量，減少用戶流量損失。 第六章 運行狀態(tài)影像監(jiān)控總體設計在重要部位設置100萬像素高清網絡球機，通過現場攝像頭實時拍攝并快速傳輸至控制室的顯示屏幕上，能夠直觀的顯現低洼區(qū)域的積水情況以及排洪運行等情況。6.2智能紅外快球機參數型號：DS-2DF1-772 1/2.5Progressive Scan CMOS 精密電機驅動, 反應靈敏, 運轉平穩(wěn), 精度偏差少于0.1度, 在任何速度下圖像無抖動 支持RS-485控制下對HIKVISION、Pelco-P/D協(xié)議的自動識別 支持三維智能定位功能, 配合DVR和客戶端軟件可實現點擊跟蹤和放大 支持光纖模塊接入 支持防雷、防浪涌、防突波 室外球達到IP66防護等級云臺功能: 水平方向360連續(xù)旋轉, 垂直方向-5-90, 支持自動翻轉，無監(jiān)視盲區(qū)； 水平預置點速度最高可達75/s, 垂直預置點速度最高可達50/s； 水平鍵控速度為0.1-75/s, 垂直鍵控速度為0.1-50/s； 支持256個預置位, 并具有預置點視頻凍結功能； 支持8條巡航掃描, 每條可添加32個預置點； 支持4條花樣掃描, 每條路徑記錄時間大于10分鐘；內部機芯采用200萬像素7寸10倍彩色日夜型(ICR)網絡高清智能球(CMOS)，分辨率可達1080P；最低照度為0.5Lux/F1.6(彩色);0.02Lux/F1.6(黑白)；鏡頭焦距為4.784.6mm, 18倍光學。6.3安裝方法根據對所需監(jiān)控的范圍、角度、場景以及現場條件來選擇攝像機的安裝方法，攝像機的安裝固定以立桿為主。桿底端焊接固定法蘭盤，預留拉線孔，地基采用鋼筋混凝土。立桿必須安裝牢固不得歪斜，制作要美觀。立桿必須有較高強度，抗大風、防攝像機抖動、防攀爬、防腐。安裝示意圖6-2安裝示意圖6-36.6視頻后端采集存儲設備存儲服務器我們采用的是海康DS-8608網絡高清錄像機，這款服務器是海康威視推出的企業(yè)級、高性能價格比、千兆網絡存儲系統(tǒng)，基于嵌入式LINUX系統(tǒng)設計開發(fā)，針對視頻監(jiān)控行業(yè)進行了專門的優(yōu)化，可為大中型視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供可靠穩(wěn)定的海量存儲空間，適合追求高性能、高擴展能力并注重節(jié)約成本的用戶。性能特性： 可接駁網絡攝像機、網絡快球和網絡視頻服務器； 可接駁第三方（ARECONT、AXIS、Panasonic、PELCO、SAMSUNG、SANYO、ZAVIO）網絡攝像機； 可接駁支持ONVIF、PSIA標準的網絡攝像機； 支持IP通道協(xié)議自定義功能; 支持500W像素高清網絡視頻的預覽、存儲與回放； HDMI與VGA輸出分辨率最高均可達1920x1080p； 支持HDMI、VGA、CVBS同時輸出，支持HDMI與VGA雙操作模式，可分別進行預覽和回放； 支持預覽圖像與回放圖像的電子放大； 采用HIKVISION云臺控制協(xié)議時候，可通過鼠標選定畫面任意區(qū)域并進行中心縮放； 支持假日錄像和抓圖配置； 支持計劃抓圖、手動抓圖、報警抓圖以及圖片的回放、備份； 支持冗余錄像、抓圖設置； 支持多畫面分割下不同通道并行預覽與回放； 支持最大16路720p實時同步回放； 支持標簽定義、查詢、回放錄像文件； 支持錄像文件倒放功能； 支持按事件查詢、回放、備份錄像文件； 支持重要錄像文件保護功能； 支持硬盤配額管理，不同通道可分配不同的錄像保存容量； 支持硬盤盤組管理，不同通道可設置不同的錄像保存周期； 支持eSATA盤庫，可用于錄像和備份； 支持IPv6協(xié)議； 支持網絡檢測（網絡流量監(jiān)控、網絡抓包、網絡通暢）功能針對要求數據存儲時間30天，設計了6T硬盤保證存儲時間不低于30天，根據需要還預留有擴展存儲接口，可以存儲更長時間。另外對于上墻的控制管理，前端視頻圖像通過3G接入機房在線監(jiān)測中心，通過熔接接入中心交換機。這樣監(jiān)測中心以集中管理方式來對前端圖像和數據通過高清解碼器解碼視頻圖像上墻顯示，通過軟件平臺管理前端現場的圖像。前端數字視頻圖像上墻顯示和控制需要，以及對高清視頻解碼輸出的需要，監(jiān)測中心采用?？蹈咔迩度胧浇獯a器，實現數字圖像解碼上墻顯示等功能。采用視頻綜合平臺實現視頻圖像切換控制和輸出顯示的方式具有以下優(yōu)勢：支持通過模擬方式接入已建模擬視頻圖像，進行統(tǒng)一編碼和切換輸出顯示;實現視頻編碼、矩陣切換和前端控制等功能；支持通過數字方式接入已建數字視頻圖像，進行視頻解碼輸出和上墻顯示，實現對已建數字圖像的顯示和控制管理；支持新建標清和高清視頻圖像的解碼輸出顯示功能，實現數字視頻矩陣功能；通過一套硬件平臺、一套軟件平臺在分控中心實現對已建系統(tǒng)和新建系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和控制。視頻采集系統(tǒng)結構圖如圖所示6 - 5：機房布線圖第七章 系統(tǒng)功能數據發(fā)送到監(jiān)控中心，軟件自動對測量數據進行換算，直接輸出監(jiān)測物理量利用光纖網絡進行數據傳輸或者內部局域網方式，完成對傳感器數據的采集和監(jiān)控。傳感器通過光纖接入INTERNET 網，軟件可設置上限報警命令，手機短信報警能夠時時掌控，PC 接入INTERNET 網絡就可進行數據采集和監(jiān)控。7.1數據采集終端軟件數據采集終端軟件是通用的管理各種采集水位、流量、雨量、視頻、LED提示屏、等監(jiān)測設備的信息系統(tǒng)。數據采集終端軟件負責配置采集設備的基本信息及采集頻率，即支持定時采集，又采用主動式觸發(fā)數據發(fā)送模式，即保證了數據的實時性，又保證了數據的有效性。在系統(tǒng)初始化的過程中，數據采集終端軟件可以快速的完成設備的調試工作。示意圖7.2信息發(fā)布平臺信息發(fā)布平臺主要功能包括在線監(jiān)測、數據分析、排洪管理、預報預警系統(tǒng)管理五大部分。在線監(jiān)測：以GIS地理信息系統(tǒng)、模擬數據圖在線視頻等多種方式，全方位體現低洼區(qū)域積水的實際運行參數情況，保證了監(jiān)測信息全面、及時、準確。數據分析：針對排洪運行中的各項指標集中分析，提供了歷史數據查詢及多個安全指標數據對比的功能。防洪管理：對排洪及其相應的預案信息、基礎資料、周邊環(huán)境、數據報表等進行集中管理，使管理在防洪積水管理上更加信息化、自動化。預報預警：實時分析和解讀各監(jiān)測數據，做出單項或多項對比報警功能，對出現的預報預警情況進行在低洼區(qū)LED提示屏，并在預報預警的處理過程中建立消除機制，保證預報預警得到及時的處理。系統(tǒng)管理：為信息發(fā)布平臺提供了良好管理支持，使信息發(fā)布平臺更加靈活、更易擴展。 系統(tǒng)軟件功能結構7-17.3巡檢管理系統(tǒng)巡檢管理系統(tǒng)包括系統(tǒng)管理、設備管理和采集管理三大部分。主要負責采集設備的管理和設置。系統(tǒng)管理：對設備的預警信息進行詳細的設置，數據備份為用戶提供定時的數據自動備份保證了數據安全。設備管理：對所有的采集設備進行統(tǒng)一的管理，在管理上更加集中、方便?？蓪崟r檢測各個設備的運行狀態(tài)，發(fā)現異常，及時在防汛機房主機上聲光報警。采集管理：對系統(tǒng)采集的原始數據進行了集中預處理，使其在信息發(fā)布系統(tǒng)中更加快速、直觀的展示。采集管理提供了很強大的擴展功能，使整個系統(tǒng)能夠更好的兼容各種采集設備，具有良好的擴展性及兼容性如圖7-2。系統(tǒng)軟件功能結構7-27.4預警方法及預案管理基于城市道路積水防洪管理系統(tǒng)，在積水防洪的運行過程中，除了應及時掌握各種監(jiān)測技術指標的最新數據外，還要有積水防洪安全與預警技術和響應方法。結合積水深度評定安全評價方法，通過對積水防洪的安全評價和監(jiān)測指標數據安全度分析后，可以建立積水防洪排澇運營管理的預警技術和響應方法。7.5 軟件功能在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件部分包括數據采集、處理軟件、數據分析軟件，數據采集、處理軟件分模塊。數據采集、處理軟件將傳感器采集數據接收并保存至數據庫，同時將設計的報警限制也保存在數據庫，數據分析軟件實時比較最新的實時數據和限制的關系，如果超限隨即出發(fā)聲光報警器、短信報警模塊、網絡報警功能實現多種方式同時報警?？蓪崿F多級管理平臺工作模式，可實現監(jiān)測信息市安全生產主管部門等多級管理與信息共享。采集軟件支持雨量、水位、流量、LED屏等監(jiān)測設備監(jiān)測數據的采集與數據的上傳，同時可以遠程控制各監(jiān)測設備，支持串口、TCP/IP等協(xié)議。GIS數據處理軟件支持穩(wěn)定性的判斷雨量、水位、流量、LED屏等各個傳感器的采集和接收。數據采集巡檢時間小于2分鐘，單點采集時間小于1分鐘。測量周期為1分鐘30天可調。數據分析軟件支持雨量、流量、水位模塊分析，自動異常報警、自動生成報表等功能。設備防雷要求：雷感應5%，防雷及抗干擾功能。軟件同時滿足以下功能：安全監(jiān)測系統(tǒng)軟件功能1、具有在線采集和安全監(jiān)測管理分析兩個模塊，安全監(jiān)測管理分析模塊應具備基礎資料管理、各項監(jiān)測內容適時顯示發(fā)布、圖形報表制作、數據分析、綜合預警等功能。其中數據分析部分應包括各項監(jiān)測內容趨勢分析、綜合過程線分析等內容2、多級管理平臺工作模式，可實現防汛積水安全監(jiān)測信息在監(jiān)測中心站、多級管理與信息共享3、實時顯示各個監(jiān)測點的監(jiān)測數據，并可以圖表等形式直觀顯示各項監(jiān)測、監(jiān)控信息數據的歷史變化過程及當前狀態(tài)4、設置預警參數，能及時發(fā)出預警信息（聲音報警、系統(tǒng)動畫閃爍警報、報短信預警）5、具有遠程登錄、遠程訪問、遠程管理、遠程控制和運行軟件遠程維護功能6、歷史報警記錄查詢:報警類型、區(qū)域名稱、報警時間，報警期間最大值及時刻、每次報警期間最大值及時刻及時間7、中心站應對每個系統(tǒng)采集數據或報警數據進行存儲備份，備份數據保存二年以上8、數據自動采集功能9、雨量監(jiān)測功能10、水位監(jiān)測功能11、流量監(jiān)測功能12、視頻監(jiān)控功能13、LED提示功能第八章 機房監(jiān)控中心設計8.1 供電部分8.1.1設計概述根據上級要求，要滿足監(jiān)控中心及設備72小時的不間斷供電需求。我們采用發(fā)電機和山特6KVA UPS相結合的實施方案，其中監(jiān)控中心做到24小時人員值班。在市電斷電狀況下，UPS保證滿足12小時不間斷供電；同時監(jiān)控值班人員在這4小時內保證啟動發(fā)電裝置，來應對UPS的后續(xù)供電。并確保在市電斷電后為監(jiān)測設備連續(xù)供電72小時以上。監(jiān)控中心設備總功率統(tǒng)計：電視墻功率為（260W 2 + 75W 6 = 970W）視頻存儲服務器功率（450W）監(jiān)測數據存儲計算機功率（350W）交換機、及視頻解碼器功率（45W + 20W + 40W 2 = 145W）數據采集儀功率（150W）管理計算機（350W）監(jiān)控中心設備功率合計：2415W 96%)l 輸出短路保護l 全時間防雷擊及噪聲突破保護l 具緊急停機功能(Emergency Power Off; EPO)l 輸出零地電壓小于1V8.2防火子系統(tǒng)設計依據： 國家標準 GB50370-2005氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范 國家標準 GB50116-98火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范 國家標準 GB50166-2007火災自動報警系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范 國家標準 GB50263-2007氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范防護區(qū)對土建要求：1) 防護區(qū)維護結構及門窗的耐火極限均不應低于0.5h，吊頂的耐火極限不應低于0.5h。2) 防護區(qū)圍護結構承受內壓的允許壓強，不宜低于1.2kpa.3) 防護區(qū)內設有30秒使人員疏散完畢的通道。4) 防護區(qū)內的門應向疏散方向開啟，并能自動關閉，保證在任何情況下可以從防護區(qū)內打開。5) 地下防護區(qū)及無窗或固定窗戶的地上防護區(qū)應設立機械排風裝置。6) 防護區(qū)滅火時應保持封閉條件，在防護區(qū)的圍護構件上不宜設置敞開孔洞，當必須設置時，應設置在滅火劑噴放之前能自行關閉的防火卷簾等裝置。7) 防護區(qū)的泄壓口宜設在外墻上，應位于防護區(qū)凈高的2/3以上。當防護區(qū)設有外開的彈簧門或配有彈性閉門器的外開門，其門的開口面積不小于泄壓口面積時，可不需另設泄壓口。8) 防護區(qū)內的最低環(huán)境溫度不應低于-10。產品配備：在監(jiān)控中心機房配備兩套滅火裝置 ；消防應急照明燈一套。8.3防雷子系統(tǒng)1）電源一級防雷具體措施：TB-60-385安裝在機房總配電柜的進線端低壓輸出端，分別對相線、零線進行防雷保護壹套。 TB-60-385/4電源一級電源防雷器 ，用于動力機房配電設備的電源第一級的防雷保護。一級動力防雷系統(tǒng)可接入建筑大樓的防雷接地系統(tǒng)，接地電阻小于4歐姆。本產品采用并聯方式安裝。TB-60-385/4加強型并聯模塊式電源浪涌保護器（SPD）屬于三相并聯型SPD，浪涌保護器前內置空氣開關 。 用并聯瞬態(tài)浪涌釋放方式，當供電線路遭受過電壓、過電流時將雷電能量或其它干擾過電壓、過電流有效抑制，使各線路間的電位差基本保持不變，雷擊后自動恢復，確保電氣設備安全運行,地線用2.5mm2多股銅線連接。TB-60-385主要技術參數：漏電流（ 15s）；最大通流容量（8/20s）：60KA/線；額定工作電壓：380V；響應時間：25ns；無插入損耗；產品技術滿足程度： 滿足GB50057-94建筑物防雷設計規(guī)范（2004版）標準，電涌保護器 (SPD)國家最新標準 GB 18802.1-2002 低壓配電系統(tǒng)的電涌保護器 (SPD) 第1部份:性能要求和試驗方法，等同IEC 61643低壓配電系統(tǒng)的電涌保護器（ SPD ）標準。產品參數優(yōu)于標準要求并通過國家權威檢測機構檢測，符合使用需求。 2） 二級防雷具體措施： 在監(jiān)控中心機房低壓配電箱，安裝一套電源SPD產品選用TC40-385/4電源防雷，用于電路設備的電源二級防雷保護作為機房二級防護。產品主要技術參數： 漏電流（ 15s）；最大通流容量（8/20s）：20KA/線；額定工作電壓：220V；響應時間：25ns；無插入損耗。產品技術滿足程度： 符合GB50057-94建筑物防雷設計規(guī)范（2004版）標準，滿足電涌保護器 (SPD)國家最新標準 GB 18802.1-2002 低壓配電系統(tǒng)的電涌保護器 (SPD) 第1部份:性能要求和試驗方法，等同IEC 61643低壓配電系統(tǒng)的電涌保護器（ SPD ）標準。產品參數優(yōu)于標準要求并通過國家權威檢測機構檢測，符合使用需求。3）電源三級防雷具體措施：第三級防雷即用電設備的末級防雷，這也是系統(tǒng)防雷中最容易被忽視的地方，現代的電子設備都使用很多的集成電路和精密的元件，如服務器、交換機等，這些器件的擊穿電壓往往只是幾十伏，最大允許工作電源也只是mA級的，若不做第三級的防雷，由經過一級防雷而進入設備的雷擊殘壓仍將有千伏之上，這將對后接設備造成很大的沖擊，并導致設備的損壞 在機房UPS輸出端的低壓配電箱輸出末端安裝TD106電源防雷插座，做為第三級室內設備的末級防雷保護，保護監(jiān)控機房內電子設備的單向供電設備。供電設備安全保護要求有10KA以上的通流容量。根據規(guī)范要求建筑中所使用設備的實際情況，考慮到硬盤錄像機、服務器等高價位設備的重要性，將配電系統(tǒng)末級防雷保護設計為： 使用 8/20s波形、通流容量10KA的電源電涌保護器將感應雷擊過電壓限制到正常使用，并且實施過技術要求等同于或高于用戶機房防雷標準要求的機房工程。4）機房接地系統(tǒng)設計：在機房周圍合適地方，挖地網深度為600mm 800mm，寬度不小于500mm，接地電阻為R4歐姆，垂直接地體采用50mm 50mm 2000mm熱鍍鋅角鋼，水平接地體采用40mm 4mm熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體與水平接地體的連接采用雙面焊接，水平接地體與水平接地體的搭接采用雙面焊接，焊接長度不小于100mm，焊接處做防腐處理。接地線用50 5的熱鍍鋅扁鋼或25 35mm2的多股銅導線。8.4控制中心布線設計根據現新建監(jiān)控室狀況，結合中心機房建設按照國家相關規(guī)范設計施工，布線連接圖：中心機房布線連接描述：1、中心設備負載取電：首先取電配電房拉根3*15平方電源線纜進到監(jiān)控中心低壓配電箱的60A空開，由60A空開輸出端子接入到UPS主機的220V輸入接線端子，從UPS主機200V電壓輸出端子接入到低壓配電箱的40A空開；最后從40A空開電壓輸出端子接配電插座供機房負載設備運行。2、中心視頻采集部分：由前端視頻3G進入監(jiān)控中心internet，從光纖配線箱引出跳線接入中心交換機。由視頻管理機來配置前端網絡攝像機，讓他們依次添加到視頻解碼器和數據存儲服務器，再由視頻管理機來控制視頻解碼器將前端視頻輸出到電視墻上面，可實現任意畫面在電視墻顯示與切換放大。3、中心監(jiān)測數據采集部分：接前端數據采集儀的光纜和GPS設備的光纜進入中心機房的光纖配線箱，從光纖配線箱引出跳線接入中心交換機。由監(jiān)測管理機上的監(jiān)測軟件讀取前端采集設備的數據，通過VGA線纜輸出到電視墻上。4、中心主要設備有：由于麗達目前新建監(jiān)控室面積的限制，目前電視墻設計為4 + 2 式（4臺32寸液晶顯示屏和2臺47寸液晶顯示屏幕）和3聯操作臺各一套；監(jiān)測數據存儲服務器一臺；網絡交換機 一臺；視頻存儲服務器一臺；流媒體轉發(fā)服務器一臺；高清電視墻解碼器一臺；山特6KVA USP電源組，上海華測軟件管理平臺、報警裝置、防雷接地系統(tǒng)及輔助設備等。第九章 前端設備防雷設計9.1 傳感器防雷布置測點防雷布置：視頻監(jiān)控點、水位監(jiān)測點、雨量監(jiān)測點、LED屏幕、流量監(jiān)測點、數據采集儀等進行現場二級、三級同時防雷，在設備的最高處單獨布設全局覆蓋的避雷針，避雷針具備提前放電功能。提前放電避雷針主要激發(fā)器從自然界的電場中吸收并貯存能量，避雷針針尖與大地有良好的電氣連接，處于等電位狀態(tài)。雷電發(fā)生前，電場強度會迅猛增大，激發(fā)器與針尖之間的電位差大致相當于雷云與大地之間的電位，它們之間的電壓差迅速增加會造成尖端打火，并使尖端周圍的空氣離子化，形成尖端放電現象，從而產生一個早期的上升先導去引導，改變雷云的向下先導的走向，將落雷點精確的引到自身上來并迅速、安全地將雷電泄放到大地，避免了傳統(tǒng)避雷。采用傳統(tǒng)避雷針作為直擊雷防護裝置也是較常見的方式，提供可靠的保護并且不影響正常的設備使用通信，避雷針的保護半徑和設備線纜的布置滾球法計算避雷針的保護半徑：rx= h(2hr-h) hx(2hr-hx)式中：rx避雷針在hx高度上的保護半徑(m)；h避雷針高度hr滾球半徑(m)，按照二類防雷建筑的規(guī)范取hr =45m；hx被保護物的高度(m)，比如天線的高度。所有現場設備及線纜的位置，確保處于按照上述方法計算得出的避雷針在相同高度上的保護半徑之內。天線的安裝位置，滾球法計算確定而處于接閃器的保護半徑之內。天線位置與接閃器的保護半徑的確定。hxrxL=nhr圖2接閃器和天線的布置避雷針高度h=2m，天線高度視通信需要而定，若天線高度需要hx=1m，將上述條件代入滾球法計算，則rx=1.2m，一組1m高的天線，距離塔桿1.2m，避雷針至少要高出天線頂端1m以上；或換言之，一組10m高的天線，當避雷針高出天線頂端1m時，天線距離塔桿不能超過1.2m，基于接閃器以及塔桿對天線所發(fā)信號吸收影響的因素考慮，天線與塔桿距離取n為宜，按照目前1800MHz的工作頻率計算， =0.167m，則n7。安全距離按照滾球法，在不影響通信的情況下，天線緊貼塔桿安裝似乎更為合理，以確保處于接閃器的保護半徑之內，但國家規(guī)范規(guī)定，為了防止雷擊電流流過防雷裝置時所產生的高電位對被保護的對象發(fā)生反擊，應使防雷裝置與這些物體之間保持一定的安全距離。這對于不能與防雷裝置直接相連的金屬物體(比如天線)十分重要。安全距離Sa的計算：Sa=IRi/ER+L0hx /EL式中：Ri接地裝置的沖擊接地電阻()；hx被保護物的高度(m)，比如天線的高度；參考IEC-TC81，二類防雷建筑采用的雷電流參量： 雷電流陡度(kA/s)，取150kA/sI雷電流幅值(kA)，取37.5kA； L0引下線單位長度電感(H/m)，取1.5H/m； ER電阻電壓降的空氣擊穿強度(kV/m)，取500kV/m； EL電感電壓降的空氣擊穿強度(kV/m)，取3000kV/m。上式簡化為：Sa=0.075(Ri+hx)現場直擊雷防護模式中，天線支架部分為絕緣材料，支架的長度滿足安全距離的要求，如安全距離超出避雷針的保護半徑時，避雷針的高度相應增加。安裝獨立的天線和獨立避雷針，并保持二者之間足夠的距離，接地電阻現場防雷的接地電阻應10。采用電阻率測試儀進行現場電阻率測試當接地系統(tǒng)引入干擾時，接地電阻應盡可能的小。接地體采用熱鍍鋅鋼材，但在腐蝕性較強或高土壤電阻率的地區(qū)，宜采用非金屬接地體。 接地示意圖ZGD-1440鍍鋅扁鋼地面土壤4m0.7m 接地屏蔽對雷電電磁脈沖，屏蔽的防護措施采用拉第籠的結構，9.2 視頻防雷（1）直擊雷防護攝像機主要都放置在立桿的頂部，很容易受到直擊雷的損害，因此在立桿的上端我們都加裝有避雷針，高度按照“滾球法”確定。避雷針引下線可以直接利用金屬桿本身，還可以敷設人工引下線，引下線連接到下端的接地體。當雷電發(fā)生前，電場強度會迅猛增大，激發(fā)器與針尖之間的電位差大致相當于雷云與大地之間的電位，它們之間的電壓降迅速增加會造成尖端打火，并使尖端周圍的空氣離子化，形成尖端放電現象，從而產生一個早期的上升先導去引導，改變雷云的向下先導的走向，將落雷點精確的引到自身上來并迅速、安全地將雷電泄放到大地。避雷針說明：型號：LC-ZGZ-200-1.5參數如下表：型 號LC-ZGZ-200-1.5雷電通流流量（In）200KA幅值衰減率8/20us陡度衰減倍率8/20 us抗風強度40M/S接閃針數單針高度(M)1.5重量（KG）2.6避雷針安防方法:將避雷針下部連接件插入預先準備好的支撐管內，將它們的連接孔（2-7）對正后，裝入2個M6*40螺栓，最后將螺栓固緊。新型底座為70mm法蘭，由4個直徑為8mm的螺釘在直徑為55mm的圓上均勻對接固定。注意事項：避雷針的接地必須良好，其接地電阻值不大于10歐姆。（2）感應雷防護當雷擊中避雷針時，在引下線周圍會產生很強的瞬變電磁場。處在電磁場中的網絡監(jiān)控設備和傳輸線路會感應出較大的電動勢，這種現象叫電磁感應。電磁感應和靜電感應稱為感應雷，又叫二次雷擊。它對設備的損害沒有直擊雷來的猛然，但它要比直擊雷發(fā)生的機率大得多。因此我們要對感應雷做到以下措施：1、前端帶云臺攝像機要做到；視頻、控制、電源三合一防雷器一個，防雷電感保護級別2KV；2、 前端無云臺攝像機要做到；視頻、電源二合一避雷器一個；3、 防雷器接地線采用2.5mm2的絕緣多股銅芯國標線纜直接與地網連接，接地線和用作直擊雷引下線的立桿之間要彼此絕緣，并且盡量做到短而直，接地線宜放置在立桿內。三合一防雷器說明：三合一防雷器也稱組合防雷器、監(jiān)控多功能防雷箱，是指監(jiān)控系統(tǒng)中攝像機端的集視頻防雷、電源防雷、控制線路防雷為一體的防雷設備；根據監(jiān)控系統(tǒng)的特點量身打造的專用防雷設備。各部分均采用多級串聯式結構設計，具有多級保護功能。攝像機的視頻信號是固定的，輸入電壓通常有三種：12V、24V、224V，三合一防雷器也相對應有三種：視頻+控制+12V電源，視頻+控制+24V電源，視頻+控制+220V電源。內部結構包括視頻部分和控制部分；其中視頻部分有完整的視頻保護部分（包含放電電路、穩(wěn)壓電路、穩(wěn)流電路、阻抗匹配電路、提高傳輸頻率/速率優(yōu)化電