一．前言

城市化進(jìn)程加快與極端降雨天氣頻發(fā)，使城市道路積水成為影響交通通行、威脅市民安全的突出問題。城市道路積水監(jiān)測設(shè)備通過集成傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)與智能分析算法，構(gòu)建起全方位、全天候的積水監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，為城市防洪排澇決策、交通疏導(dǎo)調(diào)度提供科學(xué)依據(jù)，成為提升城市治理能力的重要技術(shù)支撐。

二．監(jiān)測原理

城市道路積水監(jiān)測設(shè)備的工作原理基于多傳感融合與數(shù)據(jù)閉環(huán)傳輸，不同類型設(shè)備根據(jù)應(yīng)用場景形成專屬技術(shù)路徑。液位傳感單元是核心檢測部件，研究人員采用靜壓式、雷達(dá)式、地埋式積水監(jiān)測儀等多種技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)積水深度測量。

靜壓式傳感器通過投入式安裝，利用水壓與水深的線性關(guān)系換算積水高度，同時內(nèi)置溫度補(bǔ)償模塊抵消環(huán)境溫度對測量結(jié)果的影響；

雷達(dá)式傳感器采用非接觸式設(shè)計，向水面發(fā)射電磁波并接收反射信號，通過計算信號傳播時間得出積水深度，可避免水體雜物對傳感器的磨損；

智能路面積水儀是一體式地埋隱形安裝，內(nèi)置無線、內(nèi)置鋰電、內(nèi)置太陽能及充電系統(tǒng)

所有傳感單元采集的原始數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理模塊轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字信號，由通信模塊通過4G、北斗、NB-IoT等無線通信技術(shù)傳輸至城市應(yīng)急管理平臺。

三．核心技術(shù)指標(biāo)

城市道路積水監(jiān)測設(shè)備的技術(shù)參數(shù)需滿足城市復(fù)雜環(huán)境下的精準(zhǔn)監(jiān)測與穩(wěn)定運(yùn)行要求，核心參數(shù)聚焦測量范圍、精度、環(huán)境適應(yīng)性等關(guān)鍵指標(biāo)。

1.壓力式水位計：

水位范圍：0-10m...0-200m

測量精度：±0.1%FS

分辨率：1mm

2.雷達(dá)水位計：

測量范圍：7m

精度：±3mm

天線發(fā)射角度：8°（水平和垂直）

發(fā)射頻率：60GHz

3.智能路面積水儀：

超聲量程：1m、2m、3m、5m

壓力量程：3m、5m、8m、10m

超聲最低水位：<0.005~0.03m（因量程而不同）

水位分辨率：1mm

超聲準(zhǔn)確度：±1mm~0.15%F.S

壓力準(zhǔn)確度：±0.2%F.S

四．技術(shù)優(yōu)勢

城市道路積水監(jiān)測設(shè)備的技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在監(jiān)測效能、管理效率與應(yīng)用適配性等多個維度，顯著改善傳統(tǒng)監(jiān)測模式的局限性。精準(zhǔn)化監(jiān)測能力使積水?dāng)?shù)據(jù)傳輸誤差大幅降低，通過實(shí)時捕捉積水深度、上漲速率等關(guān)鍵信息，為管理部門提供準(zhǔn)確的決策依據(jù)，避免因數(shù)據(jù)偏差導(dǎo)致的應(yīng)急處置失當(dāng)。智能化運(yùn)行模式減少人工成本投入，設(shè)備實(shí)現(xiàn)24小時不間斷自主監(jiān)測，無需人員現(xiàn)場值守，同時通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸與預(yù)警功能，使管理部門能在第一時間掌握積水狀況，將應(yīng)急響應(yīng)時間縮短50%以上。設(shè)備的小型化與模塊化設(shè)計使其可靈活安裝于道路低洼處、地下通道、橋梁涵洞等不同場景，既不影響交通通行，又能實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵區(qū)域全面覆蓋，同時支持與交通信號燈、電子顯示屏、廣播系統(tǒng)聯(lián)動，形成“監(jiān)測-預(yù)警-疏導(dǎo)”一體化處置機(jī)制。

五．應(yīng)用場景

城市道路積水監(jiān)測設(shè)備的應(yīng)用場景覆蓋城市交通與應(yīng)急管理全流程，在不同場景中發(fā)揮針對性技術(shù)價值。

1.城市主干道與交叉路口是核心應(yīng)用區(qū)域，設(shè)備被安裝于歷史積水點(diǎn)、低洼路段，實(shí)時監(jiān)測積水變化并將數(shù)據(jù)傳輸至交通指揮中心，管理人員可根據(jù)積水深度發(fā)布交通管制指令，通過電子顯示屏引導(dǎo)車輛繞行。

2.地下通道與隧道場景中，當(dāng)積水深度達(dá)到預(yù)設(shè)閾值時，工作人員好及時關(guān)閉通道入口，同時啟動排風(fēng)與排水設(shè)備，防止人員車輛誤入危險區(qū)域。

3.老舊城區(qū)與棚戶區(qū)改造區(qū)域，設(shè)備配合管網(wǎng)改造工程部署，通過長期監(jiān)測積水?dāng)?shù)據(jù)為管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計提供支撐，使排水系統(tǒng)改造更具針對性。

4.在某沿海城市的暴雨應(yīng)急處置實(shí)踐中，監(jiān)測設(shè)備與城市數(shù)字孿生平臺結(jié)合，構(gòu)建起全域積水動態(tài)模擬系統(tǒng)，通過實(shí)時數(shù)據(jù)反饋優(yōu)化排水管網(wǎng)調(diào)度方案，使城區(qū)積水消退時間平均縮短30分鐘。

5.此外，設(shè)備在園區(qū)、校區(qū)、景區(qū)等封閉區(qū)域也得到廣泛應(yīng)用，通過局部監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)保障區(qū)域內(nèi)人員出行安全，為小型區(qū)域的防洪排澇管理提供技術(shù)支持。

六．總結(jié)

城市道路積水監(jiān)測設(shè)備通過技術(shù)創(chuàng)新與場景適配，已成為城市防洪排澇與交通安全保障的核心技術(shù)手段。其科學(xué)的工作原理、嚴(yán)苛的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)、突出的應(yīng)用優(yōu)勢與廣泛的場景覆蓋，推動城市積水管理從被動應(yīng)對轉(zhuǎn)向主動預(yù)防，從人工巡查轉(zhuǎn)向智能監(jiān)測，大幅提升城市應(yīng)急管理的精細(xì)化水平與響應(yīng)效率。