一．前言

城市化進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)測設備通過集成傳感技術、數(shù)據(jù)傳輸技術與智能分析算法，構建起全方位、全天候的積水監(jiān)測網絡，為城市防洪排澇決策、交通疏導調度提供科學依據(jù)，成為提升城市治理能力的重要技術支撐。

二．監(jiān)測原理

城市道路積水監(jiān)測設備的工作原理基于多傳感融合與數(shù)據(jù)閉環(huán)傳輸，不同類型設備根據(jù)應用場景形成專屬技術路徑。液位傳感單元是核心檢測部件，研究人員采用靜壓式、雷達式、地埋式積水監(jiān)測儀等多種技術方案實現(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系換算積水高度，同時內置溫度補償模塊抵消環(huán)境溫度對測量結果的影響；

雷達式傳感器采用非接觸式設計，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，內置無線、內置鋰電、內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)經數(shù)據(jù)處理模塊轉換為標準化數(shù)字信號，由通信模塊通過4G、北斗、NB-IoT等無線通信技術傳輸至城市應急管理平臺。

三．核心技術指標

城市道路積水監(jiān)測設備的技術參數(shù)需滿足城市復雜環(huán)境下的精準監(jiān)測與穩(wěn)定運行要求，核心參數(shù)聚焦測量范圍、精度、環(huán)境適應性等關鍵指標。

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

超聲準確度：±1mm~0.15%F.S

壓力準確度：±0.2%F.S

四．技術優(yōu)勢

城市道路積水監(jiān)測設備的技術優(yōu)勢體現(xiàn)在監(jiān)測效能、管理效率與應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。精準化監(jiān)測能力使積水數(shù)據(jù)傳輸誤差大幅降低，通過實時捕捉積水深度、上漲速率等關鍵信息，為管理部門提供準確的決策依據(jù)，避免因數(shù)據(jù)偏差導致的應急處置失當。智能化運行模式減少人工成本投入，設備實現(xiàn)24小時不間斷自主監(jiān)測，無需人員現(xiàn)場值守，同時通過遠程數(shù)據(jù)傳輸與預警功能，使管理部門能在第一時間掌握積水狀況，將應急響應時間縮短50%以上。設備的小型化與模塊化設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，又能實現(xiàn)關鍵區(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-預警-疏導”一體化處置機制。

五．應用場景

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

1.城市主干道與交叉路口是核心應用區(qū)域，設備被安裝于歷史積水點、低洼路段，實時監(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車輛繞行。

2.地下通道與隧道場景中，當積水深度達到預設閾值時，工作人員好及時關閉通道入口，同時啟動排風與排水設備，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，設備配合管網改造工程部署，通過長期監(jiān)測積水數(shù)據(jù)為管網優(yōu)化設計提供支撐，使排水系統(tǒng)改造更具針對性。

4.在某沿海城市的暴雨應急處置實踐中，監(jiān)測設備與城市數(shù)字孿生平臺結合，構建起全域積水動態(tài)模擬系統(tǒng)，通過實時數(shù)據(jù)反饋優(yōu)化排水管網調度方案，使城區(qū)積水消退時間平均縮短30分鐘。

5.此外，設備在園區(qū)、校區(qū)、景區(qū)等封閉區(qū)域也得到廣泛應用，通過局部監(jiān)測網絡建設保障區(qū)域內人員出行安全，為小型區(qū)域的防洪排澇管理提供技術支持。

六．總結

城市道路積水監(jiān)測設備通過技術創(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手段。其科學的工作原理、嚴苛的參數(shù)標準、突出的應用優(yōu)勢與廣泛的場景覆蓋，推動城市積水管理從被動應對轉向主動預防，從人工巡查轉向智能監(jiān)測，大幅提升城市應急管理的精細化水平與響應效率。