城市内涝监控预警系统

城市内涝预警系统研究

项目结题报告宝安区污水设施管理中心

哈工大深圳研究生院2013-12-27概要项目实施项目研发与实现项目目标与设计项目背景项目背景—城市内涝远程监控优点国内城市频繁出现内涝，一场暴雨就可以使整个城市陷入瘫痪。

《深圳城市内涝成因分析》深圳市有260多处内涝点，内涝面积180多平方公里。2008深圳市遭遇大暴雨,造成5人死亡、数十万人受灾,全市形成1000多处内涝水浸。

项目背景—宝安区创业路内涝远程监控优点项目背景—宝安区创业路内涝远程监控优点项目背景—宝安区上川路内涝远程监控优点项目背景—宝安区上川路内涝远程监控优点项目背景—目的意义远程监控优点文献《深圳城市内涝成因分析》对照1999-2008年深圳内涝发生的实际情况得出：（1）降水发生数小时后才会有灾害发生。（2）雨强较大时不一定有积涝发生，往往在雨强极大值数小时后才出现积涝。因此，如果能够在内涝发生前通过预警手段及时发现问题，提前启动应急预案将有效减少甚至避免内涝的发生。文献显示：目前，国内城市尚没有在使用基于实时数据采集的内涝监测系统，暴雨发生时往往不能给出及时、准确内涝情况，难以采取合理的应对措施。项目背景—目的意义远程监控优点实时了解雨水井信息减少运营费用（减少巡查次数）及时发现各类问题（偷排，淤塞、污水等）提高管理水平历史数据分析挖掘历史数据查询，发现问题管道不同降雨过程中雨水井的排水能力分析根据历史数据构建预测模型，结合天气预报预警城市内涝预警提前预警，提前发现问题，做好应对措施短信实时报警，快速应对多点同时监测，中心统一指挥协调项目背景—研发任务（宝安科技创新局合同）远程监控优点构建内涝系统设计方案，实时监测内涝灾害地点—排水井水位变化，利用模糊逻辑做出决策，准确预警迅速抢修。解决室外低功耗工作问题解决重启后的联网稳定问题构建一个小型内涝监测实验网络项目目标与设计—目标远程监控优点（1）实时水位监测系统能够快速有效地实现关键节点的水位监测，并通过无线通信完成可靠的数据传输。（2）低功耗系统的监测节点可以采用两种方式供电：（a）直接利用市电；（b）小型蓄电池+太阳能电池独立供电。用电电压为12V,电流小于500mA项目目标与设计—目标远程监控优点（3）低成本控制观测节点的成本才能保证网络构建的可扩展性。（4）良好的环境适应性监测节点须具有良好的环境适应性，基本的环境适应性指标包括：-防泥沙、灰尘，防水，防潮（5）应用方便监控中心具有友好的人机界面：A、能够近实时绘制排水井水位曲线；B、能够查询任意节点任意时间段的水位监测数据，为数据分析和挖掘提供可靠的数据支持。项目目标与设计—系统总体架构远程监控优点用户终端服务器无线终端监控系统服务器通过GPRS/CDMA网络报警短信计算机查看网页发送命令B/S模式……项目目标与设计—远程监控技术远程监控优点GPRS/CDMA技术的发展

1、支持频繁的、少量突发型数据业务

2、资费便宜，计费合理

3、覆盖较好

4、网络组建简单、灵活

5、传输速度快

这些特点给远程监控提供了可能性项目目标与设计—系统功能远程监控优点功能名称功能介绍水位监测监控某一下水井的水深（误差1厘米以内）实时显示远程监控实时显示水位信息无线通信监测节点采用无线通信方式，无需布线电力保障采用太阳能板+蓄电池结构（连续4个阴天仍可工作）项目研发与实现—主要研发人员远程监控优点姓名分工介绍蒋武胜总体策划实施负责学院校企合作公丕亮硬件设计机电学院博士后范士喜软件设计计算机学院博士文博软件开发计算机硕士研究生刘岭岭硬件开发计算机硕士研究生项目研发与实现—数据采集终端1远程监控优点采用超声波技术测距，设备位于下水井上面。缺点：当水位超过设备后，无法继续工作。

项目研发与实现—数据采集终端2远程监控优点液压传感器测量水位设备不锈钢包装，防水防潮设备位于水下

传感器GPRS模块项目研发与实现—系统服务器端远程监控优点

网站建设

apache+mysql+php开发实现数据处理

VC实现，网络编程以及数据库处理

项目研发与实现—服务端数据处理远程监控优串口通程序负责与远端监测数据点通信，包括发送命令和接收监测水位数据项目研发与实现—服务端数据处理远程监控点服务端主程序负责循环发送命令，并将监测点数据写入数据库项目研发与实现—服务端网站建设远程监控优项目研发与实现—服务端网站建设远程监控优项目研发与实现—服务端网站建设远程监控优通过历史数据查询，发现水位异常项目研发与实现—设备供电远程监控优名称参数配置蓄电池电压12V，容量36A太阳能电池板IEC61215，充电功率20W监测设备电压12V，平均电流22mA项目预算与实施—项目实施监测点选择优点易涝区：可以掌握区域内涝的整体情况；工程施工：要考虑到施工时对道路交通周边设施的影响，

尽量将影响减小；设备采光：使用太阳能作为动力，是否有建筑物遮挡是

重要考虑的因素。监测井状况：监测的雨水井必须处于正常工作状

态，否则监测的结果将不准确。

项目预算与实施—项目实施施工优点名称数量备注太阳能路灯基础预埋件施工6基坑要考虑机架与基杆的安装配合基杆定制6基杆传感器安装6传感器通过pvc管下放到雨水井中太阳能电池安装6主要调整电池板角度设备连接及调试6连接完成后要看到数据传到中心来项目预算与实施—项目实施安装（大宝路）点项目预算与实施—项目实施安装（宝安图书馆）项目预算与实施—项目实施安装（兴业路）项目预算与实施—项目实施安装（区政府东门）项目预算与实施—项目实施安装（设备箱）项目预算与实施—项目实施安装（下水井）附录资料：不需要的可以自行删除氯乙烯生产工艺流程氯代烃生产涉及的反应加成氯化氧氯化反应取代氯化氢氯化反应脱氯化氢反应氯解反应

氯乙烯

1.氯乙烯的性质

常温常压下氯乙烯(vinylchloride，CH2=CHCl)是无色气体，具有微甜气味，微溶于水，溶于烃类、醇、醚、氯化溶剂和丙酮等有机溶剂中。

氯乙烯是易燃易爆物质，与空气混合能形成爆炸性混合物，高温或遇明火能引起燃烧爆炸。由于光和热可引发氯乙烯单体聚合，故储存时应避免日晒，常温下长时间储存应加入阻聚剂（如对苯二酚）防止其自聚，一般以液体状态储存和运输氯乙烯的用途氯乙烯在工业上的主要应用是生产聚氯乙烯树脂，故常称其为氯乙烯单体（vinylchloridemonomer，VCM）。目前用于制造聚氯乙烯树脂的氯乙烯约占其产量的96％，少量氯乙烯用于制备氯化溶剂，主要是1,1,1-三氯乙烷和1,1,2-三氯乙烷。氯乙烯的常见生产方法乙炔法普通乙烯氯化法平衡氧氯化法平衡氧氯化生产氯乙烯工序1.直接氯化2.氧氯化3.二氯乙烷精制4.二氯乙烷裂解5.氯乙烯精制6.废水、废气处理平衡氧氯化生产氯乙烯流程示意图

1.直接氯化工序直接氯化工序简易流程图直接氯化工艺参数参数：场所：鼓泡塔氯乙烷液相中催化剂：0.3%FeCl3(wt)温度：90℃事项：1.反应温度不宜高，否则产生副产物多氯代烃2.乙烯过量，目的是氯尽可能反应，抑制副产物3.注意安全，控制尾气氧气的含量<10%.2.氧氯化单元

氧氯化单元简易流程图碱洗氧氯化单元工艺参数参数：场所：流化床催化剂：CuCl2-γ-Al2O3(wt)温度：230℃压力:0.32MPa事项：（1）.反应温度高,产生副产物多氯代烃,催化剂流失;低,产生氯乙烷（2）.反应物料最佳摩尔比:氯化氢:乙烯:氧气:惰性气体=2：1.6：0.63：2.02。3.二氯乙烷的精制流程简易图脱水塔：塔底温度96℃，塔顶温度81℃。塔板数35。脱轻塔（低沸塔）目的除去低沸物。塔板数65。回流比0.9。塔底温度100℃，塔顶温度80℃。脱重塔（高沸塔）除去高沸物多氯化物。二氯乙烷的精制流程节能技术改造4.二氯乙烷的裂解流程简易图二氯乙烷的裂解部分参数裂解温度：500℃。EDC预热器：170℃。对流段预热：225℃。急冷塔入口气温度270℃。5.氯乙烯精制单元流程简易图氯乙烯精制单元部分参数HCl塔：塔板数60；压力1.2MPa；塔顶温度-24℃；塔底温度110℃，设计回流比0.6。作用：从VCM和EDC中分离出HCl。VCM1#

塔：塔板数