桥梁涵洞采集水深数据方案
时间：2025-05-13
涉川
方案介绍
本方案旨在通过构建一套桥梁涵洞水深智能监测系统，实现对桥下涵洞、低洼通道等区域的水位（水深）实时监控。系统采用非接触式水位传感器和无线传输技术，持续采集涵洞内积水深度信息，平台可实时显示水深状态、报警信息和历史变化趋势，为城市防汛指挥、交通管控、基础设施安全提供可靠的数据支撑。
本方案旨在通过构建一套桥梁涵洞水深智能监测系统，实现对桥下涵洞、低洼通道等区域的水位（水深）实时监控。系统采用非接触式水位传感器和无线传输技术，持续采集涵洞内积水深度信息，平台可实时显示水深状态、报警信息和历史变化趋势，为城市防汛指挥、交通管控、基础设施安全提供可靠的数据支撑。
监测目标
实现对桥梁涵洞内水深的全天候实时监测，及时发现并预警积水风险，防止因暴雨积水导致车辆和行人受困或交通事故发生，辅助汛期应急处置和排涝调度。
实现对桥梁涵洞内水深的全天候实时监测，及时发现并预警积水风险，防止因暴雨积水导致车辆和行人受困或交通事故发生，辅助汛期应急处置和排涝调度。
需求分析
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需支持高频次、全天候水深数据采集；
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安装环境要求高防护、防水、防腐蚀能力；
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系统具备远程数据传输和平台可视化展示功能；
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异常水深变化可实时告警，并支持声光提示或交通联动；
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可与交通诱导系统、监控系统对接联动；
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支持多点布设、统一平台化管理。
监测方法
采用非接触式雷达水位计或超声波水位计安装在涵洞顶部，定时测量水面与设备间的距离，通过换算得到涵洞内当前积水深度；数据通过无线网络（如4G、NB-IoT）上传至云平台，实现远程监控与历史数据分析。
采用非接触式雷达水位计或超声波水位计安装在涵洞顶部，定时测量水面与设备间的距离，通过换算得到涵洞内当前积水深度；数据通过无线网络（如4G、NB-IoT）上传至云平台，实现远程监控与历史数据分析。
应用原理
传感器定时向下方发射雷达/超声波脉冲，反射回波计算探头至水面距离，再结合涵洞高度计算当前水深。系统通过与预设安全阈值对比判断是否超限，并进行自动告警或联动响应。
传感器定时向下方发射雷达/超声波脉冲，反射回波计算探头至水面距离，再结合涵洞高度计算当前水深。系统通过与预设安全阈值对比判断是否超限，并进行自动告警或联动响应。
功能特点
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非接触式测量方式，避免设备浸水损坏
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安装简单，适配桥梁涵洞各种结构
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实时数据采集与无线通信传输
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支持云平台远程监控、水深图表展示
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支持声光报警、微信推送、交通灯联动
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低功耗运行，支持太阳能供电
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可接入城市防汛或交通诱导系统
硬件清单
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雷达水位计或超声波水位计
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数据采集控制器
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通信模块（NB-IoT/4G）
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电源系统（太阳能板+锂电池或市电+UPS）
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安装支架、防护罩、接线组件
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声光报警模块（可选）
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平台软件或APP端口
硬件参数（量程、精度）
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雷达水位计：量程0–10 m，精度±2 mm，IP68防护，抗干扰能力强
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超声波水位计：量程0–5 m，精度±0.5%FS，受环境影响略大
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通信模块：NB-IoT/4G，低延迟，支持断点续传
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电源系统：太阳能功率≥30 W，电池容量≥20 Ah，连续阴雨天可运行7天
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工作环境：-30℃～+70℃，防尘防水等级IP67–IP68
方案实现
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选定桥梁涵洞最低点位置，安装非接触式水位传感器；
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配置数据采集器与无线通信模块，连接电源系统；
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系统平台设定水深告警阈值，如水深超过20 cm即触发黄色预警，超过40 cm触发红色预警；
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支持与路灯、交通诱导屏、视频监控联动，实现视觉预警与车流引导；
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平台实时记录水深变化数据，供后期分析与管理决策使用。
数据分析
平台提供实时水深图、变化趋势曲线、雨量与水深关联分析、历史高水位统计等功能，支持自动生成监测报告，辅助研判风险区域积水成因与治理方向。
平台提供实时水深图、变化趋势曲线、雨量与水深关联分析、历史高水位统计等功能，支持自动生成监测报告，辅助研判风险区域积水成因与治理方向。
预警决策
系统根据设定的水深阈值分级报警，支持短信、微信、声光、广播等多种告警方式；可联动交警、排水公司等相关单位平台，实现快速响应和联动处置。
系统根据设定的水深阈值分级报警，支持短信、微信、声光、广播等多种告警方式；可联动交警、排水公司等相关单位平台，实现快速响应和联动处置。
方案优点
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精准监测，提升涵洞积水风险预警能力
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实时联动，有效防范交通事故
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非接触测量方式提高设备稳定性和寿命
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系统维护成本低，部署灵活
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可扩展整合多种城市感知系统
应用领域
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城市道路桥下涵洞积水监测
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高速公路桥下通道排水安全监测
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铁路涵洞、隧道口等易涝点布控
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智慧交通、智慧防汛项目配套监测
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城市重大节点防灾监控平台
效益分析
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显著提升城市桥涵积水风险感知与处置效率
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减少极端天气下的交通安全事故
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降低因排涝不及时造成的人员和财产损失
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为城市基础设施防汛规划与改造提供关键数据
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构建城市韧性基础设施智慧监测网络
国标规范
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GB/T 11828-2020《液位测量仪表术语》
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GB 50014-2021《室外排水设计规范》
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JT/T 1037-2016《道路交通事件信息采集设备通用技术条件》
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GB/T 18716-2018《城市防洪工程设计规范》
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GB/T 31167-2014《物联网术语》
参考文献
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城市涵洞积水自动监测与预警技术研究
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雷达水位传感技术在道路涵洞监测中的应用探索
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智慧城市防汛感知系统建设与实践
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桥涵交通安全与雨季积水风险防控策略研究
案例分享
2023年南京市对20余处易积水桥下涵洞安装智能水深监测系统。系统与交警诱导平台联动，实时发布积水路段预警信息，雨季期间成功预警12次，避免车辆受困事故30余起，显著提升城市汛期交通安全管理水平。
2023年南京市对20余处易积水桥下涵洞安装智能水深监测系统。系统与交警诱导平台联动，实时发布积水路段预警信息，雨季期间成功预警12次，避免车辆受困事故30余起，显著提升城市汛期交通安全管理水平。
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