一、项目背景

    水是个世界性问题,目前水源的缺失已经引起世界各国的关注,究其缺水的原因,很大一部分是来自水源地被污染,相对污染的最大比例是城市污水的排泄,城市污水大多来自于企业污水排放,垃圾的污染。规模化养殖场每天排放的污水量大、集中，并且污水中含有大量污染物，如重金属、残留的兽药和大量的病原体等，因此如不经过处理就排放于环境或直接农用，将会造成当地生态环境和农田的严重污染。

    随着经济水平的提高，农村地区生活水平得到改善，同时产生的生活污水也高于以往。由于农村居民污水治理意识薄弱，导致农村地区污染日益严重。因此投资于监测和监管，提供一个有效、实用先进的监测系统和解决方案，加强环境监测变得迫在眉睫，建立污染源在线监测系统、污水处理校验系统，提高水质监测能力，势在必行。其主要衡量指标有PH值、电导率、氨氮、总磷、CDD、浊度等。

    二、系统概述

    污水水质监测系统是由污水排放监测点（图像站、水质站、流量站）、污水水质在线监测平台组成。系统可实现对企业废水、城市污水、农村污水、养殖业污水的自动采样、流量的在线监测和主要污染因子的在线监测以及现场情况的抓拍；实时掌握污水中污染物排放总量，实现监测数据自动传输；由监测点对水质参数自动采集、处理、保存和远程通讯传输，污水水质在线监测平台部署于云服务器上，对数据进行汇总、整理和综合分析。水质站用于监测河道排污口水质信息，采用有人看管、无人值守的管理模式。

    污水排放监测点系统由采样系统、测量系统、数据采集传输系统三部分组成。采样系统由泵、采样管路、专用采样器、控制单元等构成。测量系统由测量仪器及数据采集终端构成。数据采集传输系统由数据采集终端及通讯模块构成。

    三、系统拓扑图 

    四、系统主要功能

    1、实时监测污水的主要指标PH值、电导率、氨氮、总磷、CDD、浊度，为污水排放是否达标提供依据；

    2、实时监测污水排放量；

    3、实时回传现场抓拍照片，监测现场环境；

    4、平台对数据进行汇总、整理和综合分析。

    五、平台介绍

    1、水质在线监测平台利用计算机对遥测数据快速处理和加工成各种数据报表，及时向有关人员提供信息服务，并提供相应的业务支持和管理功能。

    中心平台系统主要由以下部分组成：云服务器、平台软件、数据库。

    服务器主机：阿里云平台

    平台软件：水质在线监测系统

    数据库：mysql数据库

    2、平台管理

    登录界面 

    3、设备系统管理

    4、数据管理

    一、系统介绍

    合睿达金属结构实时在线监测系统覆盖了水利水电（启闭机、钢闸门、升船机、引水压力钢管、水泵）、起重机械（起重机、电梯等卷扬提升机械）、等工业设备。

    二、系统原理     

    基于金属结构、电机、液压缸的结构特点和轴承的故障机理以及现代信号处理技术、计算机技术、人工智能技术和网络通讯技术等建立的，具有先进性、可靠性、实用性和可扩展性等特点。在这些设备运行过程中，提取其外部状态信号， 如激振、应力、声发射、振动、压力脉动、温度和其他过程量信号，通过对这些状态信号的采集、存储、分析、比较，判断设备内部潜在的或已经形成的机械和电气故障，为设备维护部门提供第一手信息和资料，从而实现预知维修，并通过振动数据分析，实现精密维修，缩短维修用时，为检测维修制度合理化提供准确的数据基础。

    水工金属结构的故障问题主要有腐蚀、应力超标、振动问题、焊缝问题、启闭力问题等，影响其安全运行的因素主要有运行环境、结构应力、动力响应、运行姿态、门槽水力学参数、启闭机运行状态、运行操作管理人员素质等动脉等。针对以上影响水工金属结构安全运行的关键性因素，我们将对以下几个方面对其监测及其分析：

  （1）应力监测：对闸门的主梁、门轴柱、斜撑杆、顶底枢等主要构件进行应力监测， 并对闸门的结构强度进行评估。

  （2） 运行姿态监测：对闸门运行姿态进行监测，实时掌握闸门运行情况，并对其 进行运行安全性评估。

  （3）顶底枢及卷筒轴承处监测：对闸门顶枢轴、底枢蘑菇头、卷筒轴轴承的运行状态进行监测，实时掌握顶枢、 底枢、卷筒的受力状态及运行状态，并对其进行安全性评估。

  （4）振动监测：

    对闸门、门蘑菇头等位置进行激动监测， 实时掌握闸门的动态特性，并对其进行运行安全性评估。

    对启闭机的电机、减速箱、卷筒、液压油缸的振动监测，实时掌握启闭机、电机、减速箱的动态特性，并对其进行运行安全性评估。   

  （5） 轴向位移监测：对卷筒的轴向位移进行实时监测，判断轴向窜动的严重程度，实时掌握卷筒动态特性，并对其进行运行安全性评估。

  （6）转速监测：对电机转速，辅助振动监测进行启闭机状态的综合分析

    三、系统运维图

    合睿达金属结构实时在线监测系统可无缝连接机组的状态监测系统形成水电站设备智慧运维系统（如下图）。

    四、系统集成

    我公司经过反复试验，计算和验证，选用优质传感器采集数据，研发高精度A/D转换采集板卡，自行编制数据处理、显示、存储及分析软件，定制并采购优质电控箱柜，将在线监测的全部环节集成为系统，进行整体安装和部署，系统示意图如下。闸门监测主要项目和显示界面如下图所示，针对不同工程，还可定制显示内容。

    当一个工程具有多孔闸门须同时监测其工作状况时，可按下图所示，依据工程现场条件，将多扇闸门的数据显示、存储工控机集成在一个电控柜内，以节省闸房操作空间。

    一、生态流量监管背景

    生态流量是指水流区域内保持生态环境所需要的水流流量。近年来，一些水电站因下泄生态流量不足造成部分河段减水、脱水甚至干涸，一定程度上影响了河流的正常生态功能和群众的生产、生活。为保障河湖生态用水，推进小水电绿色发展，维护河流健康生命，水利部发布了《水利部生态环境部关于加强长江经济带小水电站生态流量监管的通知》（水电[2019]241号）。为做好小水电站生态流量监管平台建设工作，水利部组织编制了《水利部办公厅关于印发小水电站生态流量监管平台技术指导意见的通知》（办水电函〔2019〕1378号）。

    二、生态流量在线监测系统整体架构

   生态流量在线监测系统以自动化流量和视频监控为主，可集成水位站、水质监测、视频监测系统等功能，系统通过多种传输方式，实时、准确地将遥测发送站采集到水情数据传输到后台。通过水位数据、闸门开度值（或泄放流量的钢管口径大小）及该电站大坝设计资料等数据计算出当前生态流量泄放值。便于水利监管单位及时掌握水电站的流量下泄情况，保障下游河流的生态用水。

    三、生态流量在线监测系统功能

    生态流量在线监测系统包括下几个功能模块：

    系统概括：包括设备总数，在线情况等，公告通知，今日报警等情况。

    实时监测：对每一台设备运行状况的检测，实时采集的数据流量，站点在地图上的分布等。

    电站信息：可以在线查看电站信息。

    统计报表：对采集数据进行分析统计，走势图、柱状图，以及按日、月、年查询，并支持数据导出。

    设备管理：对设备安装地点，备注说明，多级树状分类进行集中式管理。

    系统设置：开设账号供他人使用，系统日志、权限分配进行查看设置。

    四、数据展示

                                                           生态流量一张图                                             自动生成流量曲线

流量报表                                                                     小水电站监测管理

考核管理                                                                       视频数据叠加监控

    五、硬件系统

    六、安装效果图

一、背景

管道会因地质沉降产生非均匀应力集中效应导致形变，进而诱发周边生态系统的渐进式结构损伤，严重情况下可能引发管道完整性管理失效风险。传统人工巡检模式存在监测盲区大、响应滞后等缺陷，难以满足现代管道全生命周期管理的需求。建立基于多源传感物联网的管道本体变形监测，通过实时感知管道力学状态演变，可以及时预警地质灾害的发生，实现管道的安全控制，减少因地质灾害造成的管道破坏，为管道的运行维护策略提供保证。

二、监测方案概述

管道通过地质灾害区域的部分管线通常要承受增长的纵向应变，因此获取管道纵向应变的变化是管道力学监控的主要内容。取得了管道的应变变化数据，就可以利用材料的应力应变关系判别管道的力学状态。

依据材料力学强度理论及弹塑性失效机理，管道结构在外部载荷作用下，当主应力组合或等效塑性应变达到材料屈服强度或极限应变阈值时，即发生强度失效或屈曲失稳。因此管道设计时根据管材和管道的几何尺寸规定了管道的容许应力或容许应变。

通过监测数据能够掌握管道在外力作用下的力学行为和变形趋势，因此与操作条件下荷载（内压、温差）引起的应力或应变和管道弹性敷设产生的弯曲应力或应变进行组合，与容许应力或容许应变进行比较，就可以对管道的力学状态进行评价，通过将加速度转换为信号的传感器，测量空间加速度，就可以全面准确地对管道本体变形趋势进行监测，此外还可以利用位移传感器测量管道的裂缝和位移量，对管道的裂缝进行长期的相对位移变化监测。

三、 合睿达管道位移自动化监测方案介绍

（一）、监测目标

支墩稳定性：实时监测支墩位移、沉降、倾斜等形变参数。

应力应变：检测支墩结构应力变化，预防因荷载超限导致的破坏。

（二）、监测技术选型

2.1感知层（传感器）

2.2设备参数

①GNSS监测一体机

②一体式智能采集仪

③振弦式应变计

3. 数据处理与分析

边缘计算：在网关端进行数据预处理（滤波、异常值剔除）。

云平台：各类传感器数据整合分析，并进行可视化显示。

4. 通讯、供电方案

太阳能+锂电池（适用于无电源场景）。

4.1.供电系统：

GNSS监测主机与采集仪供电采用太阳能供电。主要设备有：100W太阳能板，100AH蓄电池，太阳能控制器，监测主机。连接示意图如下：

4.2.通讯系统：

普适型监测数据传输采用4G 传输模块，应用 4G 网络传输至部署在云平台上的物联网系统，并通过物联网云平台进行网络发布转发到服务器。

服务器通过解算软件解析数据，输出原始坐标值，解算后数据传输至展示平台，平台展示累计位移量。

图4.1数据传输物联网系统

（三）、系统架构

感知层（传感器） → 传输层（网关/通信模块） → 数据处理层（边缘计算+云平台） → 应用层（可视化、预警）

3.1设备安装部署

位移监测：安装在支墩侧边表面或基础连接处。

倾角传感器：布设在支墩顶部及关键支撑点。

应变计传感器：嵌入支墩混凝土内部，监测应力集中区域。

3.2数据分析场景

实时报警：位移超限（如>5mm）、倾角突变（>0.5°）触发声光报警。

长期趋势：通过历史数据预测支墩寿命，优化检修周期。

（四）、方案优势

优势：

实时性：分钟级数据更新，快速响应突发风险。

可扩展性：支持新增传感器与算法模型迭代。

成本优化：

减少人工巡检频率，降低维护成本。

（五）、预期效果

支墩失效预警时间提前≥72小时。

维护成本降低30%-50%。

延长管道系统使用寿命15%-20%。

    一、背景

    1998年特大洪水以后，防洪思路由控制洪水向洪水管理转变，水文自动测报系统应用极大地支持了这一策略。在防汛决策中，水文自动测报系统是一项投资少、工期短而又十分有效的非工程性的防汛预警措施。水雨情监测数据是防汛抗旱的生命血液，水雨情监测站网是基础。通过合理布设雨、水情监测站网，准确掌握降雨、山洪灾害变化规律，有效预测预报其变化趋势，及时发布预警信息，可最大限度地减少国家和人民生命财产损失。

    二、系统介绍

    山洪雨量监测预警系统是集物联网感知、传输、监测预警和应用于一体的智慧防灾预警系统。结合水量、雨情、水情、水质、墒情、视频、图像、气象、遥感等智能感知产品和平台，分析确定警戒雨量和危险雨量，超过警戒线及时预警，确保雨情及时监测到，预警信息及时发出，关键时刻与山洪抢跑。通过建设实用、可靠的山洪雨量站，扩大山洪灾害易发区水雨情收集的信息量，提高水雨情信息的收集时效，能及时发布预报、警报，保障人民群众生命安全，减少灾害损失。

    三、主要设备

    山洪雨量站

    针对于山洪地质灾害监测项目建设规范和要求,结合现场项目应用和施工经验设计的一体化山洪雨量站，测站简易化、安装便捷化以及电池隐藏式的设计大大提升了测站安装和维护效率。测站遥测终端机采用手机APP配置,用户使用更加便捷、安全。

    雨量计

    雨量计是一种水文、气象仪器，用以测量自然界降雨量，同时将降雨量转换为数字信息量输出，以满足信息传输、处理、记录和显示等的需要。常见的有虹吸式和翻斗式两种。

    雷达水位计

    雷达水位计采用高频微波脉冲发射较窄的微波脉冲，经天线向下传输，微波接触到被测介质表面后被反射回来，再次被天线系统接收并将其传输给电子线路部分自动转换成水位信号。雷达水位计可广泛适用于水文、水利信息化建设领域，如水文、水资源、水环境。

    遥测终端机

    遥测终端机拥有丰富的输入接口，如RS-232、RS-485、AI、DI等，方便多类型传感器接入。同时它采用32位低功耗处理器，且具有传感器电源控制功能，在保证性能的前提下，实现设备的低功耗运行。它内置WIFI模块，客户可通过手机APP进行参数配置，大大提高了工作效率。设备兼容水文、水资源标准协议，并支持特殊规约的定制，能够满足河流水文、水资源、墒情、气象、水质监测等方面的应用需求，且具备较好的行业扩展性及适应性。

    四、产品特点

    1、野外环境下手机APP实现本地无线参数配置，保障操作人员安全；

    2、“一键唤醒”设计，产品外观精致、高端；                 

    3、智能手机WIFI连接配置，设备使用简单便捷；                      

    4、线夹式接线，方便用户安装调试；                   

    5、4G全网通无线模块、兼容不同网络制式，实现数据、图片高速上传； 

    6、支持人员操作设备授权管理，保障设备信息安全。

    五、系统功能

    山洪雨量监测预警系统，利用GIS地图实时显示测站总数、上线率、位置、雨量热力图，对实时水位、流量、雨量走势、网关工况、报警信息等要素实时视频监测并统计分析，通过多种通讯传输方式将数据上传到监测中心，超出设置预警值时及时通过无线预警广播、短信、平台预警播报，为防灾减灾提供实时信息服务。