一、方案背景
随着工业的不断发展和城市人口的急剧增加，工业废水和城市污水的排放量也大量增加。目前，我国已成为世界上污水排放量大、增加速度快的国家之一。然而，总体而言我国污水处理能力较低，有相当部分未经处理的污水直接或间接排放，甚至有部分排污大户偷排漏排，严重污染了自然水体和生态环境，对人民生活品质和健康造成了非常恶劣的影响。目前城市污水管网在线监测中，液体的流速、水位、流量监测非常重要。很多管网都是地下密封管网，测量起来非常的困难。一般的电磁流量计、外夹式超声波流量计都只适用于管道，且是满管情况下的测量。为了及时准确地掌握城市给排水管网的运行特征，需要对其液位、流速及流量等多种基本运行参数进行测量，获取连续的液位、流速及流量数据，掌握其变化规律，通过这些基础数据的瞬时分析、统计计算、模型模拟，可以全面地进行系统现状诊断与评估，为各项研究工作的开展奠定坚实的数据基础。城市污水管网流量在线监测系统，可以实现对城市污水管网中的地下污水流量实时监测，并利用监测数据辅助污水管网的管理与维护。
二、系统组成
城市污水管网流量在线监测系统是以流量监测仪器为核心，运用现代传感技术、自动测量、自动控制技术、计算机应用技术、以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测系统。系统主要由现场采集单元、数据处理单元（测量主机）、通信网络和监控中心数据服务平台组成。系统由声学多普勒流量计测量流体流速、水位、水温和流量，遥测终端RTU将数据通过2G/3G/4G网络传输至流量监测中心，监测中心结合相应的监控及分析软件可实时对现场数据可视化监测，实现系统运行无人值守、有人管理的模式。系统组成城市污水管网监测系统总体架构由感知层、传输层、数据层、服务层、应用层以及标准规范和运行保障体系组成。
感知层：位于物联网结构中的最底层，其功能为“感知”，即通过传感网络获取感知采集信息。感知层是物联网的核心，是信息采集的关键部分。
网络层：是数据通信的核心，是数据传输的主要通道，网络层主要采用NB-IoT、4G、5G等通信网络。
通信服务层：由物联网设备管理平台组成，实现数据的汇集与管理，为管网监测平台及其他应用平台提供专业、便捷的数据接口服务。
应用层：由智慧管网监测平台或第三方业务管理平台组成，实现设备管理、报警信息管理、大数据分析、水力模型分析、管网分析等功能。
三、系统功能
■数据实时监测：实现在线监测的地图显示、查看，包括监测设备的快速查询显示、监测数据展示、报警情况显示及监测数据曲线图的实时展示，通过系统主界面的显示功能，可以查看设备的位置、运行状态，掌握其流量、流速、液位、水质、电量、电压等信息。另外，地图还支持视频、液位、流量、流速、水质自定义等多种显示模式。
■远程监管平台：污水计量数据汇总，展示，分析，各项水质数值统计及分析，设置预警量自动报警等、数据实时更新，能做到5分钟级的数据更新速率、该速率要用户可调，并且可以实现类似于当发现水质有超标情况时，系统在给管理员发出提示的同时可以自动提高数据采集和传输频率。要求有权限设置功能，数据的查看和平台管理要有严格权限区分，并可实现用户最高管理员可自定义权限。
■GIS地图展示：可以提供以百度、谷歌二维或三维影像图为背景，将污水监测点的进水流量、出水流量监测数据查询功能，并进行超限、超标预警，提醒管理人员及时处理。同时平台支持手机及PC等多种访问方式。
■设备统一管理：统一通讯协议，后续需要能够提供接口，对于一些需要对外公布和数据可以实现外传。
■远程控制功能：24小时水质监管，能根据客户预设自动预警，自动报警，并预留与电磁阀等执行器联动的功能，本方案也需在制作时设计阀门控制，实现当超标时，阀门对应动作的功能。
■污水计量：准备在肥城各个排污点建立计量，计量方式需根据现场环境设计，需充分考虑计量现场情况。
■水质监测：主要监测内容为：COD、PH值、氨氮、总磷总氮等。要求达到实时监测实时反馈标准，要求实现现场水质监测数据实时远传，并充分考虑到现场无稳定电源的解决方案，监测设备需要现场设置保护，RTU等远传通讯需设置设备箱离地安装。
■视频监控采集：同时每一处计量及监测点需设置视频监控设备，并实现监控现场情况与监管平台远程通讯对接。
■各职能部门之间数据通信在局域网内完成；各监测站点与管理部门调度中心之间采用2GGGGNB-IoT等无线网络通信。
四、系统价值
◆实现污水管网信息化管理：充分利用网络、物联网技术和信息资源，进行服务效能整合与升级、加强资源整合与共享，实现部门业务协同。建设智慧污水平台，提高城市污水的科学性和应急处置能力，优化污水调度机制，保障污水安全。实现企业对污水监测、调度、设备管理、服务、营销等基础业务的控制和管理。实时获取企业运营数据和污水全程运行状况，为污水管理提供全方位的支撑，同时提高服务质量，满足全员服务、主动服务、创新服务的信息化需要。
◆提高污水信息化管理水平：建立完善的空间数字化模型，充分利用计算机网络和计算机智能技术，建立具有空间化、数字化、网络化、智能化和可视化的技术系统，为“智慧污水”理念应用于污水管网信息建设打下良好的基础。企业污水系统实现自动化和信息化，有利于提高水质、保障污水、优质服务和提高效率，是公司创建新型高效企业的一个重要途径。
◆满足功能扩展及管网信息化建设发展需要：从系统的总体设计将考虑到系统今后发展的要求，紧跟行业最新发展趋势，采用组件式开发技术，使系统功能的扩展就像积木拼装一样方便，保证系统良好的可扩展性，能满足今后污水管网信息建设发展的各项需要。
