一、方案背景
随着城市化进程的快速推进，城市污水管理成为环境保护和城市可持续发展的重要议题。传统的人工巡查和间断性监测方式已无法满足现代城市污水管理的需求。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。因此，城市污水管网流量在线监测系统的出现具有重大意义，它不仅提高了污水管理的效率和准确性，还有助于及时发现和解决污水排放问题，保护城市水资源和环境质量。

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
◆数据采集与传输功能：
该功能负责从分布在城市污水管网中的传感器网络中实时采集流量数据，并通过可靠的通信协议将数据传输至中央处理单元。传感器网络可以覆盖整个污水管网，确保数据的全面性和准确性。

◆数据存储与管理功能
系统能够自动存储所有采集到的流量数据，并提供数据管理和维护功能。数据存储通常采用高性能的数据库管理系统，确保数据的完整性、安全性和高效访问。

◆实时监测与显示功能
系统能够提供实时的流量监测界面，通过图形、图表和数值等多种方式展示污水管网的流量情况。用户可以通过监测界面实时了解污水管网的运行状态，及时发现异常情况。

◆历史数据查询与分析功能
系统支持历史数据的查询和分析，用户可以根据需要选择时间范围进行数据检索。同时，系统提供数据分析工具，帮助用户对历史数据进行统计、比较和趋势分析，为决策提供支持。

◆异常报警与预警功能
系统能够根据设定的阈值和算法判断流量数据是否异常，并在发现异常情况时及时发出报警和预警信息。报警信息可以通过短信、邮件或APP推送等方式通知用户，以便及时处理问题。

◆报表生成与导出功能
系统能够根据用户需求生成各种报表，如日报表、周报表、月报表等，展示污水管网的流量统计信息。用户还可以将报表导出为Excel、PDF等格式，方便进一步的分析和存档。

四、系统价值
城市污水管网流量在线监测系统适用于各种类型的城市污水管网，包括工业污水、生活污水等。通过实时监测和分析污水流量数据，可以帮助城市管理者及时发现污水排放问题，制定合理的污水处理方案，提高污水处理效率和水资源利用率。此外，系统还可以为城市规划、环境保护等领域提供数据支持，推动城市的可持续发展。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。