城市雨污井视频监控系统
应用背景
随着城市化进程加速，城市排水系统面临着内涝频发、排水不畅、污水违规排放等诸多挑战。传统人工巡检方式存在效率低、覆盖不足、响应滞后等问题，难以满足现代城市精细化管理需求。本视频监控方案旨在构建一套智能化、全覆盖的城市雨水井、污水井监控系统，通过实时监测水位、水质变化，及时发现雨水堵塞、非法排污、井盖缺失等异常情况，为城市防汛排涝、水环境治理提供有力的数据支持，提升城市排水系统的管理效率和应急处置能力。
设计原则
基于城市雨污井视频监控的实际需求，本系统设计目标：
- 实用性：紧密围绕项目实际需求，确保系统功能能够切实解决日常监测、异常预警、应急处置等问题。能为管理人员提供有效信息，辅助决策。
- 先进性：采用先进的视频监控技术、物联网技术、智能分析算法等，保证系统在技术架构、设备性能和功能应用上具有前瞻性及较高的智能化水平，适应未来城市发展和技术升级的需求。
- 可靠性：确保系统稳定可靠运行，采用高可靠性的设备和成熟的技术方案。设备需具备防水、防尘、防腐蚀、抗干扰等特性，满足井下恶劣环境的使用要求；同时建立完善的备份和容错机制，避免因单点故障导致系统瘫痪。
- 安全性：在信息安全方面，采用数据加密传输、用户权限管理、网络安全防护等措施，防止数据泄露和非法访问；在设备安全方面，对监控设备进行物理防护，防止被盗、被破坏，保障系统安全运行。
- 可扩展性：系统架构具有良好的扩展性，便于后期根据城市发展和管理需求的变化，灵活增加监控点位、扩展系统功能。当城市新建区域或增加排水设施时，能够快速接入新的监控设备；随着技术发展，可方便地升级系统软硬件。
- 经济性原则：在满足系统功能和性能要求的前提下，合理控制建设成本和运维成本。通过优化设备选型、合理规划施工方案、降低能耗等方式，实现资源的有效利用，提高系统的性价比，确保其在经济上具有可持续性。
- 兼容性原则：系统应具备良好的兼容性，能够与城市现有的排水管理系统、应急指挥系统、环保监测系统等进行数据对接和集成，实现信息共享和协同工作。采用开放的通信协议和数据接口标准，便于与其他系统进行互联互通，提高城市管理的整体效率。
系统结构
如下图所示。
系统采用分层分布式架构，由前端采集层、网络传输层和后端监控平台层组成。
前端采集层：在各个雨水井、污水井、出入水口、雨污站等监控点等安装高清水下网络摄像机，实时采集目标区域视频图像。
网络传输层：通过4G/5G 无线网络、光纤等通信方式，将前端采集的数据传输至监控中心。
后端监控平台层：视频监控平台部署在云端或企业内部机房，主要包括云服务器及视频监控软件。平台实现视频数据的集中存储、实时显示、智能分析、报警处理等功能，支持多用户远程访问和操作，可与城市应急指挥系统、排水调度系统等实现数据对接与共享。
监控点设计
本方案使用RDM-2100水下摄像机采集监控点实时视频，水下摄像机具有304不锈钢外壳，全密封设计，适合于恶劣环境甚至水下长期使用。
选用工业级4G无线模块传输信号。对于距离监控中心较近（小于 1 公里）且具备光纤铺设条件的区域，也可以采用光纤传输方式，确保视频数据的高速、稳定传输。
优先采用太阳能供电，满足设备 7×24 小时不间断运行需求，在连续阴雨天可维持设备正常工作 7 天以上。对于无法安装太阳能设备的点位，利用现有路灯或市政电力系统，通过防水配电箱为设备提供稳定电源。
功能特点
- 实时监控：通过大屏、电脑、手机等终端设备，随时随地查看现场实时画面。
- 电子地图：结合地图实时显示各监测点位置。
- 水位监测：视频智能分析或结合水位传感器，实时监测水位变化。
- 水质监测：结合多参数水质传感器，可实时监测酸碱度（pH 值）、化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、电导率等水质指标。
- 异常分析：通过智能算法实时检测人员非法闯入、非法排污、物体移动等，推送相关报警信息。
- 报警联动：系统检测到报警，自动弹出提示，触发声光报警等。
- 灵活扩展：后续随时增加监控点，平台接入，不需要监控终端进行操作。
- 多监控终端：提供客户端、WEB、手机APP等多种监控方式，使用灵活。