七月的天津，海河兩岸綠意盎然，突如其來的暴雨卻總讓城市管理者繃緊神經(jīng)。2023年夏季，一套名為雷達波窨井液位監(jiān)測儀的新型設(shè)備悄然上崗，正在改變這座北方大都市應(yīng)對內(nèi)澇的方式。這種融合毫米波雷達與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的裝置，像給城市地下管網(wǎng)裝上了”智能眼睛”，讓看不見的窨井水位變成實時跳動的數(shù)字，在防汛指揮中心大屏上織就一張精密監(jiān)測網(wǎng)。
傳統(tǒng)窨井監(jiān)測多采用浮球式或超聲波傳感器，在暴雨環(huán)境中常因水面泡沫、雜物堆積導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真。天津市政部門引入的24GHz毫米波雷達技術(shù)，通過發(fā)射頻率為24.125GHz的電磁波，可在30厘米至5米量程內(nèi)實現(xiàn)±3mm的測量精度。這種非接觸式測量不僅能穿透塑料井蓋，還能在暴雨、濃霧等惡劣天氣下穩(wěn)定工作，實測數(shù)據(jù)顯示其雨霧穿透能力比超聲波設(shè)備提升67%。 技術(shù)團隊特別設(shè)計了雙模工作系統(tǒng)：日常監(jiān)測每15分鐘采集一次數(shù)據(jù)，當(dāng)液位超過預(yù)警閾值時，立即切換至1分鐘/次的高頻監(jiān)測模式。在河西區(qū)友誼路段的實測中，系統(tǒng)在井內(nèi)水位達到管徑60%時自動觸發(fā)警報，為應(yīng)急隊伍爭取到寶貴的35分鐘響應(yīng)時間。
這套監(jiān)測系統(tǒng)的真正價值，在于其構(gòu)建的“點-線-面”三級預(yù)警體系。每個監(jiān)測點實時上傳數(shù)據(jù)至云平臺，AI算法結(jié)合氣象預(yù)報、管網(wǎng)拓撲模型，可提前2小時預(yù)測重點區(qū)域積水風(fēng)險。2023年8月12日的強降雨中，系統(tǒng)提前識別出南開區(qū)衛(wèi)津路沿線3個關(guān)鍵節(jié)點的連鎖反應(yīng)風(fēng)險，指揮中心據(jù)此調(diào)整8臺泵站的排水時序，成功避免該區(qū)域出現(xiàn)大面積積水。 特別值得關(guān)注的是其自適應(yīng)校準(zhǔn)功能。由于窨井環(huán)境復(fù)雜，設(shè)備內(nèi)置的溫度補償模塊和自清潔裝置，可在-20℃至70℃環(huán)境穩(wěn)定工作。和平區(qū)南京路某監(jiān)測點連續(xù)運行9個月的數(shù)據(jù)顯示，設(shè)備漂移誤差始終控制在0.2%以內(nèi)，較傳統(tǒng)傳感器提升4個數(shù)量級。
天津項目的創(chuàng)新之處，在于將5000余個監(jiān)測節(jié)點接入城市生命線工程監(jiān)測平臺。每個窨井蓋都成為智慧城市的神經(jīng)末梢，其數(shù)據(jù)不僅用于防汛，還與燃氣、熱力等管線管理系統(tǒng)聯(lián)動。在河?xùn)|區(qū)某次道路施工中，監(jiān)測儀捕捉到相鄰窨井的異常水位波動，及時預(yù)警避免了次生塌陷事故。 這種多維數(shù)據(jù)融合正在催生新的管理范式。通過分析3年期的監(jiān)測數(shù)據(jù)，市政部門發(fā)現(xiàn)河北區(qū)某片區(qū)每逢中雨就會出現(xiàn)局部積水，根本原因是上世紀(jì)80年代鋪設(shè)的300mm排水管無法匹配現(xiàn)有匯水面積。基于此形成的《管網(wǎng)改造優(yōu)先級評估模型》，使有限的建設(shè)資金產(chǎn)生了最大效益。
隨著天津入選國家首批”新城建”試點，雷達波監(jiān)測儀正從防汛專項設(shè)備升級為城市基礎(chǔ)設(shè)施健康監(jiān)測平臺的關(guān)鍵組件。最新研發(fā)的NB-IoT+LoRa雙模通信版本，將設(shè)備功耗降低至7μA，配合太陽能供電系統(tǒng)，可實現(xiàn)5年免維護運行。在濱海新區(qū)的中德生態(tài)城，這些”智能哨兵”已開始監(jiān)測地下管廊的沉降形變。 值得期待的是正在測試的邊緣計算功能。設(shè)備端部署輕量化AI模型后，可自主識別井內(nèi)垃圾堆積、非法排放等異常情況。2024年汛期前，全市將有2000個監(jiān)測點具備該功能，屆時系統(tǒng)對管網(wǎng)堵塞的預(yù)警準(zhǔn)確率預(yù)計提升至92%以上。
這場始于窨井蓋下的技術(shù)革新，正在重新定義特大城市的基礎(chǔ)設(shè)施管理邏輯。當(dāng)毫米波穿透鋼筋混凝土，當(dāng)二進制數(shù)據(jù)流匯聚成城市脈搏，天津給出的智慧防汛方案，或許正在書寫中國式現(xiàn)代化城市治理的新注腳。
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