城市内涝监测预警系统解决方案

1.0 政策支撑与建设必要性

国家政策明确要求，建设任务刻不容缓

近年来，郑州"7·20"特大暴雨、北京门头沟洪涝等极端灾害事件接连发生，城市内涝已成为影响社会稳定、危及人民生命财产安全的重大公共安全议题。党中央、国务院高度重视，密集出台系列政策文件，将城市内涝治理作为"十四五"城市建设的硬任务、硬考核。

① 国办发〔2021〕11号——《国务院办公厅关于加强城市内涝治理的实施意见》（最高层级依据） 国务院层面顶层部署，明确提出"到2025年，内涝治理工作取得明显成效；到2035年，总体消除防治标准内降雨条件下的城市内涝现象"。文件专项要求"建立完善城市综合监测体系，充分运用物联网、大数据、云计算等技术，实现对排水防涝设施的实时监控"，并将内涝监测能力建设作为地方政府年度考核的重要内容。本方案正是落实该意见监测感知任务的核心工程载体。

② 建城〔2022〕36号——《"十四五"城市排水防涝体系建设行动计划》（实施路径依据） 住建部、发改委、水利部三部委联合印发，要求各地"加快补齐排水防涝设施短板，完善城市排水防涝工程体系"，明确将"推进排水防涝智慧化管理平台建设，实现对排水管网、泵站、调蓄设施等关键节点的在线监控"列为重点任务。该文件同时要求各城市编制实施方案并向住建部报备，形成了自上而下的刚性约束。

③ 建办城函〔2024〕106号——《关于做好2024年城市排水防涝工作的通知》（年度工作要求） 住建部年度工作部署，强调"强化与气象、应急、水利、交通等部门的信息共享和联动协作，密切关注雨情、水情、涝情，及时启动应急响应"，并将信息化建设完备程度纳入年度考核范畴。未建立实时监控体系的城市，在年度自查中将面临"未完成"的通报风险。

④ 建办城函〔2023〕152号——《关于加强城市排水防涝应急管理工作的通知》（应急管理依据） 住建部与应急管理部联合印发，明确要求各城市"排水主管部门组织编制城区排水防涝应急预案"，并将下穿式立交桥、隧道、地下空间等高风险区域的实时监控作为预案落实的前提条件。本方案的预警信息发布和应急指挥模块，正是各城市应急预案数字化落地的核心支撑。

政策目标与本方案建设内容对应关系

1.1 适用部门

本方案主要服务于以下政府部门及相关单位，可作为独立项目采购，亦可纳入智慧城市、海绵城市、韧性城市等综合建设专项：

• 住房和城乡建设局（排水防涝主管部门，政策落实第一责任单位）
• 城市管理局（城管执法与设施运维主责部门）
• 应急管理局（防汛应急指挥、预警发布）
• 市政排水公司/管网运营单位（日常运营管理使用方）
• 大数据局/智慧城市管理办公室（数据汇聚与平台集成）

1.2 建设背景与现状痛点

形势研判：内涝风险持续上升，传统管理模式难以为继

受全球气候变化影响，我国极端强降雨事件呈现"频率增加、强度增大、时空分布更加集中"的显著趋势。与此同时，城市不透水面积快速扩张、地下空间开发深度持续增加，进一步压缩了自然调蓄空间，城市雨洪管理面临前所未有的压力。

然而，当前大多数城市的内涝管理仍高度依赖人工巡查与电话上报，存在以下突出问题亟需通过信息化手段加以解决：

感知能力严重不足：全市易涝风险点分散，单靠人工无法实现全域覆盖，积水发展过程无法实时掌握，往往在积水成灾后才能得到信息。

预警时效严重滞后：从现场发现积水到信息传递至指挥中心，再到向公众发布预警，整个链条耗时往往超过30分钟，错过最佳预警窗口。

数据割裂，决策失据：气象、排水、道路、应急各部门数据相互孤立，缺乏统一的内涝态势感知平台，指挥人员无法在同一界面获得全局信息。

调度被动，效率低下：排涝泵站的启停调度缺乏实时管网水位数据支撑，只能凭经验判断，既可能错过排涝最佳时机，又可能造成能源浪费。

问责追溯困难：事后缺乏完整的积水过程数据记录，既难以还原事件全貌、总结经验教训，也无法满足上级部门的调查核查需求。

1.3 建设目标

本项目旨在通过部署城市内涝智能监测预警系统，构建"感知—传输—平台—预警—处置"全链路闭环体系，全面提升城市应对极端降雨事件的感知能力、预警能力和应急处置能力，具体实现以下目标：

• 感知全覆盖：对全市主要易涝风险点实现7×24小时自动化监测，消除人工巡查盲区；
• 预警高时效：从设备感知积水到平台告警再到责任人收到通知，全链路时间压缩至60秒以内；
• 决策有依据：通过GIS一张图实时掌握全市内涝态势，为应急调度提供数据支撑；
• 信息可共享：平台数据与气象、应急、交通等部门实时互联，构建跨部门协同响应机制；
• 过程可追溯：完整记录每次积水事件的发展过程，支持事后分析、考核与上报。

1.4 系统总体架构

本系统采用"感知层—传输层—平台层—应用层"四层架构设计，各层相互解耦，便于后期扩展与升级。

┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│  应用层                                              │
│  应急指挥大屏  │  政务微信/APP推送  │  情报板联动     │
│  移动端运维工单  │  第三方平台数据接口（气象/应急/交通）│
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│  平台层                                              │
│  城市内涝监测预警管理平台（SaaS / 私有化部署可选）    │
│  GIS一张图可视化  │  多级预警引擎  │  历史数据分析    │
│  设备运维管理  │  报表中心  │  开放API网关            │
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│  传输层                                              │
│  NB-IoT / 4G / LoRaWAN → 运营商网络 → 政务云/数据中台│
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│  感知层                                              │
│  地埋式积水监测仪（低洼路段/下穿通道/涵洞）          │
│  电子水尺（积水水位精确分级感知）                    │
│  LoRaWAN物联网网关（本地组网汇聚）                   │
└─────────────────────────────────────────────────────┘

1.5 主要建设内容

（一）前端感知设备采购与安装

感知层是整个系统的数据基础，设备选型须兼顾感知精度、防护等级、供电可靠性与施工便利性，具体配置方案如下：

安装工程技术要求：

施工安装质量直接决定设备全生命周期的可靠性，需严格执行以下工艺标准：

• 积水监测仪采用水磨钻开孔工艺，孔径150mm，深度150mm，设备安装完成后以快干水泥封固，确保设备与路面齐平、不影响行人及车辆通行，同时防止设备因车辆碾压或外力冲击位移；
• 网关支架安装需使用不锈钢抱箍，双螺丝固定，施工完成后进行抗风测试（抗风速≥12级）；
• 所有设备安装完成后，须进行不少于24小时的连续通信稳定性测试，确认数据上报周期、告警触发时效均满足设计要求后方可提交验收；
• 设备防护等级须满足IP68标准（耐水下1m浸泡不少于30分钟），外壳材质采用304不锈钢或高强度工程塑料。

（二）智慧化管理平台软件建设

平台软件是本系统的核心，承担数据汇聚、分析、预警和指挥调度功能。平台采用微服务架构设计，支持横向扩展，可随监测节点数量增加弹性扩容，无需更换基础架构。

主要功能模块说明：

① 实时监控与GIS一张图 以城市电子地图为底图，将全市所有积水监测点位实时叠加展示，每个点位以颜色区分当前积水状态（正常/预警/告警/严重）。管理人员登录平台即可实时掌握全市积水分布态势，无需逐一查询，极大提升态势感知效率。

② 多级智能预警引擎 根据不同积水深度设置科学的分级预警阈值，通常按以下标准配置（可按各地实际情况调整）：

③ 历史数据分析与防涝规划支撑 系统完整记录每次降雨过程中各监测点的积水变化曲线，支持按时间、区域、降雨强度等维度进行多维度统计分析。这些数据不仅是年度防涝工作总结的重要依据，更是城市排水规划改造的科学基础——通过历史积水频率和深度分布，识别系统性薄弱区域，指导排水管网改造和海绵城市建设的优先级排序。

④ 设备全生命周期管理 平台提供完整的设备管理功能，包括设备在线状态实时监控、电池电量预警（低于20%自动提醒）、通信信号强度监测、故障工单自动生成与派发、巡检计划管理及维保记录归档，确保设备资产的精细化管理。

⑤ 跨部门数据共享接口 平台提供符合国家数据共享规范的标准RESTful API接口，可与气象局气象预报系统、应急管理局指挥平台、城市交通管理系统、智慧城市大数据中台实现数据互联互通，支撑跨部门协同预警与联动处置。

平台建设技术规范：

（三）系统集成与联动建设

充分发挥监测数据的价值，需要与城市已有基础设施进行深度联动：

• 与情报板联动：通过RS-485协议或网络接口，实现积水告警自动触发道路可变情报板信息更新，显示"前方积水XX厘米，请绕行"，无需人工干预；
• 与信号灯联动：可选配交通信号灯联动接口，积水达到封路阈值时自动启动路口全红信号；
• 与排涝泵站联动：对接泵站SCADA系统，根据管网液位数据自动生成泵站启停调度建议，经人工确认后执行，或授权后自动执行；
• 与高德/百度地图联动：通过标准接口向主流导航平台推送积水路况数据，实现公众出行预警信息的最大化覆盖。

（四）全周期运维服务

系统的长期稳定运行依赖专业化运维体系的支撑，本方案提供以下运维服务内容：

日常运维：每季度对全市所有监测设备进行现场巡检，检查内容包括设备固定状态、密封圈完好性、太阳能板清洁度、通信信号强度及数据上报准确性，并出具巡检报告；

应急响应：设备离线或故障后，远程诊断响应时间≤2小时；需现场处理的，4小时内响应，24小时内完成修复或更换（备用设备库常备）；

汛期保障：每年汛前（4月底前）完成全系统专项检测，汛期（5–9月）提供驻场技术服务，重大降雨过程期间24小时在线值班；

数据质控：每月出具数据质量报告，对异常采集数据进行标注和修正，确保分析报告数据的准确性；

年度标定：对全系统积水传感器每年进行一次现场精度标定，确保监测数据的长期一致性；

运维SLA承诺：设备年度可用率≥95%；平台年度可用率≥99.5%。

1.6 建设规模参考标准

本方案可根据城市规模、财政预算及现有基础灵活调整建设规模，以下为分级参考标准：

1.7 预期建设成效

通过本项目实施，预期实现以下可量化的建设成效，可作为向上级部门汇报及绩效评价的依据：

1.8 项目交付成果清单