一、背景與挑戰(zhàn)

城市內(nèi)河作為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其水質(zhì)狀況直接關(guān)系到城市居民的生活質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境的健康。隨著城市化進(jìn)程的加速，各類生活污水、商業(yè)廢水等問(wèn)題日益嚴(yán)重，給水域環(huán)境治理帶來(lái)了巨大壓力。傳統(tǒng)的內(nèi)河水質(zhì)監(jiān)測(cè)主要依賴人工定期采樣和實(shí)驗(yàn)室分析，這種方式存在諸多弊端：

1、時(shí)效性差：人工采樣頻率低，無(wú)法實(shí)時(shí)反映水質(zhì)動(dòng)態(tài)變化，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)突發(fā)污染事件。

2、人力成本高：需要投入大量人力物力進(jìn)行采樣、運(yùn)輸和檢測(cè)，工作效率低下。

3、監(jiān)測(cè)范圍有限：難以實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)河全流域、多點(diǎn)位的全面監(jiān)測(cè)，容易遺漏污染點(diǎn)。

二、解決方案

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)河水質(zhì)的實(shí)時(shí)、全面、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，提升城市水環(huán)境管理水平，引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建城市內(nèi)河水質(zhì)監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)勢(shì)在必行。對(duì)此，物通博聯(lián)提供基于工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)的城市內(nèi)河水質(zhì)監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)方案。主要由以下幾個(gè)部分組成：

1、感知層：由分布在內(nèi)河不同位置的各類水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器組成，如pH傳感器、溶解氧傳感器、濁度傳感器、氨氮傳感器、化學(xué)需氧量（COD）傳感器等。這些傳感器實(shí)時(shí)采集內(nèi)河水質(zhì)的各項(xiàng)參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳輸給物通博聯(lián)工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)。

2、傳輸層：以物通博聯(lián)工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)為核心，負(fù)責(zé)將感知層采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)4G/5G等通信方式傳輸至云端服務(wù)器。網(wǎng)關(guān)具備數(shù)據(jù)緩存和斷點(diǎn)續(xù)傳功能，在網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定時(shí)能夠暫存數(shù)據(jù)，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后自動(dòng)補(bǔ)傳，確保數(shù)據(jù)的完整性。

3、平臺(tái)層：云端服務(wù)器搭建水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)，負(fù)責(zé)接收、存儲(chǔ)和管理來(lái)自網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。平臺(tái)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、趨勢(shì)預(yù)測(cè)、異常報(bào)警等功能。同時(shí)，平臺(tái)還提供數(shù)據(jù)可視化界面，以直觀的圖表、地圖等形式展示內(nèi)河水質(zhì)信息，方便管理人員查看和決策。

三、實(shí)現(xiàn)功能

1、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)采集內(nèi)河水質(zhì)的各項(xiàng)參數(shù)，并快速傳輸至云端平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)。用戶可隨時(shí)查看當(dāng)前內(nèi)河水質(zhì)的實(shí)時(shí)狀況，如pH值、溶解氧含量、濁度、污染物濃度等，及時(shí)掌握水質(zhì)變化動(dòng)態(tài)。

2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理：對(duì)采集到的大量水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效存儲(chǔ)和管理，建立完善的數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用冗余備份機(jī)制，確保數(shù)據(jù)安全可靠。同時(shí)，提供數(shù)據(jù)的分類查詢、統(tǒng)計(jì)分析等功能，方便用戶根據(jù)時(shí)間、地點(diǎn)、參數(shù)等條件對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索和分析。

3、異常報(bào)警：系統(tǒng)可根據(jù)設(shè)定的水質(zhì)指標(biāo)閾值，對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析。當(dāng)水質(zhì)參數(shù)超出正常范圍時(shí)，系統(tǒng)立即自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警機(jī)制，通過(guò)短信、郵件、微信等多種方式向相關(guān)管理人員發(fā)送報(bào)警信息，提醒及時(shí)采取措施應(yīng)對(duì)污染事件，降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。

4、數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)：利用大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，對(duì)長(zhǎng)期積累的水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，分析內(nèi)河水質(zhì)的變化趨勢(shì)、季節(jié)特征以及與周邊環(huán)境因素的相關(guān)性。通過(guò)建立水質(zhì)預(yù)測(cè)模型，提前預(yù)測(cè)水質(zhì)變化情況，為水環(huán)境管理部門(mén)提供決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)治水、精準(zhǔn)施策。

5、可視化展示：水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)提供直觀、豐富的可視化界面，通過(guò)地圖、圖表、曲線等多種形式展示內(nèi)河水質(zhì)信息。在電子地圖上實(shí)時(shí)標(biāo)注各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的位置及水質(zhì)狀況，以不同顏色標(biāo)識(shí)水質(zhì)優(yōu)劣程度，讓管理人員一目了然地掌握內(nèi)河整體水質(zhì)分布情況。

審核編輯 黃宇