智慧城市河道運維中的視頻監控與水質應急監控技術應用

摘 要：隨著智慧城市的快速發展，河道運維作為城市基礎設施的關鍵組成部分，其管理效率和安全性日益受到重視?；诖耍钊胙芯苛艘曨l監控及水質應急監控技術在智慧城市與河道運維中的應用。通過結合先進的視頻監控技術，實現對河道區域的實時監控、預警和智能化管理，顯著提高了河道運維的效率和準確性。水質應急監控技術的運用，能夠實時監測河道水質變化，及時發現并應對水質異常事件，確保了城市水資源的安全性和生態穩定性。通過案例分析，探討了這些技術應用的實際效果和挑戰，并提出了針對性的改進措施。研究結果表明，視頻監控及水質應急監控技術在智慧城市河道運維中具有重要的應用價值，對于提升城市水資源管理水平和促進城市的可持續發展具有重要意義。

關鍵詞：智慧城市；視頻監控；環境治理；河道水質；生態保護

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：2096-6903（2024）07-0073-03

0 引言

智慧城市通過集成先進的信息和通信技術，如物聯網、大數據、云計算等，實現城市基礎設施、公共服務、環境管理等領域的智能化和高效化。在這一背景下，河道運維作為城市基礎設施的重要組成部分，其管理效率與安全性受到了廣泛關注。傳統的河道運維方式往往依賴于人工巡檢和定期檢測，這種方式不僅效率低下，還難以實時掌握河道的運行狀況和水質變化。因此，如何利用先進的技術手段提高河道運維的效率和安全性，成為了一個亟待解決的問題。

1 工程背景

在山東某市的智慧城市項目中，有4條河流河道運維項目，通過部署高清攝像頭和多個水質在線監測站，實現了對城市中心河道的全面監控。在河道中下游部署水質監測傳感器，監測pH、溫度、濁度、電導率、溶解氧、CODmn、氨氮、總磷、總氮等指標，通過系統集成，管理部門能夠在發生工業泄漏時迅速定位污染源，并實時跟蹤污染物的擴散路徑，有效降低了環境污染風險，做到水質污染早發現、早處理，為污染溯源提供數據依據。該系統還能為公眾提供透明的水環境信息，增強社會監督能力。

2 智慧城市與河道運維概述

智慧城市與河道運維相輔相成，前者提供高效智能的管理工具，如視頻和水質監控，提升河道運維效率。智能化河道管理也能支撐城市可持續性，確保水資源利用和生態安全。智慧城市以全面感知、高效協同、智能響應為特征，通過傳感器實時監測、跨部門協作、大數據分析優化城市運行。河道運維涵蓋巡查、水質監測、防洪、生態修復等，保障水安全、生態環境和減輕洪災?？萍及l展推動兩者融合，促進城市持續發展。

3 視頻監控技術在智慧城市河道運維中的應用

視頻監控技術在智慧城市河道運維中的應用日益廣泛，其基本原理是將光學圖像轉換為電信號，再通過編碼和傳輸，最終在顯示設備上還原為可見的圖像。根據不同的分類標準，視頻監控技術可以分為模擬視頻監控和數字視頻監控，以及固定攝像頭、球形攝像頭、PTZ（Pan-Tilt-Zoom）攝像頭等不同類型的攝像頭。這些不同類型的攝像頭各有特點，適用于不同的應用場景，如室內監控和室外監控[1]。

在智慧城市河道運維中，視頻監控技術發揮著重要作用。例如，通過在河道沿線安裝高清攝像頭，可以實現對河道的24 h不間斷監控，及時發現河道中的異常情況，如非法排放、河道堵塞等。結合圖像識別和人工智能技術，視頻監控系統可以自動識別河道中的異常事件，并觸發預警機制。例如，當系統檢測到河道水位異常上升或水質突變時，可以自動發出預警信號，提醒相關部門及時采取應對措施。

視頻監控技術還可以與地理信息系統（GIS）結合，實現對河道信息的集成和可視化展示，有助于管理人員全面掌握河道的運行狀況，提高決策效率和準確性[2]。視頻監控技術顯著提升河道運維效率，實時預警助力快速應對異常，減少人力物力成本。視頻監控平臺調控見圖1。

4 水質應急監控技術在智慧城市河道運維中的應用

4.1 水質應急監控技術的基本原理和監測指標

水質應急監控技術基本原理是一種集成了現代化學分析、物理測量、生物檢測以及信息技術等多種手段于一體的綜合性技術。其基本原理在于通過自動化采樣裝置和分析儀器，實現對城市水源地水質的連續、實時監測。這些裝置和儀器能夠自動采集水樣，并快速分析其中的各種化學、物理和生物指標。通過無線或有線傳輸方式，將采集到的數據實時傳輸到中央處理平臺[3]。在平臺上，數據經過處理和分析后，能夠生成水質報告和預警信息，從而為水質管理者和應急響應人員提供及時、準確的水質數據支持。

水質應急監控技術的監測指標涵蓋了物理、化學和生物等多個方面，旨在全面反映城市水源地的水質狀況。常見的物理指標包括溫度、濁度、電導率等，這些指標可以反映水體的基本物理特性?；瘜W指標則關注水體的化學性質和污染程度，如pH值、溶解氧、化學需氧量（COD）、氨氮、總磷以及重金屬含量等。此外，生物指標如細菌總數、總大腸菌群等，則用于評估水體中的微生物污染情況和生態系統的健康狀況。這些監測指標的選擇和應用，有助于及時發現水質異常事件，評估潛在風險，并為應急響應提供科學依據。

4.2 水質應急監控技術的實時監測、發現異常事件和應急響應中的應用案例

隨著城市化的快速推進，河道水質的實時監測變得至關重要。水質應急監控技術通過安裝在水道旁的自動化采樣裝置和分析儀器，能夠實現對河道水質的連續、實時監測。這些裝置和儀器能夠自動采集水樣，并快速分析其中的各種化學、物理和生物指標，確保數據的時效性和準確性。通過實時監測，管理部門和公眾可以及時了解河道水質的實時狀況，為后續的決策和行動提供重要依據[4]。

水質應急監控技術不僅具備實時監測功能，還能在發現異常事件中發揮關鍵作用。系統通過預設的閾值和算法，能夠自動識別水質數據的異常波動。當監測數據超過預設的閾值時，系統會立即觸發預警機制，向相關部門和人員發送報警信息。這種及時發現異常事件的能力，有助于管理部門迅速采取應對措施，防止水質污染問題進一步惡化，保障城市水資源的安全性。水質應急監控技術在應對污染事件中提供實時數據和分析，判斷污染源和風險，指導應急措施。歷史數據和趨勢分析助力科學規劃響應方案，確保城市水安全。

4.3 水質應急監控技術在保障城市水資源安全性和生態穩定性方面的作用

工業廢水、生活污水等不斷排入河道，給城市水資源帶來嚴重的污染風險。而水質應急監控技術的引入，為城市水資源的安全性提供了有力保障。該技術通過實時監測河道水質，能夠及時發現水質異常事件，如污染物的超標排放等。一旦發現異常情況，系統會立即觸發預警機制，向相關部門和人員發送報警信息，使得問題能夠得到及時有效的處理。這種實時監測和預警機制，極大地提高了城市水資源的安全性，降低了污染事件對城市生態環境和居民健康的影響[5]。

除了保障水資源的安全性外，水質應急監控技術還能夠有效維護城市水資源的生態穩定性。通過實時監測河道水質，該技術能夠全面了解水體的化學、物理和生物指標，評估水體的生態健康狀況。當發現生態指標出現異常時，系統能夠及時發出預警，提醒管理部門采取相應措施，如增加生態補水、改善水體環境等。這些措施的實施，有助于恢復水體的生態平衡，維護城市水資源的生態穩定性。

水質應急監控技術還能夠為城市水資源的長期規劃和管理提供科學依據，促進城市水資源的可持續利用。水質應急監控技術通過實時監測和分析提升城市水安全管理，助力制定管理策略和快速應對污染。它集成監測、預警和應急響應，為水資源安全和生態穩定提供全面保障。

5 視頻監控及水質應急監控技術的融合與應用

5.1 視頻監控及水質應急監控技術的應用價值

傳統的水質應急監測手段無法提供實時反饋，導致工作人員難以準確評估水環境狀況，這進一步影響了管理和治理措施的有效實施。然而，通過引入水質自動監控系統，能夠實時并持續地獲取水環境質量的準確信息。這種系統在精度和效率上均超越了傳統方法，它還能與各種尖端科技相結合，實現對水質的全面監控，該系統能對收集到的數據進行有效分類，并通過無線技術將數據發送至數據庫[6]。

視頻監控及水質應急監控技術不僅提高了監測的頻率和效率，還顯著減輕了工作人員的壓力。水環境應急監測工作通常復雜且繁瑣，包括水樣的采集和檢測，這些工序往往需要大量的人力和物力。而本監控系統的引入，使得數據的采集、匯總、分類和整理過程可以通過計算機技術自動完成，大大減少了人為錯誤，提升了工作的質量和效率。

5.2 視頻監控與水質應急監控技術的結合方式和優勢

視頻監控與水質應急監控技術的結合方式是，通過將兩種監控體系在硬件、軟件及數據層面進行有機融合來實現的。在硬件部署上，視頻監控設備和水質應急監控設備被協同安裝在關鍵監測點，確保兩者能夠捕捉到同一區域的信息。在軟件平臺構建上，開發一個綜合監控平臺，這個平臺能夠同時接收和處理兩種監控設備產生的數據，實現數據的同步展示和分析。而在數據處理上，視頻監控提供直觀的圖像信息，水質應急監控技術則提供精確的水質數據，兩者在平臺上進行融合，形成對水質狀況和環境變化的全面認識。這種結合方式不僅確保了監控數據的實時性、準確性，還提高了監控系統的智能化水平，使得管理人員能夠更快速、更準確地獲取和處理信息。

結合視頻監控與水質應急監控技術提升了水質監測效率和準確性，并增強了預警及應急響應能力。直觀的視頻監控與詳細的水質數據互補，確保及時應對污染事件，科學指導緊急決策，有效保護城市水資源的安全與生態穩定。

6 結束語

本文通過對智慧城市與河道運維中視頻監控及水質應急監控技術應用的研究，分析了這兩項技術單獨以及聯合運用時的優勢，結合它們在實際河道運維中的具體案例，并討論了如何通過這種技術融合提升城市水資源管理水平，促進城市的可持續發展。盡管在實際應用中其仍面臨諸多挑戰，但隨著技術的不斷進步和創新，將這些技術進一步融合和優化，可為智慧城市的建設和發展提供更加全面、高效的解決方案。未來視頻監控與水質應急監控技術將在城市水資源管理和保護領域發揮更加重要的作用，為城市的可持續發展貢獻力量。

參考文獻

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[3] 冷芳.基于傳感器的水質污染監測系統設計[J].自動化與儀器儀表，2022（2）：125-129.

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[6] 侯浚，晏清洪，徐景東.智慧河道信息化綜合管理系統運維方案設計研究[J].江蘇科技信息，2021，38（19）：65-67，80.