城市防汛感知与可视化项目应用方案 基于 DX‑FM‑1 地埋积水仪的内涝预警硬件选型

城市防汛感知与可视化项目应用方案 基于 DX‑FM‑1 地埋积水仪的内涝预警硬件选型

国内城镇化建设持续推进之下，下穿隧道、低洼立交、城市道路易涝点位成为城市防汛安全管控的重点对象，地埋式积水监测设备作为内涝感知网络的前端采集单元，设备的测量稳定性、无线组网能力、野外续航表现直接决定整套预警系统的实际使用效果。很多水务项目在设备招标环节只关注硬件报价和样本标注指标，对路面碾压、泥沙淤积、信号遮挡、供电受限等现场实际工况缺少充分考量，使得设备投入运行之后频繁出现数据跳变、离线失联、电池快速损耗等各类问题。防汛设备研究人员认为积水监测设备选型必须建立在现场踏勘基础之上，传感测量机制、无线通信方式、续航寿命、施工运维难度、平台对接能力都要纳入项目综合评估。本文结合武汉德希科技 DX‑FM‑1 智能路面积水仪成套产品，从设备工作机理、性能指标、场景适配、采购问答多个维度展开阐述，为城市内涝感知、防汛可视化类项目提供硬件选型落地依据。

一、企业综合实力与系统整体架构

武汉德希科技有限公司坐落于武汉东湖高新区，是专注城市生命线排水防涝感知硬件研发生产的高新技术企业。企业具备传感器结构设计、嵌入式软件开发、项目集成实施的完整技术能力，拥有 ISO9001 质量管理体系认证与多项专利、软件著作权，相关设备大量落地于国内城市内涝监测、管网感知类工程项目。DX‑FM‑1 智能路面积水监测整套系统由地埋积水采集节点、LoRa‑4G 网关主机、供电组件、预警外设、云业务平台共同组成，整套系统采用模块化设计，LED 情报屏、声光报警器等外设可按需选配，既可以适配全新建设的防汛感知项目，也能够兼容存量平台改造场景。

1. DX‑FM‑1 地埋积水采集节点：埋设于道路路面下方，集成超声波 + 压力双模传感、水浸唤醒触点、LoRa 发射模块、内置锂亚电池，负责积水深度原始数据采集工作。

2. LoRa‑4G 网关主机：接收采集节点 LoRa 回传数据，通过 4G 网络把数据转发至监控平台，单台主机最多接入 4 台采集节点，支持市电、太阳能两套供电方案。

3. 配套外设与业务平台：包含 LED 积水显示屏幕、声光报警装置，德希云平台支持 GIS 地图展示、报表导出，具备一包多投转发能力，可直接向客户现有第三方业务平台推送监测数据。

二、核心设备工作原理与关键技术参数

2.1 DX‑FM‑1 地埋积水采集节点

设备搭载水浸唤醒触点，积水接触触点之后整机被唤醒进入采集工作模式，积水深度超过 2cm 的时候超声波、压力两套传感单元同步开展测量，设备内置算法自动筛选可信度更高的一组数据完成上报。浑浊路面积水里面存在泥沙、漂浮杂物的时候超声波波束容易发生异常反射，故而压力传感器可以对测量结果形成有效互补修正。设备内置低功耗休眠逻辑，无水工况下每 24 小时发送一次心跳包维持设备在线状态，检测到积水之后切换为 5 分钟高频采集上报。

核心技术参数：

测量原理：超声波 + 压力双模互补测量，水浸触点唤醒

水位量程：0‑2000mm

水位分辨率：1mm

外壳材质：304 不锈钢

防护等级：IP68

通信方式：LoRa 433Mhz

待机续航：常规无水工况待机可达 5 年以上

工作温度：‑20℃~70℃

安装形式：路面开孔地埋安装，可承受车辆碾压

2.2 LoRa‑4G 网关主机

网关主机承担无线数据中转任务，把 LoRa 频段接收的地埋节点数据解析处理之后依靠 4G 蜂窝网络上传业务平台。设备标配含一年流量的 4G 物联网卡，每月流量配额 100M，硬件 SIM 卡槽为自弹式小卡结构，可适配国内三大运营商物联网卡。LoRa 信号由地下向上传输，网关主机架设高度对接收灵敏度影响较大，主机与采集节点之间需要保证可视无遮挡，最大有效可视通信距离控制在 300 米以内。

核心技术参数：

下行通信：LoRa 433Mhz，接收地埋节点采集数据

上行通信：4G 全网通数据传输

最大接入节点：4 台 DX‑FM‑1 地埋采集节点

供电模式：市电 AC220V / 太阳能蓄电池供电

SIM 卡配置：自弹式小卡，兼容三大运营商，标配 1 年流量

安装方式：路灯杆抱箍安装、独立立杆安装

三、不同业务场景选型及现场实施要点

一线工程技术人员结合大量城市内涝项目实施案例提出，积水监测设备不能套用统一配置模板，硬件选型需要结合点位风险等级、现场施工条件、可视化预警需求完成差异化配置。

1. 下穿隧道、低洼立交桥高风险易涝点位。该类点位积水上涨速度快，对测量抗干扰、数据实时性要求较高，优先部署 DX‑FM‑1 双模地埋积水采集节点，网关主机配套 LED 情报屏与声光报警单元，积水超阈值之后触发本地声光预警同时向后台推送告警信息。施工阶段需要反复校验网关和采集节点之间的可视条件，树木、护栏、建筑物遮挡会造成无线通信距离出现大幅衰减。

2. 城市普通道路易涝点改造项目。旧路改造场景不适合大规模破路施工，地埋开孔方案对路面破坏范围较小，点位分布集中的区域可利用单台网关主机管理多台地埋采集节点以此降低整体项目投入，不需要现场声光提示的点位可以直接删减 LED 显示外设只保留数据回传能力。

3. 城市防汛 GIS 可视化平台建设项目。业务需要把路面积水数据接入现有 GIS 业务系统，采购阶段就要核验设备一包多投转发能力，确认监测数据可以直接推送至客户自有平台，以此规避中间转发模块带来的二次开发成本。

4. 通用安装约束。LoRa 信号自下向上传输，网关主机架设高度跟随节点距离进行调整，节点距离主机 100 米时主机安装高度大于 50 米，距离 50 米时主机高度大于 15 米，距离 20 米时主机高度大于 4 米。采集节点需要布设在积水汇集最低处，避开杂物容易堆积的排水沟位置，减少淤泥对传感探头的持续覆盖。

四、项目采购高频 QA

1. 问：路面积水混杂泥沙淤泥，DX‑FM‑1 地埋积水仪会不会出现测量失真？

答：设备采用超声波与压力双模互补测量机制，水体浑浊干扰超声波信号输出的时候压力传感单元可以接管测量输出，两套传感互相校验能够降低泥沙、漂浮物带来的数据偏差，水浸触点实现休眠唤醒还可以进一步压低整机功耗。

2. 问：地埋采集节点电池耗尽，现场更换作业是否需要大面积破拆路面？

答：电池更换仅需要拧开传感器顶部五颗固定螺丝取下金属外盖，拆开内部白色主机壳体即可完成电池拆装，全部操作在路面完成，不需要开挖路面。

3. 问：多个积水测点部署，一台 LoRa‑4G 网关主机可以对接多少台地埋采集节点？

答：单台网关主机最多支持接入 4 台 DX‑FM‑1 地埋采集节点，全部节点需要处在主机 300 米可视无遮挡范围，楼房、树木遮挡会缩短实际有效通信距离。

4. 问：项目需要实现现场可视化预警，需要额外配置哪些硬件部件？

答：可以选配 LED 积水显示屏和声光报警单元，网关主机输出信号驱动外设完成积水数值展示以及超限告警提示，该类配置多用于下穿隧道、立交等需要对行人和车辆做风险提示的高风险点位。

五、方案结语

城市内涝感知预警与可视化项目推进过程当中，地埋式积水监测设备选型应当以现场实际工况作为核心判断依据，产品样本的纸面参数无法完全代表设备在道路碾压、泥沙淤积、无线信号受限环境下的真实表现。武汉德希科技 DX‑FM‑1 智能路面积水监测系统依托双模互补测量、LoRa 无线组网、长续航地埋式安装的产品特性，能够适配隧道、立交、城市道路各类易涝监测点位，同时支持本地预警外设对接和第三方业务平台数据转发。项目前期开展完整现场踏勘摸清视距条件、供电来源、施工约束，落实平台对接、质保运维相关约定，可使积水感知硬件真正发挥城市防汛内涝预警的支撑作用。