摘 要：隨著智慧城市的快速發(fā)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(jiān)控及水質應急監(jiān)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(jiān)控技術，實現對河道區(qū)域的實時監(jiān)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(jiān)控技術的運用，能夠實時監(jiān)測河道水質變化，及時發(fā)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(tài)穩(wěn)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(zhàn)，并提出了針對性的改進措施。研究結果表明，視頻監(jiān)控及水質應急監(jiān)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(xù)發(fā)展具有重要意義。

關鍵詞：智慧城市；視頻監(jiān)控；環(huán)境治理；河道水質；生態(tài)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(huán)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(jiān)測站，實現了對城市中心河道的全面監(jiān)控。在河道中下游部署水質監(jiān)測傳感器，監(jiān)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(fā)生工業(yè)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(huán)境污染風險，做到水質污染早發(fā)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(huán)境信息，增強社會監(jiān)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(jiān)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(xù)性，確保水資源利用和生態(tài)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(jiān)測、跨部門協作、大數據分析優(yōu)化城市運行。河道運維涵蓋巡查、水質監(jiān)測、防洪、生態(tài)修復等，保障水安全、生態(tài)環(huán)境和減輕洪災?？萍及l(fā)展推動兩者融合，促進城市持續(xù)發(fā)展。

3 視頻監(jiān)控技術在智慧城市河道運維中的應用

視頻監(jiān)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(jiān)控技術可以分為模擬視頻監(jiān)控和數字視頻監(jiān)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(jiān)控和室外監(jiān)控[1]。

在智慧城市河道運維中，視頻監(jiān)控技術發(fā)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(jiān)控，及時發(fā)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(jiān)控系統可以自動識別河道中的異常事件，并觸發(fā)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(fā)出預警信號，提醒相關部門及時采取應對措施。

視頻監(jiān)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(jiān)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(jiān)控平臺調控見圖1。

4 水質應急監(jiān)控技術在智慧城市河道運維中的應用

4.1 水質應急監(jiān)控技術的基本原理和監(jiān)測指標

水質應急監(jiān)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(xù)、實時監(jiān)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(jiān)控技術的監(jiān)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(tài)系統的健康狀況。這些監(jiān)測指標的選擇和應用，有助于及時發(fā)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(jiān)控技術的實時監(jiān)測、發(fā)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(jiān)測變得至關重要。水質應急監(jiān)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(xù)、實時監(jiān)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(jiān)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(xù)的決策和行動提供重要依據[4]。

水質應急監(jiān)控技術不僅具備實時監(jiān)測功能，還能在發(fā)現異常事件中發(fā)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(jiān)測數據超過預設的閾值時，系統會立即觸發(fā)預警機制，向相關部門和人員發(fā)送報警信息。這種及時發(fā)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(jiān)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(guī)劃響應方案，確保城市水安全。

4.3 水質應急監(jiān)控技術在保障城市水資源安全性和生態(tài)穩(wěn)定性方面的作用

工業(yè)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(jiān)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(jiān)測河道水質，能夠及時發(fā)現水質異常事件，如污染物的超標排放等。一旦發(fā)現異常情況，系統會立即觸發(fā)預警機制，向相關部門和人員發(fā)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(jiān)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(tài)環(huán)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(jiān)控技術還能夠有效維護城市水資源的生態(tài)穩(wěn)定性。通過實時監(jiān)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(tài)健康狀況。當發(fā)現生態(tài)指標出現異常時，系統能夠及時發(fā)出預警，提醒管理部門采取相應措施，如增加生態(tài)補水、改善水體環(huán)境等。這些措施的實施，有助于恢復水體的生態(tài)平衡，維護城市水資源的生態(tài)穩(wěn)定性。

水質應急監(jiān)控技術還能夠為城市水資源的長期規(guī)劃和管理提供科學依據，促進城市水資源的可持續(xù)利用。水質應急監(jiān)控技術通過實時監(jiān)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(jiān)測、預警和應急響應，為水資源安全和生態(tài)穩(wěn)定提供全面保障。

5 視頻監(jiān)控及水質應急監(jiān)控技術的融合與應用

5.1 視頻監(jiān)控及水質應急監(jiān)控技術的應用價值

傳統的水質應急監(jiān)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(huán)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(jiān)控系統，能夠實時并持續(xù)地獲取水環(huán)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(jiān)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(fā)送至數據庫[6]。

視頻監(jiān)控及水質應急監(jiān)控技術不僅提高了監(jiān)測的頻率和效率，還顯著減輕了工作人員的壓力。水環(huán)境應急監(jiān)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(jiān)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(jiān)控與水質應急監(jiān)控技術的結合方式和優(yōu)勢

視頻監(jiān)控與水質應急監(jiān)控技術的結合方式是，通過將兩種監(jiān)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(jiān)控設備和水質應急監(jiān)控設備被協同安裝在關鍵監(jiān)測點，確保兩者能夠捕捉到同一區(qū)域的信息。在軟件平臺構建上，開發(fā)一個綜合監(jiān)控平臺，這個平臺能夠同時接收和處理兩種監(jiān)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(jiān)控提供直觀的圖像信息，水質應急監(jiān)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(huán)境變化的全面認識。這種結合方式不僅確保了監(jiān)控數據的實時性、準確性，還提高了監(jiān)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(jiān)控與水質應急監(jiān)控技術提升了水質監(jiān)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(jiān)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(tài)穩(wěn)定。

6 結束語

本文通過對智慧城市與河道運維中視頻監(jiān)控及水質應急監(jiān)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(yōu)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(xù)發(fā)展。盡管在實際應用中其仍面臨諸多挑戰(zhàn)，但隨著技術的不斷進步和創(chuàng)新，將這些技術進一步融合和優(yōu)化，可為智慧城市的建設和發(fā)展提供更加全面、高效的解決方案。未來視頻監(jiān)控與水質應急監(jiān)控技術將在城市水資源管理和保護領域發(fā)揮更加重要的作用，為城市的可持續(xù)發(fā)展貢獻力量。

參考文獻

[1] 何艷秋.探究水質自動監(jiān)測技術在水環(huán)境保護中的應用[J].清洗世界，2024，40（1）：128-130.

[2] 李澤彪.智慧河道水質監(jiān)測預警平臺的實現及應用[J].輕工科技，2022，38（6）：67-69.

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

[4] 李燕.水質自動監(jiān)測技術在水環(huán)境保護中的應用[J].山西水利科技，2023（4）：64-66.

[5] 劉忠民.水質自動監(jiān)測技術在水環(huán)境保護中的應用[J].黑龍江環(huán)境通報，2022，35（4）：75-78.

[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.