前言

强降雨引发的路面积水、城市内涝，是智慧城市防汛工作中的常见难题。当下不少区域排水基础设施已逐步完善，但全域感知能力不足、数据割裂、预警滞后，依然是防汛工作从被动处置转向主动防控的主要阻碍。

传统人工巡检、零散监测的模式，很难实现 24 小时动态水情监控，也无法提前预判积水、内涝风险。本文结合实际落地经验，分享一套融合前端感知、双链路传输、边缘 + 云端协同算力、智能联动调度的全链路水文监测与内涝预警体系，依托 AI 算法与边缘计算能力，实现城市水情实时研判、风险提前预警。

传统城市水文监测的现存痛点

传统监测模式存在三大短板，直接导致内涝预警失效、错失应急处置黄金时段：

实时监测能力不足

多数低洼路段、地下通道、管网节点未部署自动化监测设备，水位、雨量等数据依赖人工巡检采集，数据时效性差，无法做到全天候动态监控。

监测点位覆盖碎片化

监测终端仅集中在主干道、核心河道等重点区域，大量易涝高危区域存在监测空白，难以掌握城市全域水情全貌。

数据缺乏智能化分析能力 

各类监测数据分散独立，缺少统一管理平台与数据分析模型，原始监测数据无法转化为风险研判依据，只能在积水形成后触发滞后预警。

全链路智慧水文监测预警整体架构

整套系统采用前端感知 - 数据传输 - 算力分析 - 预警联动四层架构，整合硬件采集、通信传输、边缘计算、云端 AI 推理等技术，可适配城市内涝监测、河道水文监控、市政管网运维等多类场景。

前端感知层：一体化采集终端，补齐全域监测盲区

采用集成化水位雨量一体化测站，整合数据采集、供电、通信模块，可 7×24 小时连续采集路面积水深度、管网水位、降雨量、河道水位、水流流量等多维水文数据。

设备部署灵活、轻量化，可落地在低洼路段、桥洞、地下通道、市政管网、河道沿线等易涝点位，搭建立体化、无死角的城市水文感知网络。

数据传输层：4G + 北斗双冗余通信，保障极端场景数据稳定传输

系统采用4G 为主、北斗短报文为辅的双链路传输方案，兼容主流水文遥测通信协议。 正常天气与网络环境下，通过 4G 网络高频次回传实时数据；遭遇暴雨、区域断电、公网中断等极端工况时，系统自动切换至北斗通信模式，实现断点续传，有效避免数据丢失，保障水文数据全天候稳定上传。

算力层：边缘计算 + 云端 AI 协同，实现数据智能分析

算力架构分为边缘终端与云端算力中心两部分，也是整套方案的技术核心，实现数据就地处理与深度 AI 研判结合。

边缘侧：智能 RTU 终端 

终端搭载本地算力，可在野外站点就地完成数据解析、缓存、基础水文演算。系统可根据汛情等级动态调整数据上报频率，同时支持远程参数配置、固件升级、设备故障自检，真正实现野外监测站点无人值守运维。设备兼容性强，可对接水位计、雨量计、流量计等多品牌传感器。

云端侧：AI 算力中心与水文分析平台 

云端统一接入雨量、流量、闸门控制、视频遥感等多源异构数据，完成数据清洗、标准化治理。依托高性能 GPU 算力，训练专属水文 AI 模型并进行实时推理，针对城市内涝、山洪、堤防隐患等场景，完成秒 / 分钟级态势分析、积水趋势预测、多级风险预警。

搭配 GIS 水文分析系统，可自动标记风险区域、评估区域排水承载力，用数据模型替代传统人工经验判断，提升风险研判的精准度。

预警联动层：自动化调度，闭环处置风险

当系统识别到不同等级风险并触发预警后，可对接应急平台、闸门控制系统、排水泵站调度系统。无需人员现场操作，即可远程调控闸门、启停排水设备，完成全域协同处置，实现 “监测 - 预警 - 调度” 全流程自动化闭环。

智能监测体系带来的能力升级

如今城市排水基础设施水平差距逐步缩小，水文感知与智能预警能力，成为城市防汛能力的核心抓手。落地该套方案后，可实现五大能力提升：

预警前置

在积水形成前预判风险走势，抢占应急处置先机

响应提速

高频实时更新数据，大幅缩短应急响应时长

调度精准

结合全域实时水情，智能调控泵站、闸门等核心设备

全域覆盖

全点位覆盖易涝区域，彻底消除监测盲区

运维简化

依托边缘终端远程运维能力，降低野外站点线下运维成本

落地常见技术问题解答

结合项目落地经验，整理系统集成、运维、对接过程中的高频技术问题：

Q1:能否对接现有水利信息化平台？ 

A:支持无缝对接各地存量水文监测系统、水利业务平台，兼容行业主流通信协议，无需大规模改造原有架构，集成难度低。

Q2:适用哪些业务场景？ 

A:可应用于城市低洼路段、地下通道、桥洞、市政管网、城市河道、农田灌区等易涝区域及水利重点管控点位。

Q3:是否支持硬件设备联动控制？ 

A:可直接对接远程闸门、排水泵站等控制系统，搭建自动化监测、预警、控制闭环。

Q4:野外监测站点运维难度如何？ 

A:依托边缘计算终端及配套运维平台、移动端工具，可远程完成故障排查、设备升级、状态巡检，显著减少现场运维工作量。

总结

城市内涝治理，工程设施是基础，数字化感知 + AI 智能预警是实现长效防灾减灾的关键路径。

本套方案以一体化采集硬件、边缘计算终端、云端 AI 算力为核心，构建软硬结合的智慧水文体系，推动传统 “人防” 防汛模式向数字化 “智防” 转型。在水利数字化、智慧城市建设的大背景下，全链路智能监测预警技术，将持续为城市安全运行、水利防灾减灾筑牢数字防线。

注：本文技术方案由海途其下绿道成团队落地实践。