智慧城市河道运维中的视频监控与水质应急监控技术应用

摘 要：随着智慧城市的快速发展，河道运维作为城市基础设施的关键组成部分，其管理效率和安全性日益受到重视。基于此，深入研究了视频监控及水质应急监控技术在智慧城市与河道运维中的应用。通过结合先进的视频监控技术，实现对河道区域的实时监控、预警和智能化管理，显著提高了河道运维的效率和准确性。水质应急监控技术的运用，能够实时监测河道水质变化，及时发现并应对水质异常事件，确保了城市水资源的安全性和生态稳定性。通过案例分析，探讨了这些技术应用的实际效果和挑战，并提出了针对性的改进措施。研究结果表明，视频监控及水质应急监控技术在智慧城市河道运维中具有重要的应用价值，对于提升城市水资源管理水平和促进城市的可持续发展具有重要意义。

关键词：智慧城市；视频监控；环境治理；河道水质；生态保护

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：2096-6903（2024）07-0073-03

0 引言

智慧城市通过集成先进的信息和通信技术，如物联网、大数据、云计算等，实现城市基础设施、公共服务、环境管理等领域的智能化和高效化。在这一背景下，河道运维作为城市基础设施的重要组成部分，其管理效率与安全性受到了广泛关注。传统的河道运维方式往往依赖于人工巡检和定期检测，这种方式不仅效率低下，还难以实时掌握河道的运行状况和水质变化。因此，如何利用先进的技术手段提高河道运维的效率和安全性，成为了一个亟待解决的问题。

1 工程背景

在山东某市的智慧城市项目中，有4条河流河道运维项目，通过部署高清摄像头和多个水质在线监测站，实现了对城市中心河道的全面监控。在河道中下游部署水质监测传感器，监测pH、温度、浊度、电导率、溶解氧、CODmn、氨氮、总磷、总氮等指标，通过系统集成，管理部门能够在发生工业泄漏时迅速定位污染源，并实时跟踪污染物的扩散路径，有效降低了环境污染风险，做到水质污染早发现、早处理，为污染溯源提供数据依据。该系统还能为公众提供透明的水环境信息，增强社会监督能力。

2 智慧城市与河道运维概述

智慧城市与河道运维相辅相成，前者提供高效智能的管理工具，如视频和水质监控，提升河道运维效率。智能化河道管理也能支撑城市可持续性，确保水资源利用和生态安全。智慧城市以全面感知、高效协同、智能响应为特征，通过传感器实时监测、跨部门协作、大数据分析优化城市运行。河道运维涵盖巡查、水质监测、防洪、生态修复等，保障水安全、生态环境和减轻洪灾。科技发展推动两者融合，促进城市持续发展。

3 视频监控技术在智慧城市河道运维中的应用

视频监控技术在智慧城市河道运维中的应用日益广泛，其基本原理是将光学图像转换为电信号，再通过编码和传输，最终在显示设备上还原为可见的图像。根据不同的分类标准，视频监控技术可以分为模拟视频监控和数字视频监控，以及固定摄像头、球形摄像头、PTZ（Pan-Tilt-Zoom）摄像头等不同类型的摄像头。这些不同类型的摄像头各有特点，适用于不同的应用场景，如室内监控和室外监控[1]。

在智慧城市河道运维中，视频监控技术发挥着重要作用。例如，通过在河道沿线安装高清摄像头，可以实现对河道的24 h不间断监控，及时发现河道中的异常情况，如非法排放、河道堵塞等。结合图像识别和人工智能技术，视频监控系统可以自动识别河道中的异常事件，并触发预警机制。例如，当系统检测到河道水位异常上升或水质突变时，可以自动发出预警信号，提醒相关部门及时采取应对措施。

视频监控技术还可以与地理信息系统（GIS）结合，实现对河道信息的集成和可视化展示，有助于管理人员全面掌握河道的运行状况，提高决策效率和准确性[2]。视频监控技术显著提升河道运维效率，实时预警助力快速应对异常，减少人力物力成本。视频监控平台调控见图1。

4 水质应急监控技术在智慧城市河道运维中的应用

4.1 水质应急监控技术的基本原理和监测指标

水质应急监控技术基本原理是一种集成了现代化学分析、物理测量、生物检测以及信息技术等多种手段于一体的综合性技术。其基本原理在于通过自动化采样装置和分析仪器，实现对城市水源地水质的连续、实时监测。这些装置和仪器能够自动采集水样，并快速分析其中的各种化学、物理和生物指标。通过无线或有线传输方式，将采集到的数据实时传输到中央处理平台[3]。在平台上，数据经过处理和分析后，能够生成水质报告和预警信息，从而为水质管理者和应急响应人员提供及时、准确的水质数据支持。

水质应急监控技术的监测指标涵盖了物理、化学和生物等多个方面，旨在全面反映城市水源地的水质状况。常见的物理指标包括温度、浊度、电导率等，这些指标可以反映水体的基本物理特性。化学指标则关注水体的化学性质和污染程度，如pH值、溶解氧、化学需氧量（COD）、氨氮、总磷以及重金属含量等。此外，生物指标如细菌总数、总大肠菌群等，则用于评估水体中的微生物污染情况和生态系统的健康状况。这些监测指标的选择和应用，有助于及时发现水质异常事件，评估潜在风险，并为应急响应提供科学依据。

4.2 水质应急监控技术的实时监测、发现异常事件和应急响应中的应用案例

随着城市化的快速推进，河道水质的实时监测变得至关重要。水质应急监控技术通过安装在水道旁的自动化采样装置和分析仪器，能够实现对河道水质的连续、实时监测。这些装置和仪器能够自动采集水样，并快速分析其中的各种化学、物理和生物指标，确保数据的时效性和准确性。通过实时监测，管理部门和公众可以及时了解河道水质的实时状况，为后续的决策和行动提供重要依据[4]。

水质应急监控技术不仅具备实时监测功能，还能在发现异常事件中发挥关键作用。系统通过预设的阈值和算法，能够自动识别水质数据的异常波动。当监测数据超过预设的阈值时，系统会立即触发预警机制，向相关部门和人员发送报警信息。这种及时发现异常事件的能力，有助于管理部门迅速采取应对措施，防止水质污染问题进一步恶化，保障城市水资源的安全性。水质应急监控技术在应对污染事件中提供实时数据和分析，判断污染源和风险，指导应急措施。历史数据和趋势分析助力科学规划响应方案，确保城市水安全。

4.3 水质应急监控技术在保障城市水资源安全性和生态稳定性方面的作用

工业废水、生活污水等不断排入河道，给城市水资源带来严重的污染风险。而水质应急监控技术的引入，为城市水资源的安全性提供了有力保障。该技术通过实时监测河道水质，能够及时发现水质异常事件，如污染物的超标排放等。一旦发现异常情况，系统会立即触发预警机制，向相关部门和人员发送报警信息，使得问题能够得到及时有效的处理。这种实时监测和预警机制，极大地提高了城市水资源的安全性，降低了污染事件对城市生态环境和居民健康的影响[5]。

除了保障水资源的安全性外，水质应急监控技术还能够有效维护城市水资源的生态稳定性。通过实时监测河道水质，该技术能够全面了解水体的化学、物理和生物指标，评估水体的生态健康状况。当发现生态指标出现异常时，系统能够及时发出预警，提醒管理部门采取相应措施，如增加生态补水、改善水体环境等。这些措施的实施，有助于恢复水体的生态平衡，维护城市水资源的生态稳定性。

水质应急监控技术还能够为城市水资源的长期规划和管理提供科学依据，促进城市水资源的可持续利用。水质应急监控技术通过实时监测和分析提升城市水安全管理，助力制定管理策略和快速应对污染。它集成监测、预警和应急响应，为水资源安全和生态稳定提供全面保障。

5 视频监控及水质应急监控技术的融合与应用

5.1 视频监控及水质应急监控技术的应用价值

传统的水质应急监测手段无法提供实时反馈，导致工作人员难以准确评估水环境状况，这进一步影响了管理和治理措施的有效实施。然而，通过引入水质自动监控系统，能够实时并持续地获取水环境质量的准确信息。这种系统在精度和效率上均超越了传统方法，它还能与各种尖端科技相结合，实现对水质的全面监控，该系统能对收集到的数据进行有效分类，并通过无线技术将数据发送至数据库[6]。

视频监控及水质应急监控技术不仅提高了监测的频率和效率，还显著减轻了工作人员的压力。水环境应急监测工作通常复杂且繁琐，包括水样的采集和检测，这些工序往往需要大量的人力和物力。而本监控系统的引入，使得数据的采集、汇总、分类和整理过程可以通过计算机技术自动完成，大大减少了人为错误，提升了工作的质量和效率。

5.2 视频监控与水质应急监控技术的结合方式和优势

视频监控与水质应急监控技术的结合方式是，通过将两种监控体系在硬件、软件及数据层面进行有机融合来实现的。在硬件部署上，视频监控设备和水质应急监控设备被协同安装在关键监测点，确保两者能够捕捉到同一区域的信息。在软件平台构建上，开发一个综合监控平台，这个平台能够同时接收和处理两种监控设备产生的数据，实现数据的同步展示和分析。而在数据处理上，视频监控提供直观的图像信息，水质应急监控技术则提供精确的水质数据，两者在平台上进行融合，形成对水质状况和环境变化的全面认识。这种结合方式不仅确保了监控数据的实时性、准确性，还提高了监控系统的智能化水平，使得管理人员能够更快速、更准确地获取和处理信息。

结合视频监控与水质应急监控技术提升了水质监测效率和准确性，并增强了预警及应急响应能力。直观的视频监控与详细的水质数据互补，确保及时应对污染事件，科学指导紧急决策，有效保护城市水资源的安全与生态稳定。

6 结束语

本文通过对智慧城市与河道运维中视频监控及水质应急监控技术应用的研究，分析了这两项技术单独以及联合运用时的优势，结合它们在实际河道运维中的具体案例，并讨论了如何通过这种技术融合提升城市水资源管理水平，促进城市的可持续发展。尽管在实际应用中其仍面临诸多挑战，但随着技术的不断进步和创新，将这些技术进一步融合和优化，可为智慧城市的建设和发展提供更加全面、高效的解决方案。未来视频监控与水质应急监控技术将在城市水资源管理和保护领域发挥更加重要的作用，为城市的可持续发展贡献力量。

参考文献

[1] 何艳秋.探究水质自动监测技术在水环境保护中的应用[J].清洗世界，2024，40（1）：128-130.

[2] 李泽彪.智慧河道水质监测预警平台的实现及应用[J].轻工科技，2022，38（6）：67-69.

[3] 冷芳.基于传感器的水质污染监测系统设计[J].自动化与仪器仪表，2022（2）：125-129.

[4] 李燕.水质自动监测技术在水环境保护中的应用[J].山西水利科技，2023（4）：64-66.

[5] 刘忠民.水质自动监测技术在水环境保护中的应用[J].黑龙江环境通报，2022，35（4）：75-78.

[6] 侯浚，晏清洪，徐景东.智慧河道信息化综合管理系统运维方案设计研究[J].江苏科技信息，2021，38（19）：65-67，80.