一、系统架构
1. 感知层
多源传感网络部署
水面浮标站:搭载pH/溶解氧/电导率/氨氮传感器(哈希Hydrolab DS5X)
水下机器人:定期巡航检测重金属含量(砷、汞等)
无人机光谱巡检:每周一次叶绿素a浓度航测
气象站:实时采集降雨量、风速数据(影响污染物扩散)
2. 传输层
混合组网方案:
LoRaWAN(河道窄带覆盖)
4G DTU(重点断面实时回传)
北斗卫星(偏远支流应急通信)
3. 平台层
时序数据库:InfluxDB存储传感器数据(5分钟粒度)
地理引擎:SuperMap GIS整合DEM地形数据
模型服务:Delft3D水动力核心算法容器化部署
二、核心功能模块
1. 物联网设备管理系统
设备全生命周期管理
电子围栏报警(浮标位移超过50米自动触发)
电池健康度预测(根据工作温度优化更换周期)
远程固件升级(OTA推送安全补丁)
2. 水质智能监测
异常数据检测:
基于LSTM的时序异常预警(如溶解氧突降30%)
空间相关性校验(相邻站点数据矛盾时启动人工复核)
移动端水质报告:自动生成符合《HJ 91.1-2019》标准的PDF
3. 污染物扩散模拟
三维可视化推演:
突发排污事件模拟(支持设置污染物类型、排放量)
72小时扩散预测(叠加降雨预报数据)
应急方案库联动(自动推送下游水厂关闸建议)
4. 决策支持系统
污染溯源分析:
反向追踪算法定位疑似排污口(结合水流速度场)
企业排污许可证数据交叉比对
生态补偿计算:
基于水质改善程度的跨区补偿模型(COD每降1mg/L补偿金额)