1、城市防汛信息系统建设及应用北京城市排水集团有限责任公司王欢欢2023年3月主要内容壹短时强降雨预测难，守护首都安全责任重叁指挥调度效果显著，切实提升防汛应对能力贰智慧防汛技术先行，筑牢城市安全度汛防线短时强降雨预测难，守护首都安全责任重壹天气特点：短时强降雨、积水内涝影响城市运行2019年4月-9月2019年4月-9月2020年4月-9月2020年4月-9月2021年4月-9月2021年4月-9月1、北京市降水年内分配不均和年际变化很大，汛期(6月-9月)的雨量约占全年降水量的85%，汛期降水又常集中在“七下八上”的几场大暴雨。2、每年汛期降雨区域分布差异大，不同年份较大降雨量的落区也不相同。

2、3、短时雨强大、雷暴大风冰雹等极端天气多发且不易预测。409 332 378 454 483 433 356383 758 495 200300400500600700800汛期累计降雨量(mm)局 地 性 强、极 端 性 强、致 灾 性 强局 地 性 强、极 端 性 强、致 灾 性 强天气特点：短时强降雨、积水内涝影响城市运行2021年北京几场典型的降雨过程，暴雨中心在空间分布具有偶然性，给防汛应对带来极大的挑战年北京几场典型的降雨过程，暴雨中心在空间分布具有偶然性，给防汛应对带来极大的挑战6月30日21-22时6月30日21-22时大兴庞各庄：64.2 mm/h大兴庞各庄：64.2 mm/

3、h7月12日20-21时7月12日20-21时平谷西樊各庄：89.6 mm/h平谷西樊各庄：89.6 mm/h7月19日04-05时7月19日04-05时通州曹庄村：64.2 mm/h通州曹庄村：64.2 mm/h8月13日22-23时8月13日22-23时怀柔镇：82.6 mm/h怀柔镇：82.6 mm/h8月16日21-22时8月16日21-22时石景山雕塑园：91.7 mm/h石景山雕塑园：91.7 mm/h9月4日06-07时9月4日06-07时海淀：94 mm/h海淀：94 mm/h天气特点：短时强降雨、积水内涝影响城市运行2021.7.182021.8.16小时降雨量35mm，短时

4、雨强较大小时降雨量80mm，短时雨强较大责任担当：保障群众利益，筑牢民生底线社会责任重大：防汛工作事关社会经济发展、人民生命财产安全，防汛责任单位担负着保障城市排水安全运营的崇高使命和职责。领导高度重视：1、市委市政府领导汛前调研，听取集团防汛准备工作情况，多次深入细致的了解雨情及防汛应对工作，提出具体要求。2、针对每场强降雨，市防汛抗旱指挥部雨前均召开部署会、雨后召开复盘会，细致提出各项防汛工作要求。需要专业化运营：集团发挥“厂网一体化”专业运营的优势，以“网、站、厂”联合调度最大化激活存量设施排水能力、提升积滞水处置能力为核心，建立起了具有北排特色的防汛模式。“6S”防汛保障体系2012年

5、以来，集团围绕“6S”防汛保障体系不断发力，排水设施基础能力及应急抢险能力大幅提高，并逐步建立完善了防汛指挥调度体系，中心城区基本摆脱“城市看海”现象。基础设施建设：基础设施建设：完成76座泵站改造、18处重大积水点治理、消除1300余处滞水点、累计完成9.5万块雨箅子平立改造。设施运行维护：设施运行维护：汛前落实清管行动，汛中再排查再治理。设备维修保养：设备维修保养：汛前落实泵站及应急抢险设备维护保养、点动试车。感知设备安装：感知设备安装：前端感知设备应用于排河口溢流、井盖位移、高水位设施顶托以及重要干管的实时监测。指挥系统建设：指挥系统建设：构建模拟分析、优化调度为核心的防汛指挥调度体系。

6、优化厂网一体化运行调度，减量河道溢流污染：优化厂网一体化运行调度，减量河道溢流污染：泵站实施先蓄后排；水厂雨前提前抽升、最大能力处理；优化再生水补水调度。扩大排水系统容量，提升雨污水收集、调蓄及处理能力：扩大排水系统容量，提升雨污水收集、调蓄及处理能力：新建调蓄处理设施；实现已有管道调蓄；新建一级强化、一体化处理设备。响应出动：响应出动：形成“特一二三”、极端降雨的防汛布控体系；加强分区域自主响应。培训演练：培训演练：下凹桥、风险点逐一演练；全要素综合演练；开展防汛大比武。应急预案：应急预案：制定“一桥一策”、“一点一策”、“一站一策”、厂站网闸调度方案。应急抢险：应急抢险：增加、改进应急抢险

7、装备，提升抢险能力、拓展抢险维度。多方联动：多方联动：与交管、气象、属地、河湖等部门联动，形成合力。服务政府：服务政府：为地铁站、非权属下凹桥等重点地区提供技术支持及应急支援。服务百姓：服务百姓：落实低洼院改造。智慧防汛技术先行，筑牢城市安全度汛防线贰智慧防汛技术先行，筑牢城市安全度汛防线管控信息集中化0防汛布控流程化气象信息多元化积滞水预测智慧化快速复盘场景化语音交互智能化形成城市内涝风险一张“电子”图构建智慧化城市防汛预测预警和指挥联动体系1、管控信息集中化，全方位覆盖防汛业务各类数据基础图层基础图层防汛预案防汛预案基础图层防汛预案管网图层、河网图层、调水设施、雨水流

8、域、分公司责任区域、水厂污水流域、环保断面、行政区、实时路况、下凹桥区定点值守区域巡查定点值守区域巡查风险点布控风险点布控定点值守区域巡查风险点布控数字化防汛布控方案，根据降雨预报情况动态调整数字化防汛布控方案，根据降雨预报情况动态调整响应布控响应布控数字化防汛布控方案，根据降雨预报情况动态调整响应布控车辆定位、行驶轨迹车载视频、车辆调度车辆定位、行驶轨迹车载视频、车辆调度车辆车辆车辆定位、行驶轨迹车载视频、车辆调度车辆542辆11座11座水厂水厂11座水厂764座764座雨量计雨量计764座雨量计气象气象气象1、北京专业气象台雷达图2、未来2、12、24h降雨预测3、风力风向、温度、湿度、气

9、压102座102座泵站泵站102座泵站雨水泵站：88座污水泵站：14座716路716路防汛视频防汛视频716路防汛视频气象台暴雨蓝、黄、橙、红预警气象预警降雨强度极端天气预警降雨预警断电、高水位、调蓄池满泵站报警溢流、跨越水厂报警较大/严重积水断路积水报警防汛手册、一桥一策、一站一策、一点一策、一闸一策、一厂一策自建：168座气象台：596座经验模型漫流模型积水预警雨量雨强、积水、风险点雨量雨强、积水、风险点指挥联动指挥联动雨量雨强、积水、风险点指挥联动防汛快报、防汛专报、场降雨总结、数字看板防汛快报、防汛专报、场降雨总结、数字看板信息汇聚信息汇聚防汛快报、防汛专报、场降雨总结、数字看板信息汇

10、聚场降雨复盘积水复盘场降雨复盘积水复盘复盘总结复盘总结场降雨复盘积水复盘复盘总结防汛相关的静态数据、管理类的预案手册、多种动态监测信息实现了集成联动，通过布控管理、快报专报、复盘总结形成多种应用场景，建立起完整的“智慧防汛”指挥调度体系。1、管控信息集中化，全方位覆盖防汛业务各类数据雷达回波及降雨监测雷达回波及降雨监测通过雷达回波的播放，动态的判定降雨发展的趋势，利用实时监测的雨量、雨强，掌握实际降雨，成为防汛研判的基础。泵站运行泵站运行1、管控信息集中化，全方位覆盖防汛业务各类数据实时统计各个雨水泵站的初期池蓄水量、开启水泵数量、调蓄池需水量，利用液位监测数据结合高程数据，分析收水系统是否存

11、在客水入流，进而形成积水风险。1、管控信息集中化，全方位覆盖防汛业务各类数据实时统计各个雨水泵站的初期池蓄水量、开启水泵数量、调蓄池需水量，利用液位监测数据结合高程数据，分析收水系统是否存在客水入流，进而形成积水风险。泵站运行泵站运行1、管控信息集中化，全方位覆盖防汛业务各类数据实时统计各个雨水泵站的初期池蓄水量、开启水泵数量、调蓄池需水量，利用液位监测数据结合高程数据，分析收水系统是否存在客水入流，进而形成积水风险。泵站运行泵站运行水厂运行水厂运行1、管控信息集中化，全方位覆盖防汛业务各类数据实时监测各个污水厂泵房抽升量，通过运行水位判断是否提前抽升达到雨前控制液位，实现管道腾容，雨中分析是

12、否出现厂前溢流，并计算时长及溢流量。最大限度降低降雨对水环境的影响。视频监视视频监视1、管控信息集中化，全方位覆盖防汛业务各类数据利用图像识别算法，可以实时提示积水视频中是否出现积水。效果：降低了防汛监控中人员查看视频图像的工作强度，避免了“漏判、迟判”，规避了不能及时发现和处置的责任。累计监测降雨79场，其中暴雨10场次以上。累计识别中重度积水42站次以上。利用画面截图通过人工识别与自动识别比对：平均识别准确率93.5%，单场降雨最高识别准确率98.2%。利用高精度地形建立了降雨径流路径，可以直观的看到地面上的水流是如何汇聚，当出现积水时，可以分析来水方向和范围。1、管控信息集中化，全方位覆

13、盖防汛业务各类数据2、防汛布控流程化，抢险预案闭环管理布控方案编制维护基础信息雨中响应单元信息车辆信息基点、布控点设备信息预置出动情况编辑布控方案填报出动情况发布备勤指令实时监控单元布控单元布控2、防汛布控流程化，抢险预案闭环管理通过布控方案的电子化管理，建立车辆单元的空间位置与应到位点的关联关系，实时分析各个单元是否已经达到，或者到达布控点需要的用时，实时掌握单元的到位情况。单元布控单元布控2、防汛布控流程化，抢险预案闭环管理通过布控方案的电子化管理，建立车辆单元的空间位置与应到位点的关联关系，实时分析各个单元是否已经达到，或者到达布控点需要的用时，实时掌握单元的到位情况。2、防汛布控流程化

14、，抢险预案闭环管理车辆监控通过布控方案的电子化管理，建立车辆单元的空间位置与应到位点的关联关系，实时分析各个单元是否已经达到，或者到达布控点需要的用时，实时掌握单元的到位情况。2、防汛布控流程化，抢险预案闭环管理3、气象信息多元化，汛情走势推演趋于完善接入专业气象实况、雷达、卫星云图、预报预警等多元气象信息，包括596个气象监测站的单点实时数据、分辨率1km*1km的网格数据，以及未来2小时、12小时、24小时的气象预测数据，实现北京市行政区域全覆盖。提前研判雨情发展，根据预警触发相应响应。风降水气温实况分析：1km 分辨率，10 分钟更新的过去 1 小时累计降水和风速网格实况数据2小时预报：

15、未来 2 小时间隔 10 分钟的降水和风速预报，分辨率为 1km，10 分钟输出一次结果。12小时预报：未来 12 小时间隔 1小时的降水和风速预报，分辨率为 1km，60 分钟输出一次结果。24小时预报：未来 24 小时间隔 1小时的降水和风速预报，分辨率为 1km，每天 早晚2次输出结果。监测实况精细化网格实况、预报监测实况精细化网格实况、预报3、气象信息多元化，汛情走势推演趋于完善24小时降雨预报596个气象监测站未来2小时风场大风预警4、智能报警指标化，布控指挥联动有迹可循暴雨预警雨强报警极端天气报警溢流报警跨越报警调蓄池满报警泵房高液位报警泵站断电报警断路报警深度报警漫流模拟积水预警

16、气象泵站水厂积水气象台发布的暴雨预警（蓝、黄、橙、红）。单雨量站5分钟雨强超5、20、50、100年重现期报警。在5分钟内三个雨量站的降雨量都达到或超过12.5mm。泵房液位高程达到桥下路面最低点高程实时雨量重现期大于周边200m内的历史内涝点重现期。积水深度较大积水：15-27cm严重积水：27cm以上经验积水预警结合预报、实时降雨，通过地表漫流模拟积水点4、智能报警指标化，布控指挥联动有迹可循指挥联动以事件点为中心，依据空间距离，展示周边范围内各泵站区域的降雨情况以及排蓄状况。降雨与排蓄情况展示周边布控点及出动抢险单元位置、呼号、路径轨迹信息。并估算各抢险单元的距离、预计到达时间及作业时长

17、。备勤与单元情况可调取事件周边所有路面视频，通过周边摄像头查看具体位置情况。也可通过到位车辆视频查看处置情况。周边及车辆视频关注位置雨量站风险点积水点根据积水深度、面积，结合附近抢险单元行驶路径距离，单元处置能力、分别以抽排时间最短和到场时间最短为目标，自动计算并推荐抢险单元的调度方案。调度方案推荐4、智能报警指标化，布控指挥联动有迹可循4、智能报警指标化，布控指挥联动有迹可循周边桥区视频周边桥区视频周边车辆视频周边车辆视频指挥联动5、快速复盘场景化，研判分析再提高强化汛情历史分析回溯，动态回放场降雨全过程的降雨级别、泵站启停、水厂溢流跨越、热线处置情况，积水点处置流程实时复盘。对降雨强度、积

18、水深度、应急处置方案等进行融合分析，后续可优化不同降雨级别、不同点位的应急处置预案。备勤单元出动降雨过程水厂运行泵站排蓄积水处置记录备勤启动与结束时间点。备勤启动与结束记录每个雨量站的雨量、雨强过程，以及雨量、雨强出现超警时点的具体级别与数值。雨量、雨强记录泵站运行过程中的蓄水量、抽升量，当出现调蓄池满、泵房高液位、泵站断电、运行异常时，记录报警时点具体数据。抽升与运行状况记录备勤从启动至结束中，各抢险单元的到位情况与车辆行进的实时轨迹。到位与轨迹记录从备勤开始到降雨结束过程中，各水厂的运行过程，包括：瞬时抽升量、栅前液位等，当出现水厂跨越、溢流报警时，记录超警时点的具体数据。抽升、跨越、溢流

19、从积水产生时间开始，记录积水的深度、面积、原因、影响、调度、处置完成等全过程数据。产生、处置、结束记录频次实时过程：每5分钟报警：发生时积水：过程节点5、快速复盘场景化，研判分析再提高场降雨统计强化汛情历史分析回溯，动态回放场降雨全过程的降雨级别、泵站启停、水厂溢流跨越、热线处置情况，积水点处置流程实时复盘。对降雨强度、积水深度、应急处置方案等进行融合分析，优化不同降雨级别、不同点位的应急处置预案。5、快速复盘场景化，研判分析再提高7.25场降雨复盘7.25场降雨复盘强化汛情历史分析回溯，动态回放场降雨全过程的降雨级别、泵站启停、水厂溢流跨越、热线处置情况，积水点处置流程实时复盘。对降雨强度、

20、积水深度、应急处置方案等进行融合分析，优化不同降雨级别、不同点位的应急处置预案。5、快速复盘场景化，研判分析再提高2022-07-26 15:40 至 2022-07-28 14:26平均降雨量 121.2 mm/120.46mm最大降雨量 277.9 mm（抢险大队）积水点复盘积水点复盘6、语音交互智能化，信息获取更便捷通过“语音助手”向系统提出预警、报警、气象、雨情、泵站运行、水厂运行、积滞水、单元布控等业务信息的查询请求或问题，自动播报查询结果，形成友好的人机交互模式。指挥调度效果显著，切实提升防汛应对能力叁指挥调度效果显著，切实提升防汛应对能力2021年以来为85场降雨、34次防汛响应

21、、累计8.8万人次和8897台次设备出动的防汛备勤保障提供了稳定的服务。8897台次防汛出动85场降雨34次防汛响应8.8万人次防汛出动（1）实现全业务综合报警，提升防汛响应速度2022年7月27日朝阳区突发强降雨，相邻的3个雨量计雨强超过2.5mm/min，防汛系统自动报警，分公司第一时间响应，及时启动极端降雨响应，及时发现并处置将台西路铁路桥积水，劝导桥下市民及时撤离，守住“不死人、少伤人”底线。汛期共计发生泵站断电3次、泵房高液位7次，系统均第一时间识别并发出告警，泵站人员立即采取备用电源倒闸、补充泵及时启动抽升，避免了桥区积水风险。指挥调度效果显著，切实提升防汛应对能力（2）应用内涝预

22、报成果，科学调整布控方案根据气象短时预报，经验风险点、模拟风险点，集团多次动态调整布控。2022年8月4日，集团指挥部调度坝河流域分公司将南部区域的2组中单元、1组小单元调整至北四环的两处风险点，降雨前提前预置水泵，30分钟内处置完毕，有力应对了强降雨。（3）积水险情信息联动，提升指挥调度能力以积水点为中心，系统自动调用车载、道路视频、临近抢险单元、行车路线等信息，辅助决策积水抢险方案。2022年集团共计处置责任范围内积水断路事件9起、积极支援其他区域积水事件8起，依据指挥联动功能，共计调度抢险单元支援抢险4次，临时断路时间低于1小时。指挥调度效果显著，切实提升防汛应对能力（1）专业团队强强联

23、合，形成了完整的智慧防汛综合指挥调度系统。（2）多元数据融合创新，实现了精细的降雨积水风险点提前研判。强强联手保障民生气象预报数据预测预警气象局：多种模式降雨预测气象局：多种模式降雨预测测绘院：1000平方公里高精度地形图测绘院：1000平方公里高精度地形图小结：防汛应对能力得到加强（1）业务引领，加强数据分析应用持续深化绿色防汛理念，在厂网联动、设施空间调蓄方面进一步拓展功能，加强雨中削峰和溢流污染分析；优化再生水河道补水与河道水位联控，降低雨中中小河道流量叠加风险。（2）主动消息，防汛信息流自动推送在现有雨情、汛情、工情的报警基础上，根据防汛岗位定制信息内容，移动APP实现针对性强的主动信息推送，加快信息流转。防汛信息流后续：智能分析、主动服务，全新升级“助手式”防汛综合指挥系统小结感谢倾听！