大坝作为防洪、灌溉、发电及供水等水利工程的核心设施，其安全运行直接关系到流域内人民群众的生命财产安全。然而，极端天气频发导致洪水灾害的突发性与破坏性显著增强，传统人工巡检与经验决策模式已难以满足现代防洪需求。在此背景下，基于物联网技术的实时预警系统成为保障大坝安全的关键手段。厦门海川润泽物联网科技有限公司凭借其自主研发的传感器、数据采集终端及智能分析平台，构建了覆盖“监测-传输-分析-预警-响应”全链条的防洪预警体系，为水利行业提供了创新性的技术支撑。
一、系统架构：多维度感知与智能融合
大坝防洪实时预警系统的核心在于通过高精度传感器网络实时捕捉水雨情变化，结合智能算法实现风险预判。海川润泽的系统架构可划分为三个层级：
1. 感知层：全要素监测网络
感知层是系统的“神经末梢”，由多类型传感器组成，实现对水雨情、大坝形变及地质环境的立体化监测。
水雨情监测：采用HC-YL9072翻斗式雨量筒与HC-SWY投入式水位计，前者通过双冗余传感器设计实现降雨量的连续采集，自清洁翻斗机构有效避免泥沙淤积导致的误差;后者基于静压传感原理，配合温度补偿算法，在复杂水体环境下仍能保持高精度测量。
流量监测：部署HCRZ-LL100雷达流量计，利用多普勒效应实时监测泄洪通道水流速度，结合水位数据计算瞬时流量，为洪水演进模拟提供关键参数。
形变监测：通过GNSS接收机与管式土壤墒情监测仪，捕捉大坝水平位移、垂直沉降及坝体含水率变化，结合地质雷达扫描技术，构建边坡稳定性评估模型。
2. 传输层：多模通信保障数据畅通
山区地形复杂、信号覆盖薄弱是数据传输的难点。海川润泽的HC-TX90S多模遥测终端机创新性集成4G Cat-M1、LoRaWAN及北斗短报文三种通信模块，通过动态路由算法自动选择最优传输路径。在福建武夷山试点项目中，该设备在-139dBm超低信噪比环境下仍能实现3秒内稳定传输，较传统GPRS方案效率提升8倍。此外，HC-TX9010视频遥测终端将H.265视频编码与水文监测功能融合，支持5GHz Wi-Fi Mesh组网，在15公里范围内构建自组织网络，实现“可见即可测”的立体化监测。
3. 平台层：智能分析与决策支持
数据汇聚至云端后，需通过智能算法挖掘潜在风险。海川润泽的预警平台采用分布式流处理架构，每秒可处理10万条传感器数据，结合改进型LSTM神经网络模型，实现降雨-产流-汇流的全过程模拟。其地质灾害耦合分析模块整合GNSS形变数据与土壤湿度场模型，通过有限元分析计算边坡安全系数，将预警时效从小时级提升至分钟级。例如，当系统检测到某区域土壤含水率突增且位移速率超过阈值时，可自动触发山体滑坡预警，并通过地理围栏技术向周边村落推送精准避险信息。
二、核心技术：从硬件创新到算法突破
系统的先进性体现在硬件设备的模块化设计与软件平台的开放架构上，二者共同构建起技术护城河。
1. 硬件设备：高精度与强适应性
HC-MCU100多功能采集仪：集成24位ADC采集模块与ARM Cortex-M4内核，可同步处理16通道模拟信号与8通道数字信号。在暴雨场景下，其数据采集完整率达99.7%，显著优于传统终端。设备支持即插即用式传感器扩展，例如在监测水库渗漏时，可快速接入渗压计与电导率传感器，构建渗漏通道定位模型。
HC-YZ9000无线预警广播系统：采用数字调频技术，在10公里半径内实现95dB以上穿透性广播，配套声光报警柱具备IP68防护等级，可耐受-40℃至85℃极端环境。系统整合短信猫、微信公众号及户外LED大屏等多渠道发布接口，确保预警信息无死角覆盖。
2. 软件算法：从数据驱动到知识融合
动态阈值调整：传统预警系统多采用固定阈值，易导致误报或漏报。海川润泽平台引入机器学习算法，结合历史洪灾数据与实时气象预报，动态调整预警阈值。例如，在台风登陆前，系统会提高降雨量预警阈值，同时降低水位上升速率阈值，以适应极端天气下的非线性变化。
多源数据融合：通过RESTful API接口与MQTT协议，平台可接入第三方气象雷达、卫星云图及应急指挥系统数据，构建“天-空-地”一体化监测网络。在2024年广东清远山洪演练中，系统融合气象部门雷达回波数据后，将洪水到达时间预测精度从±30分钟提升至±10分钟，为人员转移争取宝贵时间。
三、功能实现：从风险感知到应急联动
预警系统的最终目标是实现“监测-预警-响应”闭环管理，海川润泽系统通过以下功能支撑这一目标：
1. 实时监测与可视化
管理人员可登录德希云平台查看监测站采集的水位、雨量、流速等要素及现场图像视频。系统支持三维GIS地图展示，点击任意传感器图标即可查看历史数据曲线与实时数值，辅助快速定位风险点。例如，当某区域雨量计显示1小时降雨量超过50毫米时，平台会自动标记该区域为“高风险”，并弹出周边水库水位变化趋势图。
2. 智能预警与多级响应
预警信息根据风险等级分为蓝色、黄色、橙色、红色四级，分别对应不同响应措施。以水库溃坝预警为例：
蓝色预警：当水位接近警戒值时，系统向水库管理员发送短信，提示加强巡查频次。
橙色预警：水位超过校核洪水位时，启动周边村落广播系统，指导低洼地区居民转移至安置点。
红色预警：溃坝风险确认后，系统联动应急管理部门，调度直升机投送救生设备，并规划最优逃生路线。
3. 远程控制与自动化调度
系统通过PLC实现对泄洪闸、溢洪道等设施的远程控制。
四、技术优势：从效率提升到成本优化
海川润泽系统的应用不仅提升了防洪能力，还通过技术创新降低了运维成本：
模块化设计：传感器与采集仪采用标准化接口，现场更换耗时从传统方案的4小时缩短至30分钟，年维护成本降低40%。
开放生态：平台提供RESTful API接口，支持与第三方系统无缝对接。