城市生命线监测平台数据可视化方案

城市基础设施 “生命线”，涵盖供水、排水、燃气、热力系统，其稳定运行直接关系民生与城市安全。当前物联网、大数据技术已实现管网流量、压力、泄漏等数据实时采集，但海量数据需通过可视化转化为决策支撑 —— 以直观图形化表达连接数据与决策，助力快速掌握运行状态、定位故障、优化运维，成为提升城市生命线-管网管理水平的关键。

一、数据可视化设计原则

以 “用户需求为核心、数据价值为导向”，遵循四大原则确保实用性与易用性：

精准性：图形数据与原始数据一致，避免映射偏差。例如供水管网压力可视化需标注单位（kPa）、经纬度，用固定色阶（0-200kPa 蓝色、200-400kPa 绿色、400kPa + 红色）统一认知。

直观性：用简洁图形（折线图、热力图、地图标注）降低理解门槛。如泄漏监测中，电子地图标注泄漏点，红色圆点大小对应泄漏量，弹窗显示时间与管网连接关系。

实时性：数据更新频率≥1 次 / 分钟，动态效果提示变化。如排水管网监测中，实时折线图展示降雨量与流量关联，超阈值时曲线变红闪烁。

个性化：适配不同用户需求。运维人员看设备状态列表（传感器在线、电量），管理人员看漏损率仪表盘，应急人员看三维地图（故障周边人员、交通）。

二、核心可视化模块设计

四大模块协同构建管网管理数据体系，实现 “状态可视、风险可判、运维可控”：

（一）实时监测可视化：全景呈现运行状态

以二维 / 三维电子地图为载体，整合 “空间 + 数据”：

管网拓扑可视化：不同颜色标注管线类型（蓝 = 供水、黑 = 燃气），标注阀门、泵站位置，点击查设备台账（型号、维护记录）；

多维度数据叠加：流量、压力等数据用 “色阶 + 数值标签” 呈现，如供水管网压力红 - 绿渐变、燃气管网泄漏浓度黄 - 红预警；

动态场景模拟：综合管廊用三维技术还原内部场景，动画模拟介质流动，支持视角缩放查看风机、摄像头状态。

（二）预警可视化：快速传递风险

聚焦 “风险显性化”，缩短响应时间：

分级预警标识：四级预警对应不同提醒（蓝 = 轻微异常，仅点位标注；红 = 严重故障，弹窗 + 短信通知），弹窗含故障位置、处置建议；

影响范围可视化：自动计算故障影响区，如供水管网破裂后，红色透明区标注受影响小区、停水时间；

趋势预测：结合历史数据预测风险，如降雨时预测 1 小时内管网流量，超阈值提前预警防汛。

（三）运维管理可视化：优化资源配置

以 “数据驱动运维” 提升效率：

任务调度：地图标注运维任务（维修、校准），拖拽分配任务，自动规划最优路线；

资源管理：仪表盘展示维修车辆（在用 / 闲置）、人员分布热力图，避免资源浪费；

进度跟踪：甘特图呈现任务进度，对比计划与实际时间，定位效率瓶颈（如某类任务频繁超时）。

（四）历史数据分析可视化：支撑长期决策

挖掘数据规律，辅助规划：

趋势分析：折线图展示漏损率、故障率月度变化，标注异常月份（如雨季漏损升高）；

对比分析：柱状图对比新 / 老城区管网故障、工作日 / 节假日流量，优化水厂调度；

关联分析：散点图呈现压力与漏损率关系，如压力超 400kPa 漏损激增，指导压力调控。

三、技术实现与案例

（一）核心技术

前端框架：二维图表、三维场景、地理可视化，支持多终端适配；

数据处理：边缘计算预处理数据（过滤异常值），MQTT 协议传至云端，Spark/Flink 处理海量数据；

交互技术：触控缩放、语音指令提升操作体验。

综上，城市生命线管网数据可视化需以 “精准、直观、实时、个性” 为核心，通过模块协同与技术支撑，让数据 “说话”。进一步提升管网管理智能化，为城市基础设施安全运行保驾护航。