物联网在其相对较短的历史中已经取得了长足的进步。虽然消费者应用程序仍然是大多数物联网采用的原因，但企业甚至政府部门已经开始依赖这些技术。随着智慧城市运动的兴起，城市管理者正在整个城市安装越来越多的物联网传感器和设备。2019年全球在智慧城市上的支出达到1043亿美元，专家预测到2023年这一数字将超过1890亿美元。物联网城市基础设施可带来无数好处，其中雨水管理是一个前景广阔但可能被忽视的项目。当我们想到智慧城市时，可能根本不会想到雨水管理。但这是物联网至关重要的理想用例之一。城市雨水问题如果您不住在大城市，您可能不明白为什么雨水问题如此紧迫。虽然草和其他植物吸收了60%的雨水，但坚硬的表面却并非如此。充满混凝土和金属的城市不会吸收太多雨水，导致径流增加，尤其是在大雨期间。这种径流使城市更容易受到洪水、企业和家庭的破坏，并威胁到生命和财产。洪水会破坏关键且成本高昂的公共基础设施，或导致小企业被洪水淹没。在严重的情况下，它可以将人们赶出家园，甚至造成危及生命的伤害。城市雨水径流也带来了一些环境问题。过多的雨水吸收了农药、防冻剂、重金属和石油等污染物，最终注入到环境生态系统中。如果管理不善，暴雨会危害周围的河流、湖泊和海洋，并且已经在许多地区构成威胁。水质测量物联网设备帮助雨水管理的第一种方法是测量水质。并非所有对环境有害的径流都发生在严重的洪水事件中，因此很难识别。物联网传感器为研究人员提供了了解雨水对环境影响所需的数据。一些城市，如肯塔基州的路易斯维尔，在他们的下水道和其他水道中安装了物联网传感器。这些可以收集水质数据，尤其是在暴风雨过后，揭示污染的程度和内容。这些信息可以揭示水污染源所在的城市并指导应对措施。来自城市一个区域的污染物出现在另一个水体中，揭示了雨水径流的传播方式。然后，城市官员可以看到应该在哪里安装新的基础设施或应该改进现有的供水系统。如果他们将这些数据输入预测分析引擎，他们甚至可以看到改进建议。天气模式分析物联网在雨水管理中的另一个有用应用是天气模式分析。连接的天气传感器可以收集当地环境数据并访问国家气象中心的预报。利用这些信息，他们可以准确预测即将到来的降雨，这可能会影响水系统的变化。例如，美国堪萨斯州莱内克萨市于2016年安装了这样一个系统，并使用物联网传感器改造其现有的雨水管理基础设施。基于云的解决方案使用连续监控和自适应控制(CMAC)技术，自动响应实时更新。当系统检测到降雨量增加时，它会调整池塘和水库的水位，以避免城市径流过多。来自像这样的物联网系统的数据还可以向城市显示一年中的什么时候他们更有可能经历洪水。然后他们可以计划在那个时候调整雨水管理策略。这种方法对沿海城市或其他易受风暴影响的地区具有建设性。雨水径流优化当暴风雨来临时，物联网技术可以帮助径流管理系统实时适应。每次降雨情况都不同，因此某些地区的径流可能比其他地区多，需要更多帮助。物联网传感器可以检测这些情况并相应地调整雨水基础设施以减轻影响。几年前，IBM在明尼苏达州的罗切斯特测试了这样一个CMAC系统。该解决方案使用湿度、水质和流量传感器来控制城市水道中的电子阀门。当某个地区雨水过多时，阀门将打开和关闭，将水引到城镇较干燥的地区。这些实时变化可以减少整个城市的径流，无论它在哪里受到威胁。一个地区中使用此类系统的地区越多，它们影响未来变化所需的数据就越多。他们可以分析历史趋势，看看系统中是否存在任何效率低下的问题需要解决。实时警报即使是最有效的雨水管理系统也无法阻止每场风暴，尤其是倾盆大雨。当极端天气事件造成这些解决方案无法应对的洪水时，下一步就是警告那些能够解决的问题。物联网网络也可以在这里提供帮助。即使是最有效的雨水管理系统也无法阻止每场风暴，尤其是大雨。当极端天气事件造成这些解决方案无法应对的洪水时，下一步就是警告那些能够解决的问题。物联网网络也可以在这里提供帮助。监测水流以调节城市水道阀门的传感器可以检测何时存在洪水风险。然后他们可以预测哪些地区将受洪水影响最大并发布警告信息。这些预警让企业做好准备，并在必要时让居民疏散。在一些地区，洪水影响了多达数百万人，造成了数亿美元的财产损失。受影响的各方越早收到这些事件的警告，他们就能越早做出反应并防止伤害和生命损失。由于物联网系统可以实时响应并影响预测，因此它们可以提供人们需要的预警。雨水基础设施维护如果您曾经看过峡谷或海边悬崖，您就会知道水的破坏力有多大。经受多年雨水径流的水道将在某个时候开始开裂或退化。当在这些系统中使用更多电子设备时，这种中断就更加令人担忧，但物联网设备也提供了解决方案。IoT传感器还可以收集有关基础设施损坏和性能的数据。如果维护人员接近潜在的代价高昂的故障，物联网网络可以提醒他们。然后，城市可以根据需要修复他们的水道，防止故障并避免不必要的修复成本。仅在2017年，美国就在基础设施维护上花费了2665亿美元。由于基于物联网的维修避免了过度支出和代价高昂的故障，因此可以显着降低这些成本。然后，城市可以确保这些供水系统以最佳性能运行，同时将成本保持在最低水平。未来的可能性随着智慧城市计划的发展和物联网技术的发展，雨水管理的新用例将会出现。随着气候变化增加极端天气事件的可能性，这一趋势将变得越来越重要。未来的CMAC系统不仅可以评估当前的水资源状况，还可以评估水资源需求。连接的基础设施可以将水从洪水泛滥的地区输送到农业中心或其他需要它的地区。这些水道中的智能过滤器还可以通过在径流到达污染物之前去除污染物来保护环境。有了更多的物联网基础设施，城市可以将雨水系统连接到交通信号灯和其他导航技术。智能交通和水资源管理的结合可以将交通转移到有洪水风险的地区。避开这些区域的汽车将避免交通拥堵并防止撞车，从而打造更安全、更高效的道路。物联网使城市更智能、更安全随着物联网在市政应用中变得越来越普遍，城市将变得更安全、更高效。雨水径流对许多主要城市及其周边地区构成威胁，但物联网设备提供了解决方案。连接的水管理系统可防止径流过多，并在紧急情况下提醒居民。随着越来越多的城市采用这项技术，它的好处将继续增长。物联网为地方政府节省了资金，因此他们将更多地投资于发展。如果实施得当，这些技术可以使雨水径流问题成为过去。
