基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧海綿城市研究進(jìn)展

蔣程伊

（紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 紹興 312000）

0 引 言

近些年，隨著我國(guó)不斷推進(jìn)城鎮(zhèn)化建設(shè)，城市化水平已經(jīng)顯著提高。但因在高速發(fā)展的同時(shí)城市發(fā)展方式的粗疏，城市病問(wèn)題日益嚴(yán)峻，出現(xiàn)天然資源、不可再生資源過(guò)度消耗，生態(tài)環(huán)境慘遭破壞等一系列嚴(yán)重的資源與環(huán)境問(wèn)題[1]。尤其是伴隨著城市水污染的加劇和生態(tài)系統(tǒng)的惡化，大量綠色植被區(qū)域如草地、林野和水域等被低透水或難以透水的灰色設(shè)施所替代，難透水區(qū)域的面積不斷擴(kuò)大，雨水難以下滲，入滲及蒸發(fā)量減少，易形成徑流等問(wèn)題，阻礙城市地下水的補(bǔ)給進(jìn)程，大幅降低地下水儲(chǔ)量，造成洪水等災(zāi)害頻頻出現(xiàn)，嚴(yán)重破壞了城市的自然水文循環(huán)。目前，內(nèi)澇已成為城市內(nèi)最常見(jiàn)、危害范圍最廣、最大的水災(zāi)害之一，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全以及社會(huì)建設(shè)發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)重威脅和損失。數(shù)據(jù)表明，我國(guó)在2007—2015 年間，超過(guò)300多個(gè)城市遭遇內(nèi)澇，更有城市多次遭受重大內(nèi)澇，造成了極其嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[2-4]。

國(guó)家提出，改善城市排水環(huán)境，要以截流為首要任務(wù)，充分發(fā)揮“自然蓄積、滲透和凈化”的三方面作用，建設(shè)并實(shí)現(xiàn)科學(xué)治理的海綿城市。海綿城市的理念及其建設(shè)推廣受到多方關(guān)注。按照國(guó)家有關(guān)“海綿城市”的規(guī)劃，截至2020 年，全國(guó)海綿城市建成區(qū)域面積應(yīng)達(dá)到城市總面積的20%以上；到2030 年，實(shí)現(xiàn)80%以上的城鎮(zhèn)建成區(qū)域建設(shè)用地指標(biāo)。在此背景下，大力推進(jìn)海綿城市建設(shè)，將成為緩解城市內(nèi)澇和改善城市氣候環(huán)境的關(guān)鍵戰(zhàn)略。因此，在我國(guó)推進(jìn)建設(shè)海綿城市，已成為迫切的任務(wù)。

通常，海綿城市建設(shè)的思路為源頭減排、過(guò)程控制和系統(tǒng)治理[5]，這需要將解決城市內(nèi)澇災(zāi)害、加強(qiáng)水污染治理力度以及推進(jìn)水資源綜合利用設(shè)定為主要方向。建設(shè)自然積存、自然滲透與凈化的海綿城市[6]，需要有效地監(jiān)測(cè)并調(diào)控各城市的降雨徑流，通過(guò)戰(zhàn)略方針，降低城市開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中對(duì)原有自然水文條件和環(huán)境造成的負(fù)面影響。海綿城市建設(shè)是“十三五”規(guī)劃提出的建設(shè)生態(tài)文明、美麗中國(guó)的重大戰(zhàn)略，是我國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)的重要內(nèi)容[7]。我國(guó)已經(jīng)選定30 個(gè)城市，分兩批進(jìn)行海綿城市建設(shè)，務(wù)必建立一個(gè)能夠?qū)Τ鞘幸?guī)劃建設(shè)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)和指揮調(diào)度進(jìn)行有效指導(dǎo)的信息平臺(tái)[8]。

隨著物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）技術(shù)的出現(xiàn)，IoT 技術(shù)被研究人員應(yīng)用于智能領(lǐng)域，為世界提供了一種智能化管理的方式。這也為推動(dòng)海綿城市的發(fā)展進(jìn)程、建設(shè)海綿城市以及智能化管理提供了新方向。近年來(lái)，我國(guó)提出發(fā)展智能化產(chǎn)業(yè)、拓展智能生活、建設(shè)智慧型社會(huì)的目標(biāo)，推動(dòng)智慧城市建設(shè)。智能海綿城市歸屬于智能城市建設(shè)的一部分，緊隨著智能城市建設(shè)進(jìn)程。近年來(lái)，基于人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和IoT等領(lǐng)域技術(shù)的高速更迭，尤其是IoT 技術(shù)不斷推陳出新，成為促進(jìn)海綿城市智慧化應(yīng)用的主要?jiǎng)恿χ弧Ｖ腔刍＞d城市建設(shè)協(xié)同管理平臺(tái)以及智慧監(jiān)測(cè)管控系統(tǒng)等應(yīng)用已經(jīng)成為各個(gè)城市推進(jìn)智慧海綿城市建設(shè)的具體表現(xiàn)。這一趨勢(shì)會(huì)持續(xù)有效地加強(qiáng)和擴(kuò)散。智慧化海綿城市監(jiān)測(cè)管控系統(tǒng)作為智慧城市管理的重要分支，在我國(guó)具有巨大的市場(chǎng)潛力。隨著國(guó)家財(cái)政投入的增加，這一趨勢(shì)還會(huì)持續(xù)上升。因此，有必要進(jìn)行智慧化海綿城市建設(shè)相關(guān)的研究，對(duì)智慧化海綿城市監(jiān)測(cè)管控系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，主要從智慧性和使用者評(píng)價(jià)的角度進(jìn)行考慮。這將有助于為城市水生態(tài)、水環(huán)境、水資源以及水安全的合理開(kāi)發(fā)建設(shè)及運(yùn)維管理提供智慧化的管理方法，同時(shí)促進(jìn)智慧化海綿城市監(jiān)測(cè)管控系統(tǒng)的評(píng)價(jià)發(fā)展[9]。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究進(jìn)展

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概念及特點(diǎn)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是麻省理工學(xué)院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）于1999 年提出的一種基于因特網(wǎng)，通過(guò)射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）、無(wú)線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)搭建的覆蓋世界范圍內(nèi)所有事物的網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)人、物品的自動(dòng)識(shí)別以及信息的互聯(lián)共享，即網(wǎng)絡(luò)化無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）系統(tǒng)[10-11]。2005 年，國(guó)際電信聯(lián)盟（International Telecommunication Union，ITU）明確了IoT 作為因特網(wǎng)應(yīng)用的擴(kuò)展之一，同時(shí)指出RFID、傳感器、納米和智能嵌入等四項(xiàng)主要技術(shù)將成為IoT 的四大核心技術(shù)[12]。IoT 技術(shù)可以將各種信號(hào)傳感器串聯(lián)起來(lái)，還可以將這些設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同，從而構(gòu)成一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[13]。該裝置能夠利用傳感器、嵌入式系統(tǒng)等采集數(shù)據(jù)，并利用無(wú)線通信技術(shù)將數(shù)據(jù)傳送至云中進(jìn)行處理、存儲(chǔ)。

IoT 技術(shù)具有眾多獨(dú)有的特征。該技術(shù)能夠串聯(lián)連接大量的設(shè)備和物品，并且連入全球聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，使它們之間具備隨時(shí)隨地交換信息和數(shù)據(jù)的能力，因此具備實(shí)況監(jiān)控、實(shí)時(shí)控制和與其他設(shè)備交互聯(lián)動(dòng)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析的功能。同時(shí)，IoT 基于集成傳感器和嵌入式系統(tǒng)，能夠賦予特定設(shè)備智能化的功能，比如自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)控制等特征。此外，IoT 聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)可以通過(guò)預(yù)定義的規(guī)則和條件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和操作，降低人工干預(yù)的成本和風(fēng)險(xiǎn)。IoT 技術(shù)采用多重認(rèn)證、加密和防御措施，確保設(shè)備和數(shù)據(jù)的安全性[14]。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究進(jìn)展

隨著智慧城市建設(shè)的不斷發(fā)展，IoT 技術(shù)的作用日益凸顯。目前，IoT 技術(shù)被應(yīng)用于各種領(lǐng)域，比如農(nóng)業(yè)[15-16]、智能家居[17]、智能制造[18]、智能交通[19]以及智能醫(yī)療等。在智慧海綿城市數(shù)字化建設(shè)中，從城市公共排水設(shè)施、公共照明系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)等方面來(lái)看，IoT 技術(shù)對(duì)公共設(shè)施智能化具有重要意義。

IoT 的感知全面、傳輸可靠以及智能化處理的特征符合制造業(yè)需求，能夠高效完成數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，透明化生產(chǎn)過(guò)程及精準(zhǔn)化、精細(xì)化控制與管理等。黃少華[18]等人利用云制造、信息物理系統(tǒng)等技術(shù)，研究IoT 對(duì)離散制造車(chē)間的作用。研究發(fā)現(xiàn)，IoT能夠?qū)χ圃熨Y源管理、生產(chǎn)過(guò)程以及物流進(jìn)行可視化、實(shí)時(shí)管理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)、物流的實(shí)時(shí)控制與優(yōu)化。例如，對(duì)物料配送車(chē)間的工作設(shè)計(jì)不同的智能算法，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化調(diào)度和實(shí)時(shí)配送路徑優(yōu)化的目的。上述結(jié)論與其他學(xué)者的研究結(jié)果相似[20-21]。基于此，在制造業(yè)中，可以通過(guò)IoT 技術(shù)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，利用可靠傳輸手段、智能計(jì)算與大數(shù)據(jù)分析，處理大量數(shù)據(jù)并優(yōu)化其管控與決策，從而提高其效率和性能。

IoT 技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，從生產(chǎn)到服務(wù)全過(guò)程、全產(chǎn)業(yè)鏈中，逐漸形成了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，改變了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)向智能化、精細(xì)化發(fā)展[22-23]。李瑾[24]等人認(rèn)為，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)能夠采用信息通知裝置，收集農(nóng)產(chǎn)業(yè)中動(dòng)植物的要素信息，并且對(duì)全過(guò)程進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)、定位和管理等，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程智能化的目的。熊澤豪[25]研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)能夠基于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)多尺度農(nóng)業(yè)信息的傳輸。鄭紀(jì)業(yè)[23]等人研究發(fā)現(xiàn)，IoT技術(shù)的廣泛應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、動(dòng)植物生物信息的智能化、實(shí)時(shí)化和高效化管理，并且能夠有效監(jiān)控農(nóng)機(jī)作業(yè)情況以及農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量管控和安全追溯。IoT 的應(yīng)用，已經(jīng)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式、服務(wù)理念帶來(lái)新的思考方向與變革，不僅提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理與服務(wù)的效率和質(zhì)量，而且從源頭上更好地保護(hù)了農(nóng)產(chǎn)品的安全與品質(zhì)。

水生態(tài)環(huán)境IoT 監(jiān)測(cè)是一種利用信息監(jiān)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)水生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取與智能應(yīng)用的服務(wù)。研究人員利用IoT 將海綿城市建設(shè)與濾水養(yǎng)魚(yú)、水質(zhì)監(jiān)控等結(jié)合起來(lái)，共同涵養(yǎng)水資源[26-27]。

智能海綿城市基于上述領(lǐng)域，尤其是水生態(tài)環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)，能夠通過(guò)各類(lèi)傳感設(shè)備對(duì)城市水生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控與信息采集。比如，通過(guò)水位計(jì)、攝像頭等傳感器，實(shí)時(shí)感知雨水的變化；通過(guò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雨水和污水的水質(zhì)；通過(guò)視頻監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時(shí)掌握管網(wǎng)排水情況和路面積水情況。智能海綿城市利用云空間對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而通過(guò)遠(yuǎn)程智能設(shè)備對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)化、智能化調(diào)控。

2 智慧海綿城市

2.1 海綿城市的概念及特點(diǎn)

海綿城市建設(shè)使城市具備了海綿特性，其核心在于雨洪管理，即對(duì)城市雨水的控制和利用。具體表現(xiàn)為，在雨季狀態(tài)時(shí)，能夠起到吸收水分、儲(chǔ)藏水分、滲透水分、凈化水分的作用；在城市缺水狀態(tài)下，能夠釋放所儲(chǔ)存的水分，以緩解城市水資源緊張的問(wèn)題。海綿城市建設(shè)與傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)不同，在傳統(tǒng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，并且采用自然治理與人工調(diào)控等途徑，促進(jìn)城市水資源的利用，加強(qiáng)對(duì)水環(huán)境的保護(hù)。

其他國(guó)家也提出了相似概念。例如，美國(guó)的低影響開(kāi)發(fā)（Low Impact Development，LID）體系、澳大利亞的水敏感城市設(shè)計(jì)（Water Sensitive Urban Design，WSUD）和英國(guó)的可持續(xù)排水系統(tǒng)（Sustainable Drainage System，SUDS）等[28]。海綿城市建設(shè)要求綜合考慮生態(tài)環(huán)境保護(hù)和水安全保障兩個(gè)方面，其核心是低影響開(kāi)發(fā)。低影響開(kāi)發(fā)是指城市發(fā)展規(guī)劃中確定的雨水源頭、過(guò)程和最終歸宿的全過(guò)程，強(qiáng)調(diào)在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段就充分考慮雨水徑流、利用、排放和生態(tài)修復(fù)等多種因素，通過(guò)優(yōu)化排水系統(tǒng)提高城市防洪排澇能力。LID 指的是以低影響開(kāi)發(fā)為核心，將水系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，充分利用天然生態(tài)系統(tǒng)對(duì)降雨徑流的吸收、蓄滲和緩釋功能，從而達(dá)到保護(hù)城市水環(huán)境、水生態(tài)和水資源的目的。

在海綿城市建設(shè)中，需要對(duì)城市水系及原有的天然植被進(jìn)行保護(hù)，利用雨水花園、下陷綠地、植草溝等方式來(lái)提高雨水的滯留時(shí)間。在此基礎(chǔ)上，建立人工濕地和蓄水池，以此實(shí)現(xiàn)地下水儲(chǔ)量的實(shí)時(shí)調(diào)控與補(bǔ)充，加強(qiáng)雨水資源的利用率，保護(hù)城市地下水含量。

智慧海綿城市是指，通過(guò)生態(tài)、景觀、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)手段等多方面的創(chuàng)新，在城市計(jì)劃、建筑和規(guī)劃中融入海綿概念，對(duì)城市的水資源進(jìn)行更加高效的管理、利用和重建。智慧海綿城市是城市未來(lái)可持續(xù)發(fā)展的重要方式，主要通過(guò)對(duì)于天然雨水的循環(huán)利用、對(duì)城市排水系統(tǒng)的智能優(yōu)化等舉措，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)水資源的有效節(jié)約與利用。海綿城市的治理和發(fā)展需要實(shí)現(xiàn)智能高效、系統(tǒng)集成和可持續(xù)生態(tài)供給的提升目標(biāo)，通過(guò)應(yīng)用數(shù)據(jù)科學(xué)思維，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、電子設(shè)備和信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，改變傳統(tǒng)城市管理建設(shè)思路，實(shí)現(xiàn)城市管理的數(shù)字化和智能化；借助信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)軟件、硬件有機(jī)結(jié)合，形成統(tǒng)一整體；打造功能齊備、模塊化的海綿城市管理子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)管理目標(biāo)為主體的智能化、數(shù)字化管理；通過(guò)系統(tǒng)的分工，實(shí)現(xiàn)海綿城市管理子系統(tǒng)間高效傳遞水環(huán)境監(jiān)測(cè)、決策和反饋信息，從而實(shí)現(xiàn)智能高效的城市管理。海綿城市智慧化與海綿城市系統(tǒng)化需要齊頭并進(jìn)，以期達(dá)到城市生態(tài)環(huán)境供給效率的明顯提升，實(shí)現(xiàn)城市水生態(tài)環(huán)境的改善，在增強(qiáng)生態(tài)效益的同時(shí)控制管理成本，推動(dòng)城市可持續(xù)健康發(fā)展[29]。

智慧海綿城市需要通過(guò)環(huán)境效益、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)手段的創(chuàng)新，將“海綿”理念融入城市規(guī)劃和建設(shè)中，對(duì)城市水環(huán)境進(jìn)行有效控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市水資源的高效管理、一次利用和二次再利用。海綿城市的智能化管理主要體現(xiàn)在對(duì)水環(huán)境的智能化和信息化的及時(shí)控制。海綿城市管理信息系統(tǒng)利用大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)手段，對(duì)徑流總量、污染程度和峰值等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的管理[30-31]，最終達(dá)到城市生態(tài)環(huán)境供給效率與環(huán)境生態(tài)改善的目的，同時(shí)城市水生態(tài)環(huán)境大幅改善，管理成本有效降低，從供給側(cè)幫助城市實(shí)現(xiàn)可持續(xù)健康發(fā)展。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)在智慧海綿城市中的應(yīng)用

云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、IoT 這三大核心技術(shù)對(duì)智慧海綿城市的建設(shè)和管理起到了舉足輕重的作用。云計(jì)算能將海量數(shù)據(jù)的處理過(guò)程分解、精煉，由服務(wù)器系統(tǒng)運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，并在一定的時(shí)間內(nèi)對(duì)其進(jìn)行提取、整理，將其轉(zhuǎn)化為更有針對(duì)性的信息，最后將其反饋給使用者。智慧海綿城市建設(shè)需要關(guān)注城市的各個(gè)方面，城市各個(gè)部門(mén)和機(jī)構(gòu)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，包括氣候、交通、人流等。一方面，云計(jì)算技術(shù)可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和存儲(chǔ)，另一方面，需要使用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，從而更好地了解城市的運(yùn)轉(zhuǎn)和問(wèn)題所在。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行匯總和大數(shù)據(jù)分析管理后，供其他相關(guān)部門(mén)和機(jī)構(gòu)使用。通過(guò)IoT 技術(shù)，各種傳感器設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，將各種信息匯聚在一起，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)城市運(yùn)轉(zhuǎn)的全面監(jiān)管，以便更好地維護(hù)城市的管理。

在智慧海綿城市中，城市的環(huán)境系統(tǒng)可以充分利用生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)自來(lái)水、雨水和污水等水資源進(jìn)行有效的管理，從而為城市提供更可持續(xù)的環(huán)境。這就要求利用傳感技術(shù)對(duì)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和智能管理。先進(jìn)傳感器技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)水資源、城市污染、交通、城市能源及天氣等數(shù)據(jù)[32]，以此實(shí)現(xiàn)更加智能化的城市管理和可持續(xù)的城市環(huán)境。賈新會(huì)[33]等人利用先進(jìn)的物聯(lián)傳感技術(shù)對(duì)海綿城市中的核心區(qū)域進(jìn)行水位、水質(zhì)和降雨量等多要素實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并結(jié)合相關(guān)建設(shè)指標(biāo)體系，為管控人員提供實(shí)時(shí)可視化數(shù)據(jù)，推進(jìn)海綿城市建設(shè)，解決了海綿城市建設(shè)中的監(jiān)測(cè)和管理難題。吳琳琳[34]等人基于水生態(tài)IoT，研究發(fā)現(xiàn)在流域尺度開(kāi)展的水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測(cè)、預(yù)警及治理能效管理，并且提出，隨著精準(zhǔn)靈敏的IoT 在水生態(tài)智慧應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)要素全面感知和數(shù)據(jù)高效處理等方面綜合提升，進(jìn)而通過(guò)構(gòu)建水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和智能預(yù)警預(yù)報(bào)，由此實(shí)現(xiàn)覆蓋范圍更廣、應(yīng)用類(lèi)型更多、效率更高的水生態(tài)環(huán)境管理區(qū)域化監(jiān)測(cè)監(jiān)管手段。李婷睿[35]研發(fā)了一套園區(qū)智能水務(wù)系統(tǒng)并應(yīng)用于實(shí)際工程。結(jié)果證明，在海綿城市設(shè)施中運(yùn)用智慧水務(wù)系統(tǒng)，能夠提升城市運(yùn)營(yíng)管理的合理性與高效性，實(shí)現(xiàn)智慧管理，促進(jìn)海綿城市內(nèi)部調(diào)度作用。李文強(qiáng)[36]等人基于海綿城市理念、物聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算技術(shù)，開(kāi)發(fā)了一套無(wú)人值守泵、閘群智慧運(yùn)管系統(tǒng)。此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了各泵站、閘門(mén)之間的數(shù)據(jù)信息共享，并達(dá)到了點(diǎn)控和群控雙重功能。通過(guò)預(yù)測(cè)模型算法，該系統(tǒng)可提供輔助決策功能，使泵、閘群能夠充分協(xié)同作用，加強(qiáng)了城市的防洪、排澇能力，緩解城市黑臭水體現(xiàn)象，為建設(shè)智慧海綿城市提供了新的技術(shù)。

智慧海綿城市是未來(lái)城市可持續(xù)發(fā)展的重要方式，通過(guò)循環(huán)利用雨水、優(yōu)化城市排水系統(tǒng)等措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的有效節(jié)約和利用。李嘉煒[37]等人利用IoT 技術(shù)對(duì)城市地下排水管網(wǎng)的徑流流量和水質(zhì)狀況進(jìn)行環(huán)境數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與分析處理，利用氣象站等官方降水?dāng)?shù)據(jù)和歷史記錄，預(yù)測(cè)低洼地區(qū)積水深度的變化規(guī)律，并通過(guò)大量數(shù)據(jù)分析計(jì)算、評(píng)估城市內(nèi)澇情況，并及時(shí)對(duì)相關(guān)部門(mén)或人群分布預(yù)警響應(yīng)。這個(gè)措施已經(jīng)減少了經(jīng)濟(jì)損失約500 萬(wàn)元，具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文針對(duì)海綿城市理念和先進(jìn)的科技，尤其是IoT技術(shù)的協(xié)同作用，介紹智慧海綿城市的研究進(jìn)展。通過(guò)海綿城市建設(shè)，城市可以更好地應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害，同時(shí)改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。然而，在實(shí)際應(yīng)用和開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中，海綿城市的建設(shè)與發(fā)展依然面臨著成本高昂、多部門(mén)協(xié)同效率低下、信息共享難度大等多重挑戰(zhàn)。因此，智慧海綿城市的建設(shè)有利于解決上述問(wèn)題，推動(dòng)各部門(mén)共同協(xié)調(diào)合作，同時(shí)運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)降低昂貴的人工成本，提高監(jiān)測(cè)效率，協(xié)助管理人員做出針對(duì)性強(qiáng)和高效的調(diào)控措施。