CN104574874A - 城市排水防涝综合控制系统 - Google Patents

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陈晋军
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Abstract

本发明城市排水防涝综合控制系统，属于排水防涝的技术领域；解决的技术问题为：提供一种可实现对易涝地区环境状态监测、分析、预警，并可远程控制应急设备启停的城市排水防涝综合控制系统；采用的技术方案为：城市排水防涝综合控制系统，包括：现场采集设备和指挥中心服务平台，所述现场采集设备包括视频监测单元、涝情监测单元和应急设备监测控制单元，所述指挥中心服务平台包括GIS？涝情信息单元、远程控制单元和涝情预警单元，所述GIS？涝情信息单元分别与所述视频监测单元、涝情监测单元、应急设备监测控制单元、远程控制单元和涝情预警单元相连，所述远程控制单元与所述应急设备监测控制单元相连；适用于防涝领域。

Description

城市排水防涝综合控制系统
技术领域
本发明城市排水防涝综合控制系统，属于排水防涝的技术领域。
背景技术
城市内涝是指由于强降水或连续性降水超过城市排水能力致使城市内产生积水灾害的现象，由于我国城市化发展迅速，使得汛期街道积涝的随之加剧，城市积水造成交通、电力、通讯、网络传输、水源等公用设施受损，给人们的生产生活带来诸多不便；此外，随着城市人口资产密度的提高，同等淹没情况下损失增加，且城市的中枢作用使得次生影响和间接损失加大，严重时可能造成重大的经济损失和人员伤亡。
为解决城市内涝灾害现象，目前部分城市已经建立远程采集遂道桥水位、积水池水位、泵站排水量、低洼易涝地区水位信息的城市防汛排涝监控系统，当通道内积水达到一定深度时，能够用形成报警，通过对城市汛情监测和城市排涝泵站的监控和管理，管理部门可以及时掌握城市道桥的积水情况和各排涝站的工作情况，及时提供汛情预警信息并采取应对措施，为保证城市交通正常运转、保障人民生命财产安全发挥重要作用。
但是，传统的城市防汛排涝监控系统在内涝监测方面建设工作相对单一，没有做到监测、监控以及灾害预警相结合，水位监测方面没有针对城市内涝的专业系统，单一的水位监测系统没有与地理信息系统（GIS）相结合，只能被动获取积水水位信息，不能做到与视频监控、广播告警系统联动，不能对内涝灾害进行空间分析，不能应对整个城市排水防涝的管控。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种可实现对易涝地区环境状态监测、分析、预警，并可远程控制应急设备启停的城市排水防涝综合控制系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：城市排水防涝综合控制系统，包括：现场采集设备和指挥中心服务平台，所述现场采集设备包括视频监测单元、涝情监测单元和应急设备监测控制单元，所述指挥中心服务平台包括GIS 涝情信息单元、远程控制单元和涝情预警单元，所述GIS 涝情信息单元分别与所述视频监测单元、涝情监测单元、应急设备监测控制单元、远程控制单元和涝情预警单元相连，所述远程控制单元与所述应急设备监测控制单元相连。
本发明中，所述GIS 涝情信息单元包括：用于对现场采集设备采集的数据进行存储的数据存储单元、用于对涝情数据进行分析处理的数据处理单元、用于对应急设备进行状态查询的应急设备状态查询单元以及用于对现场采集设备的地理信息进行处理的地理信息处理单元所述数据存储单元、应急设备状态查询单元和所述地理信息处理单元均与所述数据处理单元相连；所述涝情预警单元包括：用于实现短信发布涝情预警信息的短信涝情预警单元和用于实现广播发布涝情预警信息的广播涝情预警单元；所述涝情监测单元包括：用于实现降雨天气下对易涝地区涝情信息进行采集的涝情采集元件、用于将涝情采集元件采集的数据进行数据上传的涝情测控单元和用于为涝情采集元件和涝情测控单元供应电源的现地电源；所述应急设备监测控制单元包括现场应急设备和用于采集和控制现场应急设备启停的电气控制单元；所述视频监测单元包括摄像头和用于将摄像头采集的视频信号进行数据上传的视频采集单元；所述指挥中心服务平台还包括用于实现公众对易涝地区进行涝情查询的公共信息访问模块和用于接入城市气象局服务器数据及交通视频服务器数据的数据接入模块，所述公共信息访问模块和所述数据接入模块均与所述GIS 涝情信息单元相连；所述视频监测单元通过有线方式与所述GIS 涝情信息单元相连，所述涝情监测单元和应急设备监测控制单元通过无线方式与所述GIS 涝情信息单元相连；所述涝情采集元件包括：雨量计、光纤传感器、风速风向仪和流量计；所述现场应急设备包括：排水阀和排水泵。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明城市排水防涝综合控制系统，包括：现场采集设备和指挥中心服务平台，所述现场采集设备包括视频监测单元、涝情监测单元和应急设备监测控制单元，所述指挥中心服务平台包括GIS 涝情信息单元、远程控制单元和涝情预警单元；本发明通过现场采集设备可实现对易涝地区降水、积水、人员滞留等环境数据的实时监测，并通过指挥中心服务平台的GIS 涝情信息单元，将采集的环境数据与GIS信息进行结合，通过内涝模拟进行预警判断，当发生紧急状况时，可以通过远程控制单元控制应急设备监测控制单元进行排水，并通过涝情预警单元对人口集中区域的涝情进行涝情预警信息发布，避免出现人员伤亡，及时疏散拥堵车辆，实现了涝情的实时监测与预警。
2、本发明城市排水防涝综合控制系统，通过公共信息访问模块，使市民可通过电脑上网、手机客户端实时查询城区各点的涝情，选择合理、安全的出行线路；同时，为节约系统建设成本，本发明还包括用于接入城市气象局服务器数据及交通视频服务器数据的数据接入模块，避免了城市基础项目的重复建设。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明电路结构示意图；
图中：1为现场采集设备，2为指挥中心服务平台，3为视频监测单元，4为涝情监测单元，5为应急设备监测控制单元，6为GIS 涝情信息单元，7为远程控制单元，8为涝情预警单元，9为数据存储单元，10为数据处理单元，11为应急设备状态查询单元，12为地理信息处理单元，13为涝情采集元件，14为涝情测控单元，15为现地电源，16为现场应急设备，17为电气控制单元，18为摄像头，19为视频采集单元，20为公共信息访问模块，21为数据接入模块。
具体实施方式
如图1所示，城市排水防涝综合控制系统，包括：现场采集设备1和指挥中心服务平台2，所述现场采集设备1包括视频监测单元3、涝情监测单元4和应急设备监测控制单元5，所述指挥中心服务平台2包括GIS 涝情信息单元6、远程控制单元7和涝情预警单元8，所述GIS 涝情信息单元6分别与所述视频监测单元3、涝情监测单元4、应急设备监测控制单元5、远程控制单元7和涝情预警单元8相连，所述远程控制单元7与所述应急设备监测控制单元5相连。
具体地，所述GIS 涝情信息单元6包括：用于对现场采集设备1采集的数据进行存储的数据存储单元9、用于对涝情数据进行分析处理的数据处理单元10、用于对应急设备进行状态查询的应急设备状态查询单元11以及用于对现场采集设备1的地理信息进行处理的地理信息处理单元12，所述数据存储单元9、应急设备状态查询单元11和所述地理信息处理单元12均与所述数据处理单元10相连；所述涝情预警单元8包括：用于实现短信发布涝情预警信息的短信涝情预警单元和用于实现广播发布涝情预警信息的广播涝情预警单元。
本实施例中，所述涝情监测单元4包括：用于实现降雨天气下对易涝地区涝情信息进行采集的涝情采集元件13、用于将涝情采集元件13采集的数据进行数据上传的涝情测控单元14和用于为涝情采集元件13和涝情测控单元14供应电源的现地电源15；所述应急设备监测控制单元5包括现场应急设备16和用于采集和控制现场应急设备16启停的电气控制单元17；所述视频监测单元3包括摄像头18和用于将摄像头18采集的视频信号进行数据上传的视频采集单元19，所述涝情采集元件13包括：雨量计、光纤传感器、风速风向仪和流量计；所述现场应急设备16包括：排水阀和排水泵。
具体地，所述雨量计、光纤传感器、风速风向仪和流量计可通过总线方式与涝情测控单元14相连，所述雨量计、光纤传感器、风速风向仪和流量计可分别对降雨量的大小、积水深度、风速风向、排水情况进行实时监测，涝情测控单元14对上述涝情采集元件13采集的数据打包，并发送到指挥中心服务平台2，为GIS 涝情信息单元6的数据处理单元10提供数据基础，同时，涝情测控单元14具有GPS功能，可以为GIS 涝情信息单元6的地理信息处理单元12提供准确的地理位置信息，此外，由于内涝发生往往会导致市电断电，为给涝情采集元件13和涝情测控单元14进行供电，所述现地电源15可以为太阳与蓄电池组合方式。
进一步地，所述视频监测单元3可通过摄像头18对易涝地区的积水面积、人员数量、车辆状态进行检测，并通过视频采集单元19将视频信息上传至GIS 涝情信息单元6；所述应急设备监测控制单元5通过电气控制单元17对现场应急设备16的状态进监测，上传至GIS 涝情信息单元6；GIS 涝情信息单元6对所述视频监测单元3、涝情监测单元4、应急设备监测控制单元5上传的数据进行分析处理，当发生内涝时，工作人员可通过指挥中心服务平台2，通过远程控制单元7控制现场应急设备16的状态，使积水快速排出，并通过涝情预警单元8对易涝地区滞留人员、车辆发出报警信号，避免出现人员伤亡，及时疏散拥堵车辆。
本实施例中，所述指挥中心服务平台2还包括用于实现公众对易涝地区进行涝情查询的公共信息访问模块20和用于接入城市气象局服务器数据及交通视频服务器数据的数据接入模块21，所述公共信息访问模块20和所述数据接入模块21均与所述GIS 涝情信息单元6相连；所述视频监测单元3可通过有线方式与所述GIS 涝情信息单元6相连，所述涝情监测单元4和应急设备监测控制单元5可通过ZIGBEE或GPRS的无线方式与所述GIS 涝情信息单元6相连。
本发明中的城市排水防涝综合控制系统，充分利用实时监测的雨量信息、水位信息、流量信息，并以 GIS 为基础，利用数学模型模拟内涝灾害，通过远程控制排水通道的排水，实现了内涝灾害的预警，提供了一种可对易涝地区环境状态监测、分析、预警，并可远程控制应急设备启停的控制系统，具有突出的实质性特点和显著的进步；上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.城市排水防涝综合控制系统，其特征在于：包括：现场采集设备（1）和指挥中心服务平台（2），所述现场采集设备（1）包括视频监测单元（3）、涝情监测单元（4）和应急设备监测控制单元（5），所述指挥中心服务平台（2）包括GIS 涝情信息单元（6）、远程控制单元（7）和涝情预警单元（8），所述GIS 涝情信息单元（6）分别与所述视频监测单元（3）、涝情监测单元（4）、应急设备监测控制单元（5）、远程控制单元（7）和涝情预警单元（8）相连，所述远程控制单元（7）与所述应急设备监测控制单元（5）相连。
2.根据权利要求1所述的城市排水防涝综合控制系统，其特征在于：所述GIS 涝情信息单元（6）包括：用于对现场采集设备（1）采集的数据进行存储的数据存储单元（9）、用于对涝情数据进行分析处理的数据处理单元（10）、用于对应急设备进行状态查询的应急设备状态查询单元（11）以及用于对现场采集设备（1）的地理信息进行处理的地理信息处理单元（12），所述数据存储单元（9）、应急设备状态查询单元（11）和所述地理信息处理单元（12）均与所述数据处理单元（10）相连。
3.根据权利要求1所述的城市排水防涝综合控制系统，其特征在于：所述涝情预警单元（8）包括：用于实现短信发布涝情预警信息的短信涝情预警单元和用于实现广播发布涝情预警信息的广播涝情预警单元。
4.根据权利要求1所述的城市排水防涝综合控制系统，其特征在于：所述涝情监测单元（4）包括：用于实现降雨天气下对易涝地区涝情信息进行采集的涝情采集元件（13）、用于将涝情采集元件（13）采集的数据进行数据上传的涝情测控单元（14）和用于为涝情采集元件（13）和涝情测控单元（14）供应电源的现地电源（15）。
5.根据权利要求1所述的城市排水防涝综合控制系统，其特征在于：所述应急设备监测控制单元（5）包括现场应急设备（16）和用于采集和控制现场应急设备（16）启停的电气控制单元（17）。
6.根据权利要求1所述的城市排水防涝综合控制系统，其特征在于：所述视频监测单元（3）包括摄像头（18）和用于将摄像头（18）采集的视频信号进行数据上传的视频采集单元（19）。
7.根据权利要求1所述的城市排水防涝综合控制系统，其特征在于：所述指挥中心服务平台（2）还包括用于实现公众对易涝地区进行涝情查询的公共信息访问模块（20）和用于接入城市气象局服务器数据及交通视频服务器数据的数据接入模块（21），所述公共信息访问模块（20）和所述数据接入模块（21）均与所述GIS 涝情信息单元（6）相连。
8.根据权利要求1所述的城市排水防涝综合控制系统，其特征在于：所述视频监测单元（3）通过有线方式与所述GIS 涝情信息单元（6）相连，所述涝情监测单元（4）和应急设备监测控制单元（5）通过无线方式与所述GIS 涝情信息单元（6）相连。
9.根据权利要求4所述的城市排水防涝综合控制系统，其特征在于：所述涝情采集元件（13）包括：雨量计、光纤传感器、风速风向仪和流量计。
10.根据权利要求5所述的城市排水防涝综合控制系统，其特征在于：所述现场应急设备（16）包括：排水阀和排水泵。
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