CN104633455A - 智慧安全城市管网实时监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智慧安全城市管网实时监测系统及方法，包括管道安全探测传感终端、管网安全传输节点、管网安全运算处理端和智慧城市处理中心；密集设置的管道安全探测传感终端分布在城市管网群落的不同管道中，管网安全传输节点接收管道破损情况数据和位置数据；管网安全运算处理端接收多个管网安全传输节点发送的管道破损情况数据和位置数据，并将运算结果转换为处理预案；智慧城市处理中心接收管网安全处理端发送的处理预案，将处理预案存档并委派维修人员迅速修复管道。本案在城市管网群落的不同管道中密集设置的管道安全探测传感终端，并依据各管道安全探测传感终端的定位数据进行实时监控，可以第一时间找到破损管道的位置。
Description
技术领域
本发明涉及管网建设技术领域，尤其涉及一种智慧安全城市管网实时监测系统及方法。
背景技术
中国经过30年改革开放的高速发展，城市面貌发生了巨大的改变，北京，上海和重庆等超过2000万人口的特大城市的出现以及我国大力发展城镇城市化建设国策的出现表明中国的城市化建设需要进入一个新的阶段。
中国正在面临有史以来最大规模的城市化建设运动，政府不光要考虑如何使得现有的特大城市和大型城市进行智慧化安全化升级，还要面临使得新兴的中小城市从一开始就要设计智慧安全化的城市和建筑规划。十二五会议的目标是经过一个五年发展， 从现在城镇化率47%发展到57%，增加10个百分点， 这也将意味着中国大地上将出现超过30个人口在30万以上的中小城市。
在未来，全球十大超大城市中，中国将占7个，即人口超过2000万的城市。北京、上海、广州、深圳、天津、重庆、武汉都榜上有名。特大城市将面临更多挑战。中国发展智慧安全城市具有划时代的战略意义。
作为智慧安全城市中较为重要的一环，城市管网系统担负着生活给水，雨水，生活污水及废水等多个方面。因此，我们需要实时地对管道腐蚀变形、破裂、接口错位或淤泥沉积物的大小等参数进行监控，让监控人员及时地了解排水管道内的情况，并对故障及时处理，即实现对排水管道的远程控制，便于智能管理。
中国发明专利申请号为：“201210095074.9”，专利名称为：“城市管网水在线监控终端系统及其监控方法”的专利文件中公开了一种供水水质监测系统及方法，其利用监控处理器对水质监测设备的温度控制单元、配电控制单元、配水控制单元以及监测数据采集单元进行监测，然后通过无线传输模块上传到管理中心。由于该技术是利用监测水质监测设备的参数进行监控，水质监测设备的工作状态进行监控，并不能对管道本身是否腐蚀变形、破裂、接口错位或淤泥沉积物的大小等参数进行监控，同时也不能确定损坏处管道的具体位置，进行进行快速维修处理。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种智慧安全城市管网实时监测系统及方法，能够能对管道本身是否腐蚀变形、破裂、接口错位或淤泥沉积物的大小等参数进行监控，同时也能准确地确定损坏处管道的具体位置，进而进行快速维修处理。
为实现上述目的，本发明提供一种智慧安全城市管网实时监测系统，包括管道安全探测传感终端、管网安全传输节点、管网安全运算处理端和智慧城市处理中心；密集设置的管道安全探测传感终端分布在城市管网群落的不同管道中，用以探测管道是否损坏；管网安全传输节点接收多个管道安全探测传感终端发送的管道破损情况数据和各个管道安全探测传感终端的位置数据；管网安全运算处理端接收多个管网安全传输节点发送的管道破损情况数据和位置数据，并将运算结果转换为处理预案；智慧城市处理中心接收管网安全处理端发送的处理预案，将处理预案存档并委派维修人员迅速修复管道；
所述管道安全探测传感终端包括用于探测管道是否破裂的声纳传感器、用于探测水位是否异常减少的水位传感器、用于定位的GPS定位器、控制器和无线通讯器，所述声纳传感器、水位传感器和GPS定位器分别与控制器电连接，所述控制器与无线通讯器电连接，所述无线通讯器与管网安全传输节点通讯连接。
其中，所述相邻管道安全探测传感终端的距离在3米以上。
其中，所述声纳传感器包括高频声纳发射模块和高频声纳接受模块，所述高频声纳发射模块和高频声纳接受模块分别于控制器电连接。
其中，所述管道安全探测传感终端还包括报警器，所述报警器与控制器电连接。
为实现上述目的，本发明提供一种智慧安全城市管网实时监测方法，包括以下步骤：
在城市管网群落的不同管道中密集设置的管道安全探测传感终端，用以探测管道是否损坏；
利用管网安全传输节点接收多个管道安全探测传感器发送的管道破损情况数据和各个管道安全探测传感器的位置数据；
管网安全运算处理端接收多个管网安全传输节点发送的管道破损情况数据和位置数据，并将运算结果转换为处理预案；
智慧城市处理中心接收管网安全处理端发送的处理预案，将处理预案存档并委派维修人员迅速修复管道。
其中，在探测管道是否损坏的步骤中，包括以下步骤：
利用声纳传感器探测管道是否破裂；
且利用水位传感器探测水位是否异常减少；
并利用GPS定位器找寻破损管道的位置；
控制器智能判定管道是否损坏，从而输出处理结果。
其中，两相邻管道安全探测传感终端的距离在3米以上。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的智慧安全城市管网实时监测系统及方法，通过在城市管网群落的不同管道中密集设置的管道安全探测传感终端，并利用管网传输节点及运算处理端进行管道破损情况的数据分析，可以依据各管道安全探测传感终端的定位数据进行实时监控，发现破损情况，可以第一时间找到破损管道的位置。同时，本案在智慧城市处理中心预装处理预案，从而能够快速地委派维修人员迅速修复管道。进一步地，本案利用声纳传感器和水位传感器探测复合探测，能够有效地对管道本身是否腐蚀变形、破裂、接口错位或淤泥沉积物的大小等参数进行监控，同时也能利用GPS定位数据准确地确定损坏处管道的具体位置，进而进行快速维修处理。
附图说明
图1为本发明的智慧安全城市管网实时监测系统的架构图；
图2为本发明的管道安全探测传感终端的结构方框图；
图3为本发明的智慧安全城市管网实时监测方法的流程图。
主要元件符号说明如下：
10、管道安全探测传感终端 11、管网安全传输节点
12、管网安全运算处理端 13、智慧城市处理中心
101、声纳传感器 102、水位传感器
103、GPS定位器 104、控制器
105、无线通讯器
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
请参阅图1，本发明的智慧安全城市管网实时监测系统，包括管道安全探测传感终端10、管网安全传输节点11、管网安全运算处理端12和智慧城市处理中心13；密集设置的管道安全探测传感终端10分布在城市管网群落的不同管道中，用以探测管道是否损坏；管网安全传输节点11接收多个管道安全探测传感终端10发送的管道破损情况数据和各个管道安全探测传感器的位置数据；管网安全运算处理端12接收多个管网安全传输节点11发送的管道破损情况数据和位置数据，并将运算结果转换为处理预案；智慧城市处理中心13接收管网安全处理端12发送的处理预案，将处理预案存档并委派维修人员迅速修复管道。
请参阅图2，本发明的管道安全探测传感终端10包括用于探测管道是否破裂的声纳传感器101、用于探测水位是否异常减少的水位传感器102、用于定位的GPS定位器103、控制器104和无线通讯器105，声纳传感器101、水位传感器102和GPS定位器103分别与控制器104电连接，控制器104与无线通讯器105电连接，无线通讯器105与管网安全传输节点11通讯连接。
在本实施例中，上述相邻管道安全探测传感终端10的距离在3米以上。当然，本案并不局限于管道安全探测传感终端10的数量和探测距离，以及分布方式，为了提高实时监测的精度，越密集的管道安全探测传感终端会越好。
在本实施例中，上述声纳传感器101包括高频声纳发射模块和高频声纳接受模块，高频声纳发射模块和高频声纳接受模块分别于控制器104电连接。声纳传感器101是用于对水声进行异常探测，并结合水位传感器102进行复合运算，智能判断管道是否腐蚀变形、破裂、接口错位或具有淤泥沉积物等，使得城市更加智慧，不仅可以减少工作人员的数量，同时可以减少工作人员的劳动强度，提高了市政工程的科技化和效率化，进而实现城市科技应用的普及和产业化。
在本实施例中，上述管道安全探测传感终端还包括报警器，报警器与控制器电连接。报警器可以为声光报警装置，可以在维修人员到达现场时第一时间找到管道破损位置，加快处理速度。
请参阅图3，本发明提供一种智慧安全城市管网实时监测方法，包括以下步骤：
步骤1，在城市管网群落的不同管道中密集设置的管道安全探测传感终端，用以探测管道是否损坏；
步骤2，利用管网安全传输节点接收多个管道安全探测传感器发送的管道破损情况数据和各个管道安全探测传感器的位置数据；
步骤3，管网安全运算处理端接收多个管网安全传输节点发送的管道破损情况数据和位置数据，并将运算结果转换为处理预案；
步骤4，智慧城市处理中心接收管网安全处理端发送的处理预案，将处理预案存档并委派维修人员迅速修复管道。
其中，在探测管道是否损坏的步骤中，包括以下步骤：
步骤a，利用声纳传感器探测管道是否破裂；
步骤b，且利用水位传感器探测水位是否异常减少；
步骤c，并利用GPS定位器找寻破损管道的位置；
步骤d，控制器智能判定管道是否损坏，从而输出处理结果。
本发明的优势在于：通过在城市管网群落的不同管道中密集设置的管道安全探测传感终端，并利用管网传输节点及运算处理端进行管道破损情况的数据分析，可以依据各管道安全探测传感终端的定位数据进行实时监控，发现破损情况，可以第一时间找到破损管道的位置。同时，本案在智慧城市处理中心预装处理预案，从而能够快速地委派维修人员迅速修复管道。进一步地，本案利用声纳传感器和水位传感器探测复合探测，能够有效地对管道本身是否腐蚀变形、破裂、接口错位或淤泥沉积物的大小等参数进行监控，同时也能利用GPS定位数据准确地确定损坏处管道的具体位置，进而进行快速维修处理。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种智慧安全城市管网实时监测系统，其特征在于，包括管道安全探测传感终端、管网安全传输节点、管网安全运算处理端和智慧城市处理中心；密集设置的管道安全探测传感终端分布在城市管网群落的不同管道中，用以探测管道是否损坏；管网安全传输节点接收多个管道安全探测传感终端发送的管道破损情况数据和各个管道安全探测传感终端的位置数据；管网安全运算处理端接收多个管网安全传输节点发送的管道破损情况数据和位置数据，并将运算结果转换为处理预案；智慧城市处理中心接收管网安全处理端发送的处理预案，将处理预案存档并委派维修人员迅速修复管道；
所述管道安全探测传感终端包括用于探测管道是否破裂的声纳传感器、用于探测水位是否异常减少的水位传感器、用于定位的GPS定位器、控制器和无线通讯器，所述声纳传感器、水位传感器和GPS定位器分别与控制器电连接，所述控制器与无线通讯器电连接，所述无线通讯器与管网安全传输节点通讯连接。
2.根据权利要求1所述的智慧安全城市管网实时监测系统，其特征在于，所述相邻管道安全探测传感终端的距离在3米以上。
3.根据权利要求1所述的智慧安全城市管网实时监测系统，其特征在于，所述声纳传感器包括高频声纳发射模块和高频声纳接受模块，所述高频声纳发射模块和高频声纳接受模块分别于控制器电连接。
4.根据权利要求1所述的智慧安全城市管网实时监测系统，其特征在于，所述管道安全探测传感终端还包括报警器，所述报警器与控制器电连接。
5.一种智慧安全城市管网实时监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
在城市管网群落的不同管道中密集设置的管道安全探测传感终端，用以探测管道是否损坏；
利用管网安全传输节点接收多个管道安全探测传感器发送的管道破损情况数据和各个管道安全探测传感器的位置数据；
管网安全运算处理端接收多个管网安全传输节点发送的管道破损情况数据和位置数据，并将运算结果转换为处理预案；
智慧城市处理中心接收管网安全处理端发送的处理预案，将处理预案存档并委派维修人员迅速修复管道。
6.根据权利要求5所述的智慧安全城市管网实时监测方法，其特征在于，在探测管道是否损坏的步骤中，包括以下步骤：
利用声纳传感器探测管道是否破裂；
且利用水位传感器探测水位是否异常减少；
并利用GPS定位器找寻破损管道的位置；
控制器智能判定管道是否损坏，从而输出处理结果。
7.根据权利要求5所述的智慧安全城市管网实时监测方法，其特征在于，两相邻管道安全探测传感终端的距离在3米以上。
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