一种基于井盖的城市排涝智能预警系统
技术领域
本发明涉及城市防内涝预警领域,尤其涉及一种基于井盖的城市排涝智能预警系统。
背景技术
随着城市的快速发展,城市的道路的地下排水不畅,已经成为多数城市的重大安全隐患,特别是在台风天雨量大而急时,城市的排水系统的不能及时排涝,城市的低洼处、道路互通桥梁下、涵洞中,造成多起行人和车辆被淹后的人员溺水死亡事件。由于发生内涝积水并非经常发生,南方地区一年发生一次或几次,北方地区一年或几年发生一次,设置固定排涝泵站造成大量的设备浪费,成本增加,同时排涝泵站的使用环境差,固定排涝泵站的低频率使用,泵站的维护不及时,大大降低设备使用时间。如专利号CN104264771A公开的一种城市内涝预前应急处理方法及处理系统,在于解决固定排涝站的设备浪费。而用于遮盖道路深井的井盖,盖设于道路防止人或者物体坠落,同时通过井盖连通路面积水和地下深井,同时能够现场反应内涝位置。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足之处,提供了一种基于井盖的城市排涝智能预警系统,进行有效的内涝预警。
本发明解决技术问题所采用的方案是:一种基于井盖的城市排涝智能预警系统,包括若干个分别设置于城市中每个局部区域内设定井盖处的排涝智能预警装置,用于实时采集该井盖处的降雨量信息,路面积水水位信息和下水道泄流量;
若干个与所述排涝智能预警装置相配合的支撑机构,用于将所述排涝智能预警装置固定于各设定井盖的井口处;若干个降雨量数据处理子系统、路面积水处理子系统和下水道泄流数据处理子系统,分别对应将各个局部区域内设定井盖处的排涝智能预警装置采集得到的降雨量信息、路面水位信息和下水道泄流量进行汇总,并且经一远程通讯设备传输至城市排涝调度中心。
进一步的,两相邻排涝智能预警装置之间为距离为500m-1000m,所述局部区域设定为半径为2000米的圆形区域。
进一步的,所述排涝智能预警装置分别包括一控制单元、用于采集路面水位变化的压力传感器、设置于地下深井上部用于采集地下深井水位变化的液位传感器、用于采集路面实时降雨量的降雨量传感器,用于采集井盖位置处现场实况且与所述控制单元电连接的图像采集模块和用于显示现场位置的北斗定位模块,所述压力传感器、液位传感器和降雨量传感器经一AD采集模块与所述控制单元电连接;所述控制单元分别经一第一无线传输模块与降雨量数据处理子系统、路面积水处理子系统和下水道泄流数据处理子系统通讯。
进一步的,所述降雨量数据处理子系统、路面积水处理子系统和下水道泄流数据处理子系统均包括一子控制单元、与子控制单元连接用于存储信息的存储模块、用于数据处理的数据处理模块、超出设定阈值进行触发的报警模块和与城市排涝调度中心进行通讯的第二无线传输模块;所述下水道泄流数据处理子系统还包括一用于获取各个排涝智能预警装置位置处海报高度的海拔测量模块。
进一步的,所述第一无线传输模块和所述第二无线传输模块为GPRS无线传输模块。
进一步的,所述支撑机构包括伸缩杆和若干根用于与井盖的井座固连的支架,所述伸缩杆与支架之间铰接有用于撑开支架的支撑杆,所述支架环设于伸缩杆的周侧,支架的底部设置有用于与井座固连的嵌合部,所述伸缩杆上套设有用于带动支架展开收合的滑块,支架的一端均与滑块相固连,所述伸缩杆上设置有用于固定滑块的弹性凸块,所述弹性凸块与滑块嵌合固定,滑块上设置有用于收合支架的按压开关,所述压力传感器固定于所述支架上,所述液位传感器经一升降机构与所述支架相连。
进一步的,所述伸缩杆包括第一活动杆和第二活动杆,所述第二活动杆套设于第一活动杆内,第二活动杆的上部设置有弹性凸点,所述第一活动杆的下部开设有用于嵌入固定弹性凸点的凹孔;所述升降机构包括一电机和与所述电机转动连接的连接杆,所述连接杆的顶端与所述第二活动杆的底部固连,连接杆的底端固定所述液位传感器;所述电机经电机驱动电路与所述控制单元电连。
进一步的,所述压力传感器固定于所述支撑机构的底部且与路面平行的位置处;所述液位传感器为超声波传感器且经一连接杆伸入至下水道的上部。
进一步的,所述排涝智能预警装置还包括用于容置控制单元的外壳,所述外壳上部设有一用于采集当前降雨量的凹槽,所述降雨量传感器设置于所述凹槽内,所述降雨量传感器与所述AD采集模块电连;所述凹槽底部还设有排水电磁阀,所述排水电磁阀与所述控制单元电连。
与现有技术相比,本发明有以下有益效果:本发明提供的预警系统,将排涝智能预警装置分布设置于城市各个区域内的各个井盖的井口处,同时采集井盖处降雨量信息、路面的水位变化和地下深井的水位变化,通过采集到的路面水位变化和地下深井的水位变化分别反映了排水系统的拥堵和排泄能力的预测,及时调度人员进行排堵。通过在内涝多发地的井盖井口处采集,结合井口处的路面水位变化和地下深井水位变化更能够实时准确的反应当前城市各区域的内涝情况。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1为本发明实施例的智能预警系统的示意图。
图2为本发明实施例的排涝智能预警装置的电路结构示意图。
图3为本发明实施例的支撑机构的结构示意图。
图4为本发明实施例的井座的结构示意图。
图中:1-排涝智能预警装置;2-滑块;201-按压开关;3-支架;4-嵌合部;5-液位传感器;6-压力传感器;7-连接杆;8-伸缩杆;801-第一活动杆;802-第二活动杆;9-井座;901-嵌合口;10-支撑杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1~4所示,本发明实施例提供一种基于井盖的城市排涝智能预警系统,包括若干个分别设置于城市中每个局部区域内设定井盖处的排涝智能预警装置,用于实时采集该井盖处的降雨量信息,路面积水水位信息和下水道泄流量;
若干个与所述排涝智能预警装置相配合的支撑机构,用于将所述排涝智能预警装置固定于各设定井盖的井口处;若干个降雨量数据处理子系统、路面积水处理子系统和下水道泄流数据处理子系统,分别对应将各个局部区域内设定井盖处的排涝智能预警装置采集得到的降雨量信息、路面水位信息和下水道泄流量进行汇总,并且经一远程通讯设备传输至城市排涝调度中心。
在本实施例中,两相邻排涝智能预警装置之间为距离为500m-1000m,所述局部区域设定为半径为2000米的圆形区域。
在本实施例中,所述排涝智能预警装置1分别包括一控制单元、用于采集路面水位变化的压力传感器6、设置于地下深井上部用于采集地下深井水位变化的液位传感器5、用于采集井盖位置处现场实况且与所述控制单元电连接的图像采集模块、与所述控制单元电连接的图像采集模块和用于显示现场位置的北斗定位模块,所述压力传感器6、液位传感器5和降雨量传感器经一AD采集模块与所述控制单元电连接;所述控制单元分别经一第一无线传输模块与降雨量数据处理子系统、路面积水处理子系统和下水道泄流数据处理子系统通讯。
在本实施例中,所述降雨量数据处理子系统、路面积水处理子系统和下水道泄流数据处理子系统均包括一子控制单元、与子控制单元连接用于存储信息的存储模块、用于数据处理的数据处理模块、超出设定阈值进行触发的报警模块和与城市排涝调度中心进行通讯的第二无线传输模块;所述下水道泄流数据处理子系统还包括一用于获取各个排涝智能预警装置位置处海报高度的海拔测量模块。所述海拔测量模块配合每个所述排涝智能预警装置的北斗定位模块或者GPS定位模块可以得到该井盖处的海拔高度,根据控制单元驱动升降机构,得到液位传感器距离当前井盖井口的距离,通过液位传感器当前下水道液面距离液位传感器的距离,从而得到下水道液面距离井口的距离,从而通过下水道泄流数据处理子系统进行反馈,城市排涝调度中心根据下水道的液位高度相应的采取措施。
在本实施例中,所述第一无线传输模块和所述第二无线传输模块为GPRS无线传输模块。在调度中心可以实时监测各个区域内的各个井盖处的现场排泄的状况。
在本实施例中,所述控制单元还电连接有若干个不同颜色的LED灯。通过不同颜色的LED灯不停的闪烁,警示行人和车辆绕道,防止发生坠入事件。还可以包括一报警模块,当路面水位或地下深井水位高于正常阈值,开始报警,提醒附近行人和车辆;还包括一用于为排涝智能预警装置1供电的电源模块,电源模块为铝电池供电。通过图像采集模块实现现场监控,通过北斗定位模块与所述控制单元电连且对井盖位置进行定位,可以准确定位内涝区域,同时通过第一无线传输模块将水位信息传输降雨量数据处理终端,预测该区域的排水情况,进行实时排堵,有效实现城市内涝的预警,避免积水过深导致人员溺亡,避免车辆熄火损坏。
当台风天或大雨时,在经常性内涝地处打开井盖,将所述支撑机构固定于井口的井座9上,所述支撑机构呈伞状,并且所述支撑机构顶端到路面的高度为80cm-120cm,从而警示行人和车辆。通过所述压力传感器6采集路面的水位,液位传感器5伸入至地下深井的上部采集地下深井的水位变化,所述控制器将采集的路面水位变化和地下水位深井变化无线传输至城市排涝调度中心,实现现场监控,有效实现城市内涝的预警。
在本实施例中,所述图像采集模块为CCD摄像头。通过CCD摄像头监控井口周边的降雨量实况。
在本实施例中,所述支撑机构包括伸缩杆和若干根用于与井盖的井座9固连的支架3,所述伸缩杆与支架3之间铰接有用于撑开支架3的支撑杆10,所述支架3环设于伸缩杆的周侧,支架3的底部设置有用于与井座9固连的嵌合部4,所述伸缩杆上套设有用于带动支架3展开收合的滑块2,支架3的一端均与滑块2相固连,所述伸缩杆上设置有用于固定滑块2的弹性凸块,所述弹性凸块与滑块2嵌合固定,滑块2上设置有用于收合支架3的按压开关201。所述按压开关201可以手动按压或者通过控制单元控制实现自动按压,撑开支架3。如图4中所示,所述井座9的内周侧沿周向间隔开设有与支架3底部嵌合部4相配合嵌合的嵌合口901。所述按压开关201与所述控制单元电连接;所述压力传感器6固定于所述支架3上。所述液位传感器5经一升降机构与所述支架相连。
在本实施例中,所述伸缩杆包括第一活动杆801和第二活动杆802,所述第二活动杆802套设于第一活动杆801内,第二活动杆802的上部设置有弹性凸点,所述第一活动杆801的下部开设有用于嵌入固定弹性凸点的凹孔;所述升降机构包括一电机和与所述电机转动连接的连接杆7,所述连接杆7的顶端与所述第二活动杆的底部固连,连接杆7的底端固定所述液位传感器5;所述电机经电机驱动电路与所述控制单元电连。所述连接杆7为铁链或者软管,所述液位传感器5可以为超声波传感器。所述压力传感器固定于所述支撑机构的底部且与路面平行的位置处;所述液位传感器5为超声波传感器且经一连接杆7伸入至下水道的上部。
在本实施例中,所述排涝智能预警装置1还包括用于容置控制单元的外壳,所述外壳上部设有一用于采集当前降雨量的凹槽,所述降雨量传感器设置于所述凹槽内,所述降雨量传感器与所述AD采集模块电连;所述凹槽底部还设有排水电磁阀,所述排水电磁阀与所述控制单元电连。另外,将所述排涝智能预警装置1容置于一透明的外壳内,外壳固定安装于所述支撑机构的顶端。
综上所述,本发明提供了一种基于井盖的城市排涝智能预警系统通过全方位采集城市各个局部区域内中井盖处的水位信息,能够有效实现内涝预警。
本发明提供的上列较佳实施例,对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。