CN108183951A - 一种城市智慧排水系统 - Google Patents

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马禹
许文刚
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Abstract

本发明公开了一种城市智慧排水系统，包括终端服务器、中心数据库和控制服务器，设置在排水设施各关键节点处的节点传感器组，设在各个泵站内的本地监控服务器、本地数据库、本地控制器和泵站传感器组；终端服务器分别与中心数据库和控制服务器连接，本地监控服务器分别与本地数据库、本地控制器和泵站传感器组连接；每个关键节点处的节点传感器组包括水位传感器、水质传感器、位移传感器和土壤压力传感器；排水设施每个关键节点处的水位传感器、水质传感器、位移传感器和土壤压力传感器分别与一个节点监测设备连接，该节点监测设备通过节点无线通信模块与终端服务器通信连接。本发明能够对各泵站和排水设施的运行状态进行有效监控和协调控制。

Description

一种城市智慧排水系统
技术领域
本发明涉及城市排水技术领域，具体涉及一种城市智慧排水系统。
背景技术
目前，随着我国城市化水平不断地提高，相应的排水系统和设施的管理越来越受到人们的重视。城市排水系统是重要的基础设施，对防止城市水污染、排涝以及防洪方面发挥了重要的作用。对城市泵站和排水设施进行实时的状态数据采集和处理，可以随时了解城市泵站和排水设施的实时状况，及时解决泵站和排水设施出现的各种问题，但是目前的城市排水系统缺少对泵站和排水设施的有效控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种城市智慧排水系统，能够对各泵站和排水设施的运行状态进行有效监控和协调控制。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种城市智慧排水系统，包括设在监控中心的终端服务器、中心数据库和控制服务器，设置在排水设施各关键节点处的节点传感器组，以及设在各个泵站内部的本地监控服务器、本地数据库、本地控制器和泵站传感器组；终端服务器分别与中心数据库和控制服务器相连接，本地监控服务器分别与本地数据库、本地控制器和泵站传感器组相连接；每个关键节点处的节点传感器组包括安装在排水设施内顶部的水位传感器、安装在排水设施内底部的水质传感器、设置在排水设施外上方的位移传感器和设置在排水设施外下方的土壤压力传感器；排水设施每个关键节点处的水位传感器、水质传感器、位移传感器和土壤压力传感器分别与一个节点监测设备相连接，该节点监测设备通过节点无线通信模块与终端服务器建立通信连接；所述泵站传感器组用于对泵站自身各部件状态数据进行釆集，并将状态数据上传到本地监控服务器，本地监控服务器通过网络通信系统与终端服务器相连接以完成状态数据的传送和控制指令的接收；所述终端服务器接收本地监控服务器上传的状态数据，保存至中心数据库并发送至控制服务器，由控制服务器生成协调控制指令并通过终端服务器将控制指令回传至本地监控服务器，本地监控服务器对控制指令进行解析与识别，由本地控制器执行控制指令，对泵站各部件进行协调与控制。
进一步的，每个关键节点处的节点传感器组还包括设在排水设施中的流量传感器、pH传感器、毒性气体传感器和/或视频监控设备，并且该流量传感器、pH传感器、毒性气体传感器和/或视频监控设备与该关键节点对应的节点监测设备相连接。
进一步的，每个关键节点处的节点传感器组还包括敷设于排水设施底部下方的测温光缆，并且该测温光缆与该关键节点对应的节点监测设备相连接。
进一步的，所述系统还包括流动监控车、设在流动监控车上的车载服务器以及多个可与车载服务器无线通信连接的手持终端；所述车载服务器通过车载无线通信模块与终端服务器建立通信连接。
进一步的，所述终端服务器、流动监控车和节点监测设备均设有报警装置。
进一步的，所述测温光缆的结构包括中心加强芯，在中心加强芯外部周向均匀布设的第一光纤、第二光纤、第一紧套纤和第二紧套纤，并且第一光纤、第二光纤、第一紧套纤和第二紧套纤两两相邻之间设有填充绳；所述第一光纤、第二光纤、第一紧套纤和第二紧套纤外部依次包覆有玻璃纱和MDPE护套。
进一步的，所述第一光纤和第二光纤外依次设有阻水光纤油膏层和PBT束管。
进一步的，所述MDPE护套中且靠近玻璃纱处设有撕裂绳。
进一步的，所述第一光纤和第二光纤均包括两根同种规格的感温光纤。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明利用现有的通信网络，为排水系统安装上配套的相关软、硬件设备，在无需构建专用网络的情况下完成对城市排水系统的智慧化操作。本发明能够对各泵站的运行状态进行有效监控和协调控制，并对排水设施各关键节点的运行状况进行有效监控，随时了解各泵站和排水设施的实时状况，能够迅速赶赴现场，及时解决排水设施出现的各种问题。
本发明的测温光缆抗拉强度大，耐弯、耐压性能好，可靠性高，工作寿命长。经过特殊设计的光缆结构，既能快速传递外界热量，又可有效保护光缆内部的光纤，尤其适合工业消防监测应用及工程施工需求。
附图说明
图1是本发明的整体结构框图；
图2是本发明测温光缆的结构示意图；
图中：1、中心加强芯，2、第一光纤，3、第二光纤，4、第一紧套纤，5、第二紧套纤，6、填充绳，7、玻璃纱，8、MDPE护套，9、撕裂绳，10、阻水光纤油膏层，11、PBT束管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明公开了一种城市智慧排水系统，包括设在监控中心的终端服务器、中心数据库和控制服务器，设置在排水设施各关键节点处的节点传感器组，以及设在各个泵站内部的本地监控服务器、本地数据库、本地控制器和泵站传感器组；终端服务器分别与中心数据库和控制服务器相连接，本地监控服务器分别与本地数据库、本地控制器和泵站传感器组相连接；每个关键节点处的节点传感器组包括安装在排水设施内顶部的水位传感器、安装在排水设施内底部的水质传感器、设置在排水设施外上方的位移传感器和设置在排水设施外下方的土壤压力传感器；排水设施每个关键节点处的水位传感器、水质传感器、位移传感器和土壤压力传感器分别与一个节点监测设备相连接，该节点监测设备通过节点无线通信模块与终端服务器建立通信连接；所述泵站传感器组用于对泵站自身各部件状态数据进行釆集，并将状态数据上传到本地监控服务器，本地监控服务器通过网络通信系统与终端服务器相连接以完成状态数据的传送和控制指令的接收；所述终端服务器接收本地监控服务器上传的状态数据，保存至中心数据库并发送至控制服务器，由控制服务器生成协调控制指令并通过终端服务器将控制指令回传至本地监控服务器，本地监控服务器对控制指令进行解析与识别，由本地控制器执行控制指令，对泵站各部件进行协调与控制。
本地监控服务器完成泵站现场信息采集与设备控制任务，终端服务器响应各本地监控服务器的数据查询与控制请求。终端服务器还完成对各泵站的状态监控，根据各泵站本地监控服务器上传数据信息的时效性，判断进行保存或丢弃该数据信息，对各泵站的污水流入量、污水流出量、实时水位、目标水位、机泵运行台数与运转频率等进行模拟运算，将有参考意义的计算结果存储到中心数据库中，为控制服务器进行决策调度提供信息支持。控制服务器根据泵站的运行状态与运转频率进行协调调度，以使整个城市智慧排水系统达到排水效果最优化的目的。
每个关键节点处的节点传感器组还包括设在排水设施中的流量传感器、pH传感器、毒性气体传感器和/或视频监控设备，并且该流量传感器、pH传感器、毒性气体传感器和/或视频监控设备与该关键节点对应的节点监测设备相连接。
每个关键节点处的节点传感器组还包括敷设于排水设施底部下方的测温光缆，并且该测温光缆与该关键节点对应的节点监测设备相连接。
所述系统还包括流动监控车、设在流动监控车上的车载服务器以及多个可与车载服务器无线通信连接的手持终端；所述车载服务器通过车载无线通信模块与终端服务器建立通信连接。流动监控车能够相应终端服务器，终端服务器对泵站和排水设施状态数据处理进行实时处理，及时发现问题和问题所在地，流动监控车能迅速赶赴问题现场解决问题，保障了排水设施的安全和稳定运行，提高应对突发事件能力，最大限度地减少突发事件可能造成的损失，保护人民生命财产安全。
终端服务器、流动监控车和节点监测设备均设有报警装置，在出现故障时分别进行中心、流动和本地三方报警。
如图2所示，本发明测温光缆的结构包括中心加强芯1，在中心加强芯1外部周向均匀布设的第一光纤2、第二光纤3、第一紧套纤4和第二紧套纤5，第一光纤2和第二光纤3均包括两根同种规格的感温光纤，并且第一光纤2、第二光纤3、第一紧套纤4和第二紧套纤5两两相邻之间设有填充绳6；第一光纤2和第二光纤3外依次设有阻水光纤油膏层10和PBT束管11；所述第一光纤2、第二光纤3、第一紧套纤4和第二紧套纤5外部依次包覆有玻璃纱7和MDPE护套8；MDPE护套8中且靠近玻璃纱7处设有撕裂绳9。
本发明的感温光缆沿管道方向平行敷设于排水管道底部的沙石层，以达到理想监测效果，管道一旦发生泄漏，供水向下渗漏，该处的环境温度发生变化，通过实时监测周围环境的温度变化，就可以及时发现管道的泄露情况。

Claims (9)

1.一种城市智慧排水系统，其特征在于：包括设在监控中心的终端服务器、中心数据库和控制服务器，设置在排水设施各关键节点处的节点传感器组，以及设在各个泵站内部的本地监控服务器、本地数据库、本地控制器和泵站传感器组；终端服务器分别与中心数据库和控制服务器相连接，本地监控服务器分别与本地数据库、本地控制器和泵站传感器组相连接；每个关键节点处的节点传感器组包括安装在排水设施内顶部的水位传感器、安装在排水设施内底部的水质传感器、设置在排水设施外上方的位移传感器和设置在排水设施外下方的土壤压力传感器；排水设施每个关键节点处的水位传感器、水质传感器、位移传感器和土壤压力传感器分别与一个节点监测设备相连接，该节点监测设备通过节点无线通信模块与终端服务器建立通信连接；所述泵站传感器组用于对泵站自身各部件状态数据进行釆集，并将状态数据上传到本地监控服务器，本地监控服务器通过网络通信系统与终端服务器相连接以完成状态数据的传送和控制指令的接收；所述终端服务器接收本地监控服务器上传的状态数据，保存至中心数据库并发送至控制服务器，由控制服务器生成协调控制指令并通过终端服务器将控制指令回传至本地监控服务器，本地监控服务器对控制指令进行解析与识别，由本地控制器执行控制指令，对泵站各部件进行协调与控制。
2.根据权利要求1所述的城市智慧排水系统，其特征在于：每个关键节点处的节点传感器组还包括设在排水设施中的流量传感器、pH传感器、毒性气体传感器和/或视频监控设备，并且该流量传感器、pH传感器、毒性气体传感器和/或视频监控设备与该关键节点对应的节点监测设备相连接。
3.根据权利要求1所述的城市智慧排水系统，其特征在于：每个关键节点处的节点传感器组还包括敷设于排水设施底部下方的测温光缆，并且该测温光缆与该关键节点对应的节点监测设备相连接。
4.根据权利要求1所述的城市智慧排水系统，其特征在于：所述系统还包括流动监控车、设在流动监控车上的车载服务器以及多个可与车载服务器无线通信连接的手持终端；所述车载服务器通过车载无线通信模块与终端服务器建立通信连接。
5.根据权利要求4所述的城市智慧排水系统，其特征在于：所述终端服务器、流动监控车和节点监测设备均设有报警装置。
6.根据权利要求3所述的城市智慧排水系统，其特征在于：所述测温光缆的结构包括中心加强芯(1)，在中心加强芯(1)外部周向均匀布设的第一光纤(2)、第二光纤(3)、第一紧套纤(4)和第二紧套纤(5)，并且第一光纤(2)、第二光纤(3)、第一紧套纤(4)和第二紧套纤(5)两两相邻之间设有填充绳(6)；所述第一光纤(2)、第二光纤(3)、第一紧套纤(4)和第二紧套纤(5)外部依次包覆有玻璃纱(7)和MDPE护套(8)。
7.根据权利要求6所述的城市智慧排水系统，其特征在于：所述第一光纤(2)和第二光纤(3)外依次设有阻水光纤油膏层(10)和PBT束管(11)。
8.根据权利要求6所述的城市智慧排水系统，其特征在于：所述MDPE护套(8)中且靠近玻璃纱(7)处设有撕裂绳(9)。
9.根据权利要求6所述的城市智慧排水系统，其特征在于：所述第一光纤(2)和第二光纤(3)均包括两根同种规格的感温光纤。
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