CN109632013B - 一种分布式水文检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式水文检测系统，包括总控模块、水库警报模块、城市保警报模块、警报评级模块、数据处理模块、信息过滤模块、水库信息采集模块，第一监测模块、预警模块、城市信息采集模块与第二监测模块；所述第一监测模块由水库降雨量监测模块、水流速监测模块、水库流量监测模块、水库水位监测模块与泥沙监测模块；所述第二监测模块由城市降雨量监测模块与城市水位监测模块组成；所述总控模块分别与水库警报模块与城市警报模块通信连接；本发明能够通过检测水文信息来进行更加精准的危险评级从而增加危险警报的准确度减少灾害发生时的损失，并且可以同时对城市和水库进行水文检测，让水文检测系统的应用更加广泛。

Description

一种分布式水文检测系统

技术领域

本发明属于检测系统领域，涉及水文信息检测技术，具体是一种分布式水文检测系统。

背景技术

水文检测系统适用于水文部门对江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数进行实时监测，监测内容包括：水位、流量、流速、降雨、蒸发、泥沙、冰凌、墒情、水质等，水文检测系统采用无线通讯方式实时传送监测数据，可以大大提高水文部门的工作效率，水文检测系统的使用能够让人们可以提前预知灾害发生，有利于减少灾害带来的损失。

现有的水文检测系统在使用过程中，多在水利工程中使用，不能对城市内的水文情况进行分析并预警，同时预警评级不够精准，容易出现预警错误的状况发生容易导致危险发生，给水文检测系统使用带来了一定影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分布式水文检测系统。

本发明所要解决的技术问题为：

(1)如何更好将水文信息结合来进行预警警报；

(2)如何实现同时对城市和库都进行水文检测；

(3)如何根据水文信息对存在的危险信息机进行分析并评级。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种分布式水文检测系统，包括总控模块、水库警报模块、城市保警报模块、警报评级模块、数据处理模块、信息过滤模块、水库信息采集模块，第一监测模块、预警模块、城市信息采集模块与第二监测模块；

所述第一监测模块由水库降雨量监测模块、水流速监测模块、水库流量监测模块、水库水位监测模块与泥沙监测模块；

所述第二监测模块由城市降雨量监测模块与城市水位监测模块组成；

所述总控模块分别与水库警报模块与城市警报模块通信连接，所警报评级模块与总控模块通信连接，所述数据处理模块与警报评级模块通信连接，所述信息过滤模块分别于数据处理模块和预警模块通信连接，所述水库信采集模块和城市信息采集模块均与信息过滤模块通信连接，所述第一监测模块与水库信息信息采集模块通信连接，所述第二监测模块与城市信息采集模块通信连接；

所述水库警报模块用于在水库区域发出警报，所述城市警报模块用于在城市内发出警报，所述总控模块用于控制水库警报模块与城市警报模块发出警报；

所述水库信息采集模块用于采集第一监测模块监测的信息，所述城市信息采集模块会对第二监测模块监测的信息进行采集，所述信息过滤模块会对水库信采集模块与城市信息采集模块采集的信息进行过滤；

所述天气预报获取模块用于获取天气预报信息并将天气预报信息发送到数据处理模块，所述数据处理模块用于信息过滤模块过滤后的信息和天气预报获取模块获取的天气信息并将处理好的信息发送到警报评级模块中；

所述书库降雨将捡的模块用于监测书库地区的降雨量，将降雨量标记为S1，所述水流速监测模块用于监测书库的水流速，将水流速标记为S2，所述书库流量监测模块永远监测水库的流量信息，将流量信息标记为S4，所述水库水位监测模块用于监测水库水位信息，将水位信息标记为S5，所述泥沙监测模块用于监测水库的泥沙信息，将泥沙信息标记为S6；

所述城市降雨量监测模块监测城市内的降雨量，将城市内的降雨量标记为F1，所述道路水位监测模块用于监测城市内低洼路段的水位，将低洼路段的水位信息标记为F2；

所述警报评级模块用于对接收到的信息进行警报评级，其具体评级过程如下：

S1：水库警报评级的级别为S级、A级与B级，S级警报的内容为需要及时疏散下游居民，A级警报的内容为下游居民要做好疏散准备，B级警报的内容为存在开闸放水的可能，水库警报评级的具体过程如下：

SS1：为了突出水库降雨量、水库水位信息与水库流量信息的重要性，现赋予S1一个修正值T1、S2一个修正值T2、S3一个修正值T3、S4一个修正值T4、S5一个修正值T5、S6一个修正值T6，T1+T2+T3+T4+T5+T6＝1，T5＞T1＞T2＞T3＝T4＝T5；

SS2：通过公式S1*TI+S2*T2+S3*T3+S4*T4+S5*T5+S6*T6＝Q可以得到警报值Q；

SS3：当Q大于预设值时，无论天气预报获取模块获取到的天气预报信息为未来N天持续降雨和未来N无降雨时都会发布S级警报；

SS4：当Q小于预设但接近预设值预设范围时，且天气预报获取模块获取到的天气预报信息为未来N天持续降雨时会发布A级别警报，当天气预报获取模块获取到的天气预报信息为未来N无降雨时会发布B级警报；

SS5：当Q远小于预设值时，且天气预报获取模块获取到的天气预报信息为未来N天持续降雨时会发布B级别警报；

S2：城市警报的警报评级为可通行级别与不可通行级别，其具体评级过程如下：

SS1：为了突出道路积水对警报等级影响，现在赋予F1挑一个修正值P1，F2一个修正值P2，P2＞P1，P1+P2＝1；

SS2：通过公式F1*P1+F2*P2＝M可与得到城市警报值M；

SS3：当M值超过预设值，且天气预报模块采集的城市预报信息为当天内仍有大量降雨时，即发布不可通行警报；

SS4：当M值小于且接近预设值，且天气预报获取模块采集的城市预报信息为当天内有大量降雨时，即发布不可通行警报，当天气预报获取模块采集的城市预报信息为当天内无降雨时即发布可通行警报；

所述预警模块用于接收信息过滤模块过滤出的信息并根据过滤信息来发布预警信息，其具体预警过程如下：

S1：信息过滤模块会过滤掉预设值K1和K2以下的信息，其中K1为过滤水库信息的预设值，K2为过滤城市信息的预设值，当过滤掉的信息被发送到预警模块内后，预警模块会将所有的过滤信息提取出来，并将水库信息和城市信息分离开；

S2：将被过滤的水库信息标记为Y，将被过滤城市信息标记为U；

S3：通过公式K1－Y＝Zi可以得到书库差值Zi，i＝1……n，将Zi按照数值大小进行排名，将Zi按照数值大小进行从小到大的排序，选择数值最小的前n个zi；

S4：通过公式Z1+Z2……+Zn＝G1可以而得到差值和G1，当G1的数值大于预设值时，预警模块即会向水库报警模块发出预警信息；

S5：通过公式K2－U＝Di，i＝1……n，将D按照数值大小进行排名，将Di按照数值大小进行从小到大的排序，选择数值最小的前n个Di；

S6：通过公式D1+D2……+Dn＝G2可以而得到差值和G2，当G2的数值大于预设值时，预警模块即会向水库报警模块发出预警信息；

所述城市警报模块发出的警报内容会通过交通电台播放，所述预警模块与水库警报模块、城市警报模块通信连接。

进一步地，所述道路水位监测模块安装在城市道路的低洼底端和隧道内。

进一步地，所述天气预报获取模块的获取频率为每小时获取一次。

进一步地，所述数据处理模块由两个处理器组成，两个所述处理器分别用来处理经过过滤模块过滤的水库信息与城市信息。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过设置的警报评级模块，能够通过公式S1*TI+S2*T2+S3*T3+S4*T4+S5*T5+S6*T6＝Q可以得到警报值Q，即将检测到的水文进行进行综合处理来获取到灾害即将发生时的信息，同时天气预报获取模块会实时通过网络获取天气预报信息，通过警报值Q和天气预报信息相结合判断可以对水库的信息进行S、A、B的警报评级，不同的警报评级对应着不同的警报信息，同时天气预报配合着警报值Q的设置，使得水库警报模块能够发出更加精准的警报信息，避免了警报不准导致的意外发生；

(2)通过设置的城市信息采集模块够采集城市内的水文信息，并发送到数据处理模块中进行处理，处理好的信息会被发送到警报评级模块中进行评级，并通过公式公式F1*P1+F2*P2＝M可与得到城市警报值M，城市警报值M是对城市内水文信息处理所得出来的一个数值，配合着城市内的天气预报信息可通过城市警报模块来发出低洼路段和隧道内可通行与不可通行的警报，从而使得该系统可以同时检测市内与水库的水文信息，并根据水文情况来发出警报避免意外的发生；

(3)通过设置的信息过滤模块与预警模块，信息过滤模块会将接近预设值的水文信息过滤下来，发送到预警模块中，预警模块会分别对水库信息中被过滤的信息和城市信息中被过滤的信息进行分析，并且当分析出的结果接近危险值时即会分别通过城市报警模块和水库报警模块发出预警信息，来减少灾害发生时导致的意外。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图。

具体实施方式

如图1所示，一种分布式水文检测系统，一种分布式水文检测系统，包括总控模块、水库警报模块、城市保警报模块、警报评级模块、数据处理模块、信息过滤模块、水库信息采集模块，第一监测模块、预警模块、城市信息采集模块与第二监测模块；

所述第一监测模块由水库降雨量监测模块、水流速监测模块、水库流量监测模块、水库水位监测模块与泥沙监测模块；

所述第二监测模块由城市降雨量监测模块与城市水位监测模块组成；

所述总控模块分别与水库警报模块与城市警报模块通信连接，所警报评级模块与总控模块通信连接，所述数据处理模块与警报评级模块通信连接，所述信息过滤模块分别于数据处理模块和预警模块通信连接，所述水库信采集模块和城市信息采集模块均与信息过滤模块通信连接，所述第一监测模块与水库信息信息采集模块通信连接，所述第二监测模块与城市信息采集模块通信连接；

所述水库警报模块用于在水库区域发出警报，所述城市警报模块用于在城市内发出警报，所述总控模块用于控制水库警报模块与城市警报模块发出警报；

所述水库信息采集模块用于采集第一监测模块监测的信息，所述城市信息采集模块会对第二监测模块监测的信息进行采集，所述信息过滤模块会对水库信采集模块与城市信息采集模块采集的信息进行过滤；

所述天气预报获取模块用于获取天气预报信息并将天气预报信息发送到数据处理模块，所述数据处理模块用于信息过滤模块过滤后的信息和天气预报获取模块获取的天气信息并将处理好的信息发送到警报评级模块中；

所述书库降雨将捡的模块用于监测书库地区的降雨量，将降雨量标记为S1，所述水流速监测模块用于监测书库的水流速，将水流速标记为S2，所述书库流量监测模块永远监测水库的流量信息，将流量信息标记为S4，所述水库水位监测模块用于监测水库水位信息，将水位信息标记为S5，所述泥沙监测模块用于监测水库的泥沙信息，将泥沙信息标记为S6；

所述城市降雨量监测模块监测城市内的降雨量，将城市内的降雨量标记为F1，所述道路水位监测模块用于监测城市内低洼路段的水位，将低洼路段的水位信息标记为F2；

所述警报评级模块用于对接收到的信息进行警报评级，其具体评级过程如下：

S1：水库警报评级的级别为S级、A级与B级,,S级警报的内容为需要及时疏散下游居民，A级警报的内容为下游居民要做好疏散准备，B级警报的内容为存在开闸放水的可能，水库警报评级的具体过程如下：

SS1：为了突出水库降雨量、水库水位信息与水库流量信息的重要性，现赋予S1一个修正值T1、S2一个修正值T2、S3一个修正值T3、S4一个修正值T4、S5一个修正值T5、S6一个修正值T6，T1+T2+T3+T4+T5+T6＝1，T5＞T1＞T2＞T3＝T4＝T5；

SS2：通过公式S1*TI+S2*T2+S3*T3+S4*T4+S5*T5+S6*T6＝Q可以得到警报值Q；

SS3：当Q大于预设值时，无论天气预报获取模块获取到的天气预报信息为未来N天持续降雨和未来N无降雨时都会发布S级警报；

SS4：当Q小于预设但接近预设值预设范围时，且天气预报获取模块获取到的天气预报信息为未来N天持续降雨时会发布A级别警报，当天气预报获取模块获取到的天气预报信息为未来N无降雨时会发布B级警报；

SS5：当Q远小于预设值时，且天气预报获取模块获取到的天气预报信息为未来N天持续降雨时会发布B级别警报；

S2：城市警报的警报评级为可通行级别与不可通行级别，其具体评级过程如下：

SS1：为了突出道路积水对警报等级影响，现在赋予F1挑一个修正值P1，F2一个修正值P2，P2＞P1，P1+P2＝1；

SS2：通过公式F1*P1+F2*P2＝M可与得到城市警报值M；

SS3：当M值超过预设值，且天气预报模块采集的城市预报信息为当天内仍有大量降雨时，即发布不可通行警报；

SS4：当M值小于且接近预设值，且天气预报获取模块采集的城市预报信息为当天内有大量降雨时，即发布不可通行警报，当天气预报获取模块采集的城市预报信息为当天内无降雨时即发布可通行警报；

所述预警模块用于接收信息过滤模块过滤出的信息并根据过滤信息来发布预警信息，其具体预警过程如下：

S1：信息过滤模块会过滤掉预设值K1和K2以下的信息，其中K1为过滤水库信息的预设值，K2为过滤城市信息的预设值，当过滤掉的信息被发送到预警模块内后，预警模块会将所有的过滤信息提取出来，并将水库信息和城市信息分离开；

S2：将被过滤的水库信息标记为Y，将被过滤城市信息标记为U；

S3：通过公式K1－Y＝Zi可以得到书库差值Zi，i＝1……n，将Zi按照数值大小进行排名，将Zi按照数值大小进行从小到大的排序，选择数值最小的前n个zi；

S4：通过公式Z1+Z2……+Zn＝G1可以而得到差值和G1，当G1的数值大于预设值时，预警模块即会向水库报警模块发出预警信息；

S5：通过公式K2－U＝Di，i＝1……n，将D按照数值大小进行排名，将Di按照数值大小进行从小到大的排序，选择数值最小的前n个Di；

S6：通过公式D1+D2……+Dn＝G2可以而得到差值和G2，当G2的数值大于预设值时，预警模块即会向水库报警模块发出预警信息；

所述城市警报模块发出的警报内容会通过交通电台播放，所述预警模块与水库警报模块、城市警报模块通信连接。

进一步地，所述道路水位监测模块安装在城市道路的低洼底端和隧道内。

进一步地，所述天气预报获取模块的获取频率为每小时获取一次。

进一步地，所述数据处理模块由两个处理器组成，两个所述处理器分别用来处理经过过滤模块过滤的水库信息与城市信息。

所述道路水位监测模块安装在城市道路的低洼底端和隧道内；所述天气预报获取模块的获取频率为每小时获取一次；所述数据处理模块由两个处理器组成，两个所述处理器分别用来处理经过过滤模块过滤的水库信息与城市信息。

一种分布式水文检测系统，在工作时，水库信息采集模块会实时的采集书库信息第一监测模块监测的信息，第一监测模块中的水库降雨量监测模块会监测水库的降雨量、水流速监测模块监测水库的水流速、水库流量监测模块会实时监测水库的流量、水库水位监测模块会实时监测水库的水位信息，泥沙监测模块会实时监测水库内的泥沙信息，水库信息采集模块采集的信息会被发送到信息过滤模块中进行过滤，过滤下的信息会被发送到预警模块中。过滤好的信息会被发送到数据处理模块中进行处理，处理模块处理好的信息会被发送到警报评级模块中进行评级，评级完成后会发出控制指是的过总控模块来控制水库警报模块来发出警报，城市信息采集模块会采集第二监测模块监测的信息，第二监测模块中的城市降雨量监测模块用于监测城市降雨量、城市水位监测模块会监测城市内低洼道路的水位状况，城市信息采集模块采集的信息经过信息过滤模块过滤后的信息会发送到数据处理模块进行处理，处理好的信息会被发送到警报评级模块中间评级，评级后警报皮革及模块会通过总控模块来控制城市警报模块发送警报信息，城市信息和水库信息中被过滤下的信息都会被发送到预警模块中，预警模块会对被过滤下来信息进行分析并发出预警警报来减少危险的发生。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过设置的警报评级模块，能够通过公式S1*TI+S2*T2+S3*T3+S4*T4+S5*T5+S6*T6＝Q可以得到警报值Q，即将检测到的水文进行进行综合处理来获取到灾害即将发生时的信息，同时天气预报获取模块会实时通过网络获取天气预报信息，通过警报值Q和天气预报信息相结合判断可以对水库的信息进行S、A、B的警报评级，不同的警报评级对应着不同的警报信息，同时天气预报配合着警报值Q的设置，使得水库警报模块能够发出更加精准的警报信息，避免了警报不准导致的意外发生；

(2)通过设置的城市信息采集模块够采集城市内的水文信息，并发送到数据处理模块中进行处理，处理好的信息会被发送到警报评级模块中进行评级，并通过公式公式F1*P1+F2*P2＝M可与得到城市警报值M，城市警报值M是对城市内水文信息处理所得出来的一个数值，配合着城市内的天气预报信息可通过城市警报模块来发出低洼路段和隧道内可通行与不可通行的警报，从而使得该系统可以同时检测市内与水库的水文信息，并根据水文情况来发出警报避免意外的发生；

(3)通过设置的信息过滤模块与预警模块，信息过滤模块会将接近预设值的水文信息过滤下来，发送到预警模块中，预警模块会分别对水库信息中被过滤的信息和城市信息中被过滤的信息进行分析，并且当分析出的结果接近危险值时即会分别通过城市报警模块和水库报警模块发出预警信息，来减少灾害发生时导致的意外。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种分布式水文检测系统，其特征在于，包括总控模块、水库警报模块、城市警报模块、警报评级模块、数据处理模块、天气预报获取模块、信息过滤模块、水库信息采集模块，第一监测模块、预警模块、城市信息采集模块与第二监测模块；

所述第一监测模块由水库降雨量监测模块、水流速监测模块、水库流量监测模块、水库水位监测模块与泥沙监测模块；

所述第二监测模块由城市降雨量监测模块与道路水位监测模块组成；

所述总控模块分别与水库警报模块与城市警报模块通信连接，所警报评级模块与总控模块通信连接，所述数据处理模块与警报评级模块通信连接，所述信息过滤模块分别与数据处理模块和预警模块通信连接，所述水库信息采集模块和城市信息采集模块均与信息过滤模块通信连接，所述第一监测模块与水库信息信息采集模块通信连接，所述第二监测模块与城市信息采集模块通信连接；

所述水库警报模块用于在水库区域发出警报，所述城市警报模块用于在城市内发出警报，所述总控模块用于控制水库警报模块与城市警报模块发出警报；

所述水库信息采集模块用于采集第一监测模块监测的信息，所述城市信息采集模块会对第二监测模块监测的信息进行采集，所述信息过滤模块会对水库信采集模块与城市信息采集模块采集的信息进行过滤；

所述天气预报获取模块用于获取天气预报信息并将天气预报信息发送到数据处理模块，所述数据处理模块用于处理信息过滤模块过滤后的信息和天气预报获取模块获取的天气信息并将处理好的信息发送到警报评级模块中；

所述水库降雨量监测模块用于监测水库地区的降雨量，将降雨量标记为S1，所述水流速监测模块用于监测水库的水流速，将水流速标记为S2，所述水库流量监测模块用于监测水库的流量信息，将流量信息标记为S4，所述水库水位监测模块用于监测水库水位信息，将水位信息标记为S5，所述泥沙监测模块用于监测水库的泥沙信息，将泥沙信息标记为S6；

所述城市降雨量监测模块监测城市内的降雨量，将城市内的降雨量标记为F1，所述道路水位监测模块用于监测城市内低洼路段的水位，将低洼路段的水位信息标记为F2；

所述警报评级模块用于对接收到的信息进行警报评级，其具体评级过程如下：

S1：水库警报评级的级别为S级、A级与B级，S级警报的内容为需要及时疏散下游居民，A级警报的内容为下游居民要做好疏散准备，B级警报的内容为存在开闸放水的可能，水库警报评级的具体过程如下：

SS1：为了突出水库降雨量、水库水位信息与水库流量信息的重要性，现赋予S1一个修正值T1、S2一个修正值T2、S3一个修正值T3、S4一个修正值T4、S5一个修正值T5、S6一个修正值T6，T1+T2+T3+T4+T5+T6＝1，T5＞T1＞T2＞T3＝T4＝T6；

SS2：通过公式S1*TI+S2*T2+S3*T3+S4*T4+S5*T5+S6*T6＝Q可以得到警报值Q；

SS3：当Q大于预设值时，无论天气预报获取模块获取到的天气预报信息为未来N天持续降雨和未来N无降雨时都会发布S级警报；

SS4：当Q小于预设但接近预设值预设范围时，且天气预报获取模块获取到的天气预报信息为未来N天持续降雨时会发布A级别警报，当天气预报获取模块获取到的天气预报信息为未来N无降雨时会发布B级警报；

SS5：当Q远小于预设值时，且天气预报获取模块获取到的天气预报信息为未来N天持续降雨时会发布B级别警报；

S2：城市警报的警报评级为可通行级别与不可通行级别，其具体评级过程如下：

SS1：为了突出道路积水对警报等级影响，现在赋予F1挑一个修正值P1，F2一个修正值P2，P2＞P1，P1+P2＝1；

SS2：通过公式F1*P1+F2*P2＝M得到城市警报值M；

SS3：当M值超过预设值，且采集的城市预报信息为当天内仍有大量降雨时，即发布不可通行警报；

SS4：当M值小于且接近预设值，且天气预报获取模块采集的城市预报信息为当天内有大量降雨时，即发布不可通行警报，当天气预报获取模块采集的城市预报信息为当天内无降雨时即发布可通行警报；

所述预警模块用于接收信息过滤模块过滤出的信息并根据过滤信息来发布预警信息，其具体预警过程如下：

S1：信息过滤模块会过滤掉预设值K1和K2以下的信息，其中K1为过滤水库信息的预设值，K2为过滤城市信息的预设值，当过滤掉的信息被发送到预警模块内后，预警模块会将所有的过滤信息提取出来，并将水库信息和城市信息分离开；

S2：将被过滤的水库信息标记为Y，将被过滤城市信息标记为U；

S3：通过公式K1－Y＝Zi可以得到水库差值Zi，i＝1……n，将Zi按照数值大小进行排名，将Zi按照数值大小进行从小到大的排序，选择数值最小的前n个zi；

S4：通过公式Z1+Z2……+Zn＝G1得到差值的总和G1，当G1的数值大于预设值时，预警模块即会向水库报警模块发出预警信息；

S5：通过公式K2－U＝Di，i＝1……n，将D按照数值大小进行排名，将Di按照数值大小进行从小到大的排序，选择数值最小的前n个Di；

S6：通过公式D1+D2……+Dn＝G2得到差值的总和G2，当G2的数值大于预设值时，预警模块即会向水库报警模块发出预警信息；

所述城市警报模块发出的警报内容会通过交通电台播放，所述预警模块与水库警报模块、城市警报模块通信连接；

所述道路水位监测模块安装在城市道路的低洼底端和隧道内；

所述天气预报获取模块的获取频率为每小时获取一次；

所述数据处理模块由两个处理器组成，两个所述处理器分别用来处理经过过滤模块过滤的水库信息与城市信息。

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