CN109990203A - 一种基于大数据的虹吸排水监测系统及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大数据的虹吸排水监测系统及监测方法，包括虹吸排水系统和排水监测系统，所述排水监测系统用于监测所述虹吸排水系统中管道中的排水情况。虹吸排水系统包括高分子防护排水异型片，排水槽，管道，观察井以及集水井；排水监测系统包括大数据处理中心、排水监测子系统、报警子系统、大数据存储单元和排水管网监测平台。本发明的基于大数据的虹吸排水监测系统及监测方法，虹吸系统无需找坡度，也不需进行防水处理，采用虹吸的原理由原先的被动排水改为主动排水，从而有效解决了现有排水结构排水不彻底、漏水、损害植被等情况，且通过大数据系统可以实时监测到管道内的排水情况，方便进行统一监管和实时维护。

Description

一种基于大数据的虹吸排水监测系统及监测方法

技术领域

本发明涉及一种数据监测系统以及监测方法技术领域，具体涉及一种基于大数据的虹吸排水监测系统及监测方法。

背景技术

现有技术中在立体车库或其他房体结构的绿化排水系统中，最常用的就是排水板和防水结构。排水板一般用于种植屋面，现有的排水板，是在聚合物片材上形成实心或杯状凸起，杯状凸起的杯口在凸起的反方向，凸起一般向上，凸起之间的空间构成排水通道。凸起向下时，凸起之间打孔，水穿过该孔，再从凸起之间的空间流走。当前技术中利用排水板进行的排水系统，就是单纯的将若干排水板平铺在屋面上，上面再铺盖一层过滤布，过滤布上再铺盖绿化土，这样渗下来的污水只能从屋面的侧边排处，且排水效果也不好，更容易造成屋面的渗潮，影响房屋结构。

传统的地下建筑顶板种植节点防水结构一般包括为建筑顶板、找坡层、找平层、防水层、隔离层、细石混凝土保护层、蓄排水层、过滤层以及种植土，这样大大增加了运行成本和增加了施工周期，且即使采用这样的防水结构，时间长了房屋结构也会出现渗漏的情况，给开发商和用户均带来了不少烦恼。

同时伴随着城市建设的高速发展，虹吸排水系统变得越来越复杂而且越来庞大，传统的管理方式已发适应城市管网现代化管类的需要，由于虹吸排水管网设施处在地下，因此无法通过常规的地面巡视来进行勘察，并且各类的管网数量巨大，维修作业有可能会造成其他管线的损坏，对环境造成影响，由于排水管网监测点分布广，采集数据数据量大，监测效果差，为此，我们提出一种基于大数据的虹吸排水监测系统及监测方法。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种基于大数据的虹吸排水监测系统及监测方法，通过大数据系统可以实时监测到管道内的排水情况，方便进行统一监管和实时维护。

技术方案：本发明所述的一种基于大数据的虹吸排水监测系统，包括虹吸排水系统和排水监测系统，所述排水监测系统用于监测所述虹吸排水系统中管道中的排水情况；

所述的虹吸排水系统包括高分子防护排水异型片，排水槽，管道，观察井以及集水井，所述高分子防护排水异型片和排水槽铺设在所述房屋结构上，所述高分子防护排水异型片和排水槽上方还设有过滤层，所述排水槽通过管道与观察井连通，所述观察井通过管道与集水井连通；

所述的排水监测系统包括大数据处理中心、排水监测子系统、报警子系统、大数据存储单元和排水管网监测平台，所述大数据处理中心分别连接有排水监测子系统、报警子系统、大数据存储单元和排水监测平台，所述大数据处理中心接收排水监测子系统监测到的数据进行处理并存储在大数据存储单元中，有异常时通过报警子系统进行报警，所述大数据处理中心通过通信单元与排水监测平台进行相互通信。

进一步的，所述过滤层采用土工布。

进一步的，所述排水槽上部连接有第一观察井；所述集水井上部连接有第二观察井。

进一步的，所述排水槽包括排水槽本体，所述排水槽本体上间隔设有若干加强筋，所述排水槽本体的上部设有观察口，所述排水槽本体的侧部设有排水口，所述排水槽本体的底部设有底板，所述排水槽本体的端部设有固定和延伸排水槽的插接式卡槽结构，所述排水槽本体上还设有进行蓄水的蓄水口。

进一步的，所述排水监测子系统包括传感器组件、监测数据采集单元、监测数据整理单元、排水监测控制系统、监测数据存储单元、无线收发单元以及远程终端，所述传感器组件均输出连接监测数据采集单元，所述监测数据采集单元输出连接监测数据整理单元，所述监测数据整理单元输出连接排水监测控制系统，所述排水监测控制系统分别输出连接监测数据存储单元和无线收发单元，所述无线收发单元输出连接远程终端。

进一步的，所述传感器组件包括污水监测传感器、水流量传感器、水流速传感器和水位传感器。

进一步的，所述传感器组件安装在管道的水平部或者竖直部。

进一步的，所述报警子系统包括数据接收单元、数据处理单元、报警控制系统、标准数据参考单元、数据存储单元、数据统计单元、数据对比单元、驱动单元以及报警单元，所述数据接收单元输出连接数据处理单元 ，所述数据处理单元输出连接报警控制系统，所述报警控制系统分别输出连接标准数值参考单元、数据存储单元、数据统计单元和驱动单元，所述数据统计单元输出连接数据对比单元，所述驱动单元输出连接报警单元。

进一步的，所述远程终端采用计算机或者智能平板终端。

本发明还公开了上述一种基于大数据的虹吸排水监测系统的监测方法，包括如下步骤：

（1）排水监测子系统中的传感器组件分布在各个虹吸排水系统的管道中，传感器组件负责实时监测管道中的污水情况、水流量、水流速度和水位，并将监测到的污水情况、水流量、水流速度和水位数据传输至监测数据采集单元，并由监测数据采集单元归集处理后传输至监测数据整理单元；

（2）监测数据整理单元将整理好的污水情况、水流量、水流速度和水位数据传输至排水监测控制系统进行处理和存储，同时将处理后的监测数据实时传输至大数据处理中心并存储在大数据存储单元中，同时将数据实时显示在排水监测平台上的显示屏上；

（3）报警子系统中的数据接收单元同时接收排水监测子系统中监测到的污水情况、水流量、水流速度和水位数据，并将这些实时数据经过数据处理单元处理后传输至报警控制系统；

（4）报警控制系统将监测到的实时数据与标准数值参考单元中的数据进行实时对比，对比结果如果没有超过阈值，则将结果通过数据统计单元传输给数据对比单元与之前监测的数据做对比，并输出对比表格或图形；若对比结果超过阈值，则报警控制系统控制驱动单元发出报警信号，同样报警信号在远程终端和排水监测平台的显示屏上实时显示。

有益效果：本发明的有益效果如下：

（1）虹吸排水系统结构紧凑，无需找坡度，也不需进行防水处理，采用虹吸的原理由原先的被动排水改为主动排水，从而有效解决了现有排水结构排水不彻底、漏水、损害植被、房屋结构等情况；

（2）本发明的虹吸排水系统可减少成本和施工周期，有效延长建筑寿命，且收集的水可以重复利用；

（3）虹吸排水系统结合大数据监测系统，通过大数据系统可以实时监测到管道内的排水情况，方便进行统一监管和实时维护。

附图说明

图1为本发明一个实施例的虹吸排水监测系统整体结构示意图；

图2位本发明另一个实施例的虹吸排水监测系统整体结构示意图；

图3为本发明的虹吸排水监测系统整体原理框图；

图4为本发明的虹吸排水监测系统中的排水监测子系统原理框图；

图5为本发明的虹吸排水监测系统中的报警子系统原理框图；

图6为本发明的排水槽结构主视图；

图7为图6的俯视图；

图8为图6的侧视图。

具体实施方式

实施例1

一种基于大数据的虹吸排水监测系统，包括虹吸排水系统和排水监测系统，所述排水监测系统用于监测所述虹吸排水系统中管道中的排水情况；

如图1所示，所述的虹吸排水系统包括：

高分子防护排水异型片3，排水槽5，管道7，观察井8、集水井9以及传感器组件12，所述高分子防护排水异型片3和排水槽5铺设在所述房屋结构1上，所述高分子防护排水异型片3和排水槽5上方还设有过滤层4，所述排水槽5顶部连接有第一观察管6，所述排水槽5通过管道7与观察井8连通，所述观察井8通过管道与集水井9连通，所述集水井9的上部还连接有第二观察管10。

本实施例中，传感器组件12安装在管道7的水平部中，用于监测水平部的污水情况、水流量、水流速度和水位等数据信息，从而便于用户实时了解整个虹吸排水系统是否正常排水。

本实施例中，过滤层4优选采用无纺土工布，土工布主要实现过滤和隔离的作用，当然过滤层4也可以采用其他过滤材料。

本实施例中，所述房屋结构1与所述高分子防护排水异型片3和排水槽5之间还设有防水层2。所述集水井9外部包裹有土工布过滤层，且侧部设有溢流管11。

高分子防护排水异型片3采用高密度聚乙烯纯白新料抗老化、耐腐蚀、耐酸碱、耐热性达到90℃，耐寒性达到-60℃。其拉伸强度大于40N/cm，拉断伸长率大于25％，抗压强度大于300kPa，撕裂强度大于100N，穿刺强度大于300N。

实施例2

一种基于大数据的虹吸排水监测系统，包括虹吸排水系统和排水监测系统，所述排水监测系统用于监测所述虹吸排水系统中管道中的排水情况；

如图2所示，所述的虹吸排水系统包括：

高分子防护排水异型片3，排水槽5，管道7，观察井8、集水井9以及传感器组件12，所述高分子防护排水异型片3和排水槽5铺设在所述房屋结构1上，所述高分子防护排水异型片3和排水槽5上方还设有过滤层4，所述排水槽5顶部连接有第一观察管6，所述排水槽5通过管道7与观察井8连通，所述观察井8通过管道与集水井9连通，所述集水井9的上部还连接有第二观察管10。

与实施例1中不同的是，本实施例中的传感器组件12安装在管道7的竖直部上，一有排水就可以监测到，用于监测管道竖直部位的污水情况、水流量、水流速度和水位等数据信息，从而便于用户实时了解整个虹吸排水系统是否正常排水。相比于实施例1中传感器组件12的安装在水平部，本实施例中的传感器组件12安装在管道竖直部，可有效防止长时间安装在水平部出现淤泥累积导致的监测数据不准确的情况，因此安装在竖直部监测的数据更为精准。当然，本实施例中的传感器组件12并不限于安装在图示中的竖直位置，其他的竖直位置均可。

本实施例中，过滤层4优选采用无纺土工布，土工布主要实现过滤和隔离的作用，当然过滤层4也可以采用其他过滤材料。

本实施例中，所述房屋结构1与所述高分子防护排水异型片3和排水槽5之间还设有防水层2。所述集水井9外部包裹有土工布过滤层，且侧部设有溢流管11。高分子防护排水异型片3采用高密度聚乙烯纯白新料抗老化、耐腐蚀、耐酸碱、耐热性达到90℃，耐寒性达到-60℃。其拉伸强度大于40N/cm，拉断伸长率大于25％，抗压强度大于300kPa，撕裂强度大于100N，穿刺强度大于300N。

下面针对本发明的虹吸排水系统中的其他组件部件作进一步说明：

如图3所示的排水监测系统，大数据处理中心、排水监测子系统、报警子系统、大数据存储单元和排水管网监测平台，所述大数据处理中心分别连接有排水监测子系统、报警子系统、大数据存储单元和排水监测平台，所述大数据处理中心接收排水监测子系统监测到的数据进行处理并存储在大数据存储单元中，有异常时通过报警子系统进行报警，所述大数据处理中心通过通信单元（GPRS）与排水监测平台进行相互通信。其中大数据处理中心与排水监测子系统、报警子系统以及排水管网监测平台之间优选采用GPRS的无线通信方式相互通讯。

如图4所示，排水监测子系统具体包括传感器组件、监测数据采集单元、监测数据整理单元、排水监测控制系统、监测数据存储单元、无线收发单元以及远程终端，所述传感器组件均输出连接监测数据采集单元，所述监测数据采集单元输出连接监测数据整理单元，所述监测数据整理单元输出连接排水监测控制系统，所述排水监测控制系统分别输出连接监测数据存储单元和无线收发单元，所述无线收发单元输出连接远程终端。

其中，传感器组件包括污水监测传感器、水流量传感器、水流速传感器和水位传感器，以便全方位的对管道内排水进行实时监测。

如图5所示，报警子系统包括数据接收单元、数据处理单元、报警控制系统、标准数据参考单元、数据存储单元、数据统计单元、数据对比单元、驱动单元以及报警单元，所述数据接收单元输出连接数据处理单元 ，所述数据处理单元输出连接报警控制系统，所述报警控制系统分别输出连接标准数值参考单元、数据存储单元、数据统计单元和驱动单元，所述数据统计单元输出连接数据对比单元，所述驱动单元输出连接报警单元。

本发明中排水监测系统的监测具体过程如下：

（1）排水监测子系统中的传感器组件分布在各个虹吸排水系统的管道中，传感器组件负责实时监测管道中的污水情况、水流量、水流速度和水位，并将监测到的污水情况、水流量、水流速度和水位数据传输至监测数据采集单元，并由监测数据采集单元归集处理后传输至监测数据整理单元；

（2）监测数据整理单元将整理好的污水情况、水流量、水流速度和水位数据传输至排水监测控制系统进行处理和存储，同时将处理后的监测数据实时传输至大数据处理中心并存储在大数据存储单元中，同时将数据实时显示在排水监测平台上的显示屏上；

（3）报警子系统中的数据接收单元同时接收排水监测子系统中监测到的污水情况、水流量、水流速度和水位数据，并将这些实时数据经过数据处理单元处理后传输至报警控制系统；

（4）报警控制系统将监测到的实时数据与标准数值参考单元中的数据进行实时对比，对比结果如果没有超过阈值，则将结果通过数据统计单元传输给数据对比单元与之前监测的数据做对比，并输出对比表格或图形；若对比结果超过阈值，则报警控制系统控制驱动单元发出报警信号，同样报警信号在远程终端和排水监测平台的显示屏上实时显示。

如图6到图8所示，虹吸排水系统中的排水槽5包括排水槽本体51，所述排水槽本体51上间隔设有若干加强筋52，所述排水槽本体51的上部设有观察口53，所述排水槽本体51的侧部设有排水口54，所述排水槽本体51的底部设有底板55，所述排水槽本体51的端部设有固定和延伸排水槽的插接式卡槽结构56，所述排水槽本体51上还设有进行蓄水的蓄水口57。

作为上述技术方案的进一步优化：所述排水槽本体51和加强筋52采用高密度聚乙烯材料制成，可大大提高抗压以及抗拉伸性能。所述排水槽本体51的宽度范围为4-20cm，高度范围为10-30cm，可大大提高蓄水能力，适用于各类场合使用。所述加强筋52的高度范围为15-35cm。所述观察口53的直径范围为150-200cm。所述排水口54的直径范围为75-150cm。所述底板55采用塑料或金属制成，且厚度为5-15mm。所述插接式卡槽结构56的内径与另一个与之相连接的卡槽的外径相匹配。所述蓄水口57设置在排水槽本体51的上部、侧部或两部位同时设置。

当然，排水槽结构还包括直通、三通、四通以及弯管等结构。由于在现场进行施工时，每个施工现场的地形结构均不一样，所以在进行实际施工安装时，为了保证进行全方位的排水，需要采用直通、三通、四通以及弯管结构进行协同安装，从而保证了施工现场的每个角落都能安装到位。

本排水槽结构在进行整体管路铺设时，需将如上所述的排水槽结构进行卡槽对接即可，由于排水槽端部设置的不同，相互连接的两个卡槽的内、外径相互匹配，使得在进行对接安装时，只要稍稍用力将两端部对接即可，从而大大提高了安装效率。排水槽相互之间通过连接卡槽卡接固定延伸布置，可以按照要求布置在屋面的各个角落，而排水槽的水平部分管件可以与排水板进行连接，这样排水板上收集到的污水就通过蓄水口流到排水槽中，排水槽进行污水的集中收集，最后污水统一从排水口排出，依次经过沉淀池和集水池的处理收集，最终集水池中的水可以有效的进行回收再利用，再次进行灌溉，从而大大节约了水资源的使用。

本发明的基于大数据的虹吸排水监测系统及监测方法，虹吸系统无需找坡度，也不需进行防水处理，采用虹吸的原理由原先的被动排水改为主动排水，从而有效解决了现有排水结构排水不彻底、漏水、损害植被等情况，且通过大数据系统可以实时监测到管道内的排水情况，方便进行统一监管和实时维护。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于大数据的虹吸排水监测系统，其特征在于：包括虹吸排水系统和排水监测系统，所述排水监测系统用于监测所述虹吸排水系统中管道中的排水情况；

所述的虹吸排水系统包括高分子防护排水异型片（3），排水槽（5），管道（7），观察井（8）以及集水井（9），所述高分子防护排水异型片（3）和排水槽（5）铺设在所述房屋结构（1）上，所述高分子防护排水异型片（3）和排水槽（5）上方还设有过滤层（4），所述排水槽（5）通过管道（7）与观察井（8）连通，所述观察井（8）通过管道与集水井（9）连通；

所述的排水监测系统包括大数据处理中心、排水监测子系统、报警子系统、大数据存储单元和排水管网监测平台，所述大数据处理中心分别连接有排水监测子系统、报警子系统、大数据存储单元和排水监测平台，所述大数据处理中心接收排水监测子系统监测到的数据进行处理并存储在大数据存储单元中，有异常时通过报警子系统进行报警，所述大数据处理中心通过通信单元与排水监测平台进行相互通信。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的虹吸排水监测系统，其特征在于：所述过滤层（4）采用土工布。

3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的虹吸排水监测系统，其特征在于：所述排水槽（5）上部连接有第一观察井（6）；所述集水井（9）上部连接有第二观察井（10）。

4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的虹吸排水监测系统，其特征在于：所述排水槽（5）包括排水槽本体（51），所述排水槽本体（51）上间隔设有若干加强筋（52），所述排水槽本体（51）的上部设有观察口（53），所述排水槽本体（51）的侧部设有排水口（54），所述排水槽本体（51）的底部设有底板（55），所述排水槽本体（51）的端部设有固定和延伸排水槽的插接式卡槽结构（56），所述排水槽本体（51）上还设有进行蓄水的蓄水口（57）。

5.根据权利要求1所述的一种基于大数据的虹吸排水监测系统，其特征在于：所述排水监测子系统包括传感器组件、监测数据采集单元、监测数据整理单元、排水监测控制系统、监测数据存储单元、无线收发单元以及远程终端，所述传感器组件均输出连接监测数据采集单元，所述监测数据采集单元输出连接监测数据整理单元，所述监测数据整理单元输出连接排水监测控制系统，所述排水监测控制系统分别输出连接监测数据存储单元和无线收发单元，所述无线收发单元输出连接远程终端。

6.根据权利要求5所述的一种基于大数据的虹吸排水监测系统，其特征在于：所述传感器组件包括污水监测传感器、水流量传感器、水流速传感器和水位传感器。

7.根据权利要求5所述的一种基于大数据的虹吸排水监测系统，其特征在于：所述传感器组件安装在管道的水平部或者竖直部。

8.根据权利要求1所述的一种基于大数据的虹吸排水监测系统，其特征在于：所述报警子系统包括数据接收单元、数据处理单元、报警控制系统、标准数据参考单元、数据存储单元、数据统计单元、数据对比单元、驱动单元以及报警单元，所述数据接收单元输出连接数据处理单元 ，所述数据处理单元输出连接报警控制系统，所述报警控制系统分别输出连接标准数值参考单元、数据存储单元、数据统计单元和驱动单元，所述数据统计单元输出连接数据对比单元，所述驱动单元输出连接报警单元。

9.根据权利要求5所述的一种基于大数据的虹吸排水监测系统，其特征在于：所述远程终端采用计算机或者智能平板终端。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种基于大数据的虹吸排水监测系统的监测方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）排水监测子系统中的传感器组件分布在各个虹吸排水系统的管道中，传感器组件负责实时监测管道中的污水情况、水流量、水流速度和水位，并将监测到的污水情况、水流量、水流速度和水位数据传输至监测数据采集单元，并由监测数据采集单元归集处理后传输至监测数据整理单元；

（2）监测数据整理单元将整理好的污水情况、水流量、水流速度和水位数据传输至排水监测控制系统进行处理和存储，同时将处理后的监测数据实时传输至大数据处理中心并存储在大数据存储单元中，同时将数据实时显示在排水监测平台上的显示屏上；

（3）报警子系统中的数据接收单元同时接收排水监测子系统中监测到的污水情况、水流量、水流速度和水位数据，并将这些实时数据经过数据处理单元处理后传输至报警控制系统；

（4）报警控制系统将监测到的实时数据与标准数值参考单元中的数据进行实时对比，对比结果如果没有超过阈值，则将结果通过数据统计单元传输给数据对比单元与之前监测的数据做对比，并输出对比表格或图形；若对比结果超过阈值，则报警控制系统控制驱动单元发出报警信号，同样报警信号在远程终端和排水监测平台的显示屏上实时显示。