CN110135722A - 基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理系统 - Google Patents
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Abstract
本案涉及一种基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理系统，包括：汛情数据监控模块，视频监控模块，地下管网流量控制模块，大数据综合管理模块，指挥调度模块，信息存储模块；所述大数据综合管理模块对汛情数据监控模块所提供的监测数据，结合数据库，分析所述汛情数据监控模块所监测各点的汛情和变化，及时做出应对；本发明通过设于各地上或地下排水管网的入口、出口处流量计，实时监测各管网中的流量动态，通过合理的预判和调配地下管网流量控制模块中各阀门和水泵的状态，达到降雨量严重不均时平衡各区域排水能力，并优先保证重要地区排水、防洪涝的目的。
Description
技术领域
本发明属于智慧城市建设领域，具体涉及一种基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理系统。
背景技术
随着我国城市化进程的逐渐加快，城市内的人口数量大量增加，交通运输量加大，建筑群建造的更加密集等许多因素导致城市内温度明显高于郊区的稳定，城市化进程的加快直接改变了城市所在区域的生态环境，进而形成热岛效应，而城市热岛效应会直接影响降水，导致降雨强度增加，同时，因为城市发展的需要不断发生的人工降雨，也在一定程度上造成了降雨量增加，进而增加了城市洪涝灾害的发生。另外近年来，极端天气频发这给城市的各项基础设施都造成了很大压力，比如强降雨的发生直接考验着城市的排水系统，比如一些城市内的降雨强度和范围超过历史最高记录。
由于我国部分城市规划的相对滞后和不合理，地下管网排布不合理，后期改造成本较高，施工期长，导致城市洪水和内涝成为一个较为严重的民生问题。
智慧城市是指利用各种信息技术或创新意念，集成城市的组成系统和服务，以提升资源运用的效率，优化城市管理和服务，以及改善市民生活质量。智慧城市把新一代信息技术充分运用在城市的各行各业之中的基于知识社会下一代创新的城市信息化高级形态，实现信息化、工业化与城镇化深度融合，有助于缓解“大城市病”，提高城镇化质量，实现精细化和动态管理，并提升城市管理成效和改善市民生活质量。智慧城市的建设，有助于城市洪涝灾害的预防、治理。
发明内容
本发明的目的是提供一种可在汛情发生时有效防止重要地区洪涝发生的智慧城市洪涝灾害处理系统。
本发明的另一个目的是提供一种基于基于地理集成信息化，能对洪涝灾害作出预警和快速响应处理的洪涝灾害处理系统。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理系统，其特征在于，包括：
汛情数据监控模块，包括安装于各监测点的雨量计、水位计、流量计；
汛情数据监控模块，包括选择性调用的公安、交通部门所提供的部分重要路段的实时视频和照片；
地下管网流量控制模块，包括设于地下管网各出口或节点处的流量控制阀门和水泵；
大数据综合管理模块，包括数据库模块和智能分析模块；
指挥调度模块，包括实时汛情显示单元和指令发布单元，所述实时汛情显示单元用于显示汛情数据监控模块、视频监控模块的实时内容和大数据综合管理模块的分析结果；所述指令发布单元接收由管理者发出的人员、物资调度的管理者指令，该指令是由管理者根据实时汛情显示单元所显示的内容作出判断的结果；
信息存储模块，与大数据综合管理模块和指挥调度模块连接，用于存储记录灾害发生时所有传感器的信息、影像、管理者指令、各参与方响应效果；
所述汛情数据监控模块和视频监控模块与所述大数据综合管理模块信号连接，所述大数据综合管理模块与指挥调度模块连接；所述大数据综合管理模块通过对汛情数据监控模块所提供的监测数据与数据库模块进行比对，并通过智能分析模块分析所述汛情数据监控模块所监测各点的汛情，预测各预设监测点的接下来的汛情变化。
优选的是，所述智能分析模块包括搭载有专家系统的多媒体终端，所述数据库模块包括数字城市系统、卫星遥感影像、水文部门数据库、气象部门数据库以及防汛物资数据库。
优选的是，所述雨量计包括各气象站、区域监测点的雨量统计设施。
优选的是，所述水位计设于各易涝点，包括低洼处、出入口、十字路口。
优选的是，所述流量计设于各地下排水管网的入口、出口处。
优选的是，所述大数据综合管理模块将城市各个地区根据人口密度、交通、地形和地质以及社会综合因素，参考地下管网的布局和洪涝发生频率，将各区域分为不同的优先级，在局部暴雨突发，地下管网排水系统流量饱和时，暂时停止或减少优先级较低的区域管网排水，优先排放优先级较高的区域排水。
优选的是，所述流量计向大数据综合管理模块传送实时流量信息，在非主动流量调节的情况下，当某条管网或某个入水口的流量突然变小或明显小于其应有的正常流量值时，判定为该管网或入水口堵塞，应及时通知工作人员进行疏浚。
优选的是，每次汛情结束后，所述智能分析模块根据信息存储模块所记录的信息，对此次汛情中产生的各监测点数据、处理调度措施、处理效果进行整理分析，对于其中效果较好，可执行性强的处理方案形成系统的应急预案，并对防汛物资的配备、新建地下管网的优化布局、公共设施的建设形成参考数据。
优选的是，还包括有具备快速抽水功能的洒水车组成的机动排水车，受指挥调度模块支配，用于小面积排水困难区域的临时抽排水。
本发明的基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理系统，具有诸多优点：
1、通过设于各地上或地下排水管网的入口、出口处流量计，实时监测各管网中的流量动态，通过合理的预判和调配地下管网流量控制模块中各阀门和水泵的状态，达到降雨量严重不均时平衡各区域排水能力，并优先保证重要地区排水、防洪涝的目的。
2.通过整合数字城市系统、卫星遥感影像、相关部门数据库以及汛情数据监控模块的实时数据，预测分析汛情，结合汛情数据监控模块的影像图片，为防汛指挥人员提供直观、迅速的参考，有助于防汛指挥人员作出准确的判断。
3、信息存储模块存储防汛期间所发生的信息，智能分析模块根据信息存储模块所记录的信息，对此次汛情中产生的各监测点数据、处理调度措施、处理效果进行整理分析，为下次防汛工作的部署提供参考，整理分析的结果还是今后防汛物资的配备、新建地下管网的优化布局、公共设施建设可参考的依据。
附图说明
图1为基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理系统的模块示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
如图1所示，一种基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理系统，其特征在于，包括：
汛情数据监控模块，包括安装于各监测点的雨量计、水位计、流量计；所述监测点为预设有雨量计、水位计或流量计的汛情监控点。
视频监控模块，包括选择性调用的公安、交通部门所提供的部分重要路段的实时视频和照片；
地下管网流量控制模块，包括设于地下管网各出口或节点处的流量控制阀门和水泵；
大数据综合管理模块，包括数据库模块和智能分析模块；
指挥调度模块，包括实时汛情显示单元和指令发布单元，所述实时汛情显示单元用于显示汛情数据监控模块、视频监控模块的实时内容和大数据综合管理模块的分析结果；所述指令发布单元接收由管理者发出的人员、物资调度的管理者指令，该指令是由管理者根据实时汛情显示单元所显示的内容作出判断的结果；
信息存储模块，与大数据综合管理模块和指挥调度模块连接，用于存储记录灾害发生时所有传感器的信息、影像、管理者指令、各参与方响应效果；
所述汛情数据监控模块和视频监控模块与所述大数据综合管理模块信号连接，所述大数据综合管理模块与指挥调度模块连接；所述大数据综合管理模块通过对汛情数据监控模块所提供的监测数据与数据库模块进行比对，并通过智能分析模块分析所述汛情数据监控模块所监测各点的汛情，预测各预设监测点的接下来的汛情变化。
所述智能分析模块包括搭载有专家系统的多媒体终端，所述数据库模块包括数字城市系统、卫星遥感影像、水文部门数据库、气象部门数据库以及防汛物资数据库。
所述雨量计包括各气象站、区域监测点的雨量统计设施。雨量计需要进行看管和维护，利用各气象站、区域监测点的雨量统计设施进行雨量监测，如有需要，可在具体区域令设雨量计。
所述水位计设于各易涝点，包括低洼处、出入口、十字路口城市低洼处、出入口、十字路口在雨量较大时，极易积水，在各处设立以超声波水位计为主的水位统计设施，有利于随时掌握各处的水位信息并及时处理，保障行人安全。
所述流量计设于各地下排水管网的入口、出口处。流量计用于统计地下排水管网的实时流量，根据各地下排水管网排水量的临界值，对各地下排水管网及地上排水设施的排水量进行调控。
所述大数据综合管理模块将城市各个地区根据人口密度、交通、地形和地质以及社会综合因素，参考地下管网的布局和洪涝发生频率，将各区域分为不同的优先级，在局部暴雨突发，地下管网排水系统流量饱和时，暂时停止或减少优先级较低的区域管网排水，优先排放优先级较高的区域排水。雨量大时，地下排水管网排水量排水流量饱和，为了保证多数人的正常生活，将优先级较高区域内的积水先排出，或者在局部暴雨时，临时将周边区域地下排水管网的排水流量供暴雨区域调配，有利于快速缓解该区域的汛情。
所述流量计向大数据综合管理模块传送实时流量信息，在非主动流量调节的情况下，当某条管网或某个入水口的流量突然变小或明显小于其应有的正常流量值时，判定为该管网或入水口堵塞，应及时通知工作人员进行疏浚。入水口堵塞和地下管网淤塞是时常发生的情况，如不能及时疏浚，有可能导致大面积积水，通过流量计来及时感知堵塞的发生，提早采取疏浚措施，防止大面积积水的发生。
每次汛情结束后，所述智能分析模块根据信息存储模块所记录的信息，对此次汛情中产生的各监测点数据、处理调度措施、处理效果进行整理分析，对于其中效果较好，可执行性强的处理方案形成系统的应急预案，并对防汛物资的配备、新建地下管网的优化布局、公共设施的建设形成参考数据。智能分析模块内的专家系统可以进行基于人工智能的分析学习，形成系统的防汛指挥调度参考内容。
还包括有具备快速抽水功能的洒水车组成的机动排水车，受指挥调度模块支配，用于小面积排水困难区域的临时抽排水。城市在建设中由于规划不合理难免出现局部的小面积深度积水，影响行人安全，将洒水车组成临时的大功率机动排水车，快速将积水抽至洒水车内，并排放于他处。
实施例2
某城市突发暴雨，成立临时防汛指挥小组，采用本发明基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理系统进行应对。
当地老城区的降雨量明显大于其他区域，由于老城区的地下排水管网相对老旧，出现了明显的内涝现象。
某居民区附近的排水口流量计发送的流量数据突然出现了明显的下降，防汛指挥小组立即派出了疏浚人员，经排查为大量生活垃圾堆积导致入水口堵塞，经过垃圾打捞后，疏浚成功，防汛指挥小组确认该处流量计所发送的流量数据恢复正常后，令疏浚人员返回。
由于周边地区的降雨量较低，且未出现明显内涝，防汛指挥小组选择性的关闭周边区域内的部分地下支线排水管网，为老城区的地下管网让出部分排水运力；同时开启老城区内医院、学校、生活区、交通要道、政府等重点区域附近地下管网的水泵，以提高排水流量，2小时后，老城区重点区域的内涝现象得以明显缓解，较以前暴雨突发时的汛情解决时间明显加快。
防汛指挥小组还派出具备快速抽水功能的洒水车组成的机动排水车进行巡逻，重点应对部分人口密集的小区出入口的积水。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (9)
1.一种基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理系统，其特征在于，包括：
汛情数据监控模块，包括安装于各预设监测点的雨量计、水位计、流量计；
视频监控模块，包括从公安、交通部门调用的部分路段的实时视频和照片；
地下管网流量控制模块，包括设于地下管网各出口或节点处的流量控制阀门和水泵；
大数据综合管理模块，包括数据库模块和智能分析模块；
指挥调度模块，包括实时汛情显示单元和指令发布单元，所述实时汛情显示单元用于显示汛情数据监控模块、视频监控模块的实时内容和大数据综合管理模块的分析结果；所述指令发布单元接收由管理者发出的人员、物资调度的管理者指令，该指令是由管理者根据实时汛情显示单元所显示的内容作出判断的结果；
信息存储模块，与大数据综合管理模块和指挥调度模块连接，用于存储记录灾害发生时所有传感器的信息、影像、管理者指令、各参与方响应效果；
所述汛情数据监控模块和视频监控模块与所述大数据综合管理模块信号连接，所述大数据综合管理模块与指挥调度模块连接；所述大数据综合管理模块通过对汛情数据监控模块所提供的监测数据与数据库模块进行比对，并通过智能分析模块分析所述汛情数据监控模块所监测各点的汛情，预测各预设监测点的接下来的汛情变化。
2.如权利要求1所述的基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理系统，其特征在于，所述智能分析模块包括搭载有专家系统的多媒体终端，所述数据库模块包括数字城市系统、卫星遥感影像、水文部门数据库、气象部门数据库以及防汛物资数据库。
3.如权利要求1所述的基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理系统，其特征在于，所述雨量计包括各气象站、区域监测点的雨量统计设施。
4.如权利要求3所述的基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理系统，其特征在于，所述水位计设于各易涝点，包括低洼处、出入口、十字路口。
5.如权利要求4所述的基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理系统，其特征在于，所述流量计设于各地下排水管网的入口、出口处。
6.如权利要求5所述的基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理系统，其特征在于，所述大数据综合管理模块将城市各个地区根据人口密度、交通、地形和地质以及社会综合因素，参考地下管网的布局和洪涝发生频率，将各区域分为不同的优先级，在局部暴雨突发，地下管网排水系统流量饱和时，暂时停止或减少优先级较低的区域管网排水，优先排放优先级较高的区域排水。
7.如权利要求6所述的基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理系统，其特征在于，所述流量计向大数据综合管理模块传送实时流量信息，在非主动流量调节的情况下，当某条管网或某个入水口的流量突然变小或明显小于其应有的正常流量值时，判定为该管网或入水口堵塞，应及时通知工作人员进行疏浚。
8.如权利要求1所述的基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理系统，其特征在于，每次汛情结束后，所述智能分析模块根据信息存储模块所记录的信息，对此次汛情中产生的各监测点数据、处理调度措施、处理效果进行整理分析，对于其中效果较好，可执行性强的处理方案形成系统的应急预案，并对防汛物资的配备、新建地下管网的优化布局、公共设施的建设形成参考数据。
9.如权利要求1所述的基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理系统，其特征在于，还包括有具备快速抽水功能的洒水车组成的机动排水车，受指挥调度模块支配，用于小面积排水困难区域的临时抽排水。
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