CN111325949A - 一种应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统，其特征在于：包括水库监测装置、河道水文监测装置、闸门监测装置、水利信息中心管控平台、云端数据库；各监测装置将监测到的信息实时反馈至水利信息中心管控平台；所述水利信息中心管控平台将每个监测装置传输的数据信息进行存储，并对所有监测装置的数据进行实时监控，并制定标准阀值，并向各个显示终端传输数据信息。本发明的系统，能实现同时对多个监测点进行远程监测和报警，当监测数据超过标准阀值时发出报警，水利信息中心管控平台、云端数据库、显示终端能同时收到信号，方便工作人员迅速、精准地找到讯患点，从而实现危情及时排除，保障人民生命财产的安全。

Description

一种应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统
技术领域
本发明涉及水利信息化技术领域技术领域，尤其涉及一种应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统。
背景技术
随着社会生产力的不断发展，水利工程在国民经济中所起的作用越来越大，防汛更是直接影响国民经济发展的一个重要方面，防汛大坝集中监控系统，真正体现防汛的现代化管理，智能化操作。预警防汛大坝水位情况，为领导决策和减少洪水带来损失争取了宝贵的时间，有效保障人民生命财产的安全，现有技术存在由于预警防汛大坝系统不及时完备，而导致丧失了抢救洪水带来损失的宝贵的时间，不能有效保障人民生命财产的安全的问题。而与此同时，当今网络技术和自动化技术的飞速发展，防汛监测信息化、自动化、智能化、远程化是实现防汛工作的重要技术措施，而在防汛工作中，涉及到水库监控、河堤监控、闸门监控、信息传输、应急响应等过程。因此，如何使得各个过程精密协调的运行，进行精准防汛抗洪、提高防汛工程的管理效率，成为一个亟待解决的问题。基于上述情况，有必要研发出一种应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统。
发明内容
为克服现有技术中存在的预警防汛系统不及时、排查安全隐患不精准、预警排患系统不完备而导致的丧失防汛抗洪宝贵的时间，不能有效保障人民生命财产安全的问题，本发明提供了一种应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统。
本发明的技术方案是：一种应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统，其特征在于：包括水库监测装置、河道水文监测装置、闸门监测装置、水利信息中心管控平台、云端数据库；所述水库监测装置实时监测水库的水位、降雨量数值、现场视频信息；所述河道水文监测装置实时监测河道水位、降雨量、水质、流速、现场视频信息；所述闸门监测装置监测闸门启闭程度、闸门运行情况、闸门电机工作状态、闸门PLC控制参数、现场视频信息；所述水库监测装置、河道水文监测装置、闸门监测装置将监测到的信息实时反馈至水利信息中心管控平台，且当监测数据超过标准阀值时进行预警发布；所述水利信息中心管控平台将每个监测装置传输的数据信息进行存储，并与云端数据库实时进行数据交换与共享；所述水利信息中心管控平台对所有监测装置的数据进行实时监控，并制定标准阀值，并向各个显示终端传输数据信息；所述云端数据库对所述水利信息中心管控平台的数据进行存储备份，并向远程无线显示终端传输数据。
进一步的，所述显示终端用于工作人员通过网络访问云端数据库，实现对各个监测现场的测量参数及现场视频信息进行在线监控；所述云端数据库支持显示终端上传现场观测照片、现场观测视频信息及报警信息并回馈给所述水利信息中心管控平台。
进一步的，所述显示终端终端管控自己的具体操作；所述水利信息中心管控平台负责分配显示终端的操作授权：各显示终端之间被分配不同或相同的操作权限；所述操作权限包括：查阅、存储、复制、连接外网；所述水利信息中心管控平台实时监控和实时修改各显示终端的操作：若任一显示终端出现异常状况，水利信息中心管控平台会随即修改或停止该终端的操作权限。
进一步的，所述水利信息中心管控平台对测量数据进行加密，然后作为备份存放在云端数据库中并设定访问权限。
进一步的，所述显示终端的操作授权还包括：通过云端数据库访问水利信息中心管控平台并发送闸门启闭控制指令至闸门PLC控制装置，实现对闸门启闭的远程控制。
进一步的，所述水库监测装置、河道水文监测装置、闸门监测装置上设置有卫星定位装置，并通过GPRS或GSM或CDMA或LTE或WiFi与水利信息中心管控平台、云端数据库、显示终端进行信号传输；所述水利信息化管理系统能有效监测水库监测装置、河道水文监测装置、闸门监测装置发布的预警信息以及各个显示终端发布的报警信息，当发出预警或警报信息时，水利信息中心管控平台、云端数据库、显示终端能同时收到信号。
进一步的，所述水利信息化管理系统包括预警响应系统，所述显示终端能发布不同级别的报警信息，所述水利信息中心管控平台将水库监测装置、河道水文监测装置、闸门监测装置的测量参数根据危险级别设置不同级别的预警模式，且不同级别的预警模式或报警信息对应不同的声光警报模式，当监测参数条件达到设定报警值时，预警响应系统会自动启动，显示预警级别及警报地点，并根据系统设定，根据监测结果自动智能控制闸门的启闭。
进一步的，所述显示终端为手机或电脑，所述显示终端内安装有水利信息监控系统软件，可存储1年的监测数据，所述水利信息监控系统软件显示包括：本次降雨量、当前水库水位、当前河道水位、当前河道水质情况、当前河道流速、闸门启闭程度、闸门电机工作参数、监测数据超标准阀值报警提醒、监测点电子地图位置、监测参数动态曲线显示、监测参数历史数据查询。
进一步的，所述水库监测装置设置在水库大坝的坝基上，所述水库监测装置上安装有超声波或雷达遥测水位计、雨量收集筒以及摄像机；所述河道水文监测装置为多个，分设在河道堤坝案的不同位置，所述河道水文监测装置包括雨量收集筒、雷达遥测水位计、北斗卫星通信终端、摄像机，所述闸门监测装置包括闸门控制柜、液位计、卫星定位器、摄像机、视频RTU，所述视频RTU通过网络系统将监测的参数信息输送给水利信息中心管控平台；所述所述闸门监测装置的监测数据包括：闸位开度、闸门开到位、闸门关到位、闸门前后的水位、流量。
进一步的，所述水库监测装置或/和河道水文监测装置或/和闸门监测装置3上还安装有给监测设备供电的太阳能电池板及风力发电装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明提供的用于汛情监控的水利信息化管理系统，能实现同时对多个监测点进行远程监测和报警，当监测数据超过标准阀值时发出报警，水利信息中心管控平台、云端数据库、显示终端能同时收到信号，方便工作人员迅速、精准地找到讯患点，从而实现危情及时排除，保障人民生命财产的安全。
（2）本发明提供的用于汛情监控的水利信息化管理系统，利用无线通信技术，将监测的数据上传到云端数据库，实现监测设备与手持终端之间的数据通信与信息共享，方便工作人员可以通过电脑或者手机随时查看监测数据结果。只要有手机信号的地方都能访问云端数据库进行实时监测；当工作人员在河堤上巡视时，手机终端还能上传现场观测照片、现场观测视频信息及报警信息并回馈给所述水利信息中心管控平台，进行信息采集的补充及报警等，操作灵活，方便快捷。
（3）本发明提供的用于汛情监控的水利信息化管理系统，包括PC端软件及手持端的APP软件，具有报警功能和历史数据存储功能，可实现一年以内的历史数据保存和报表输出功能，可以实现对原始数据的追溯，方便分析汛情爆发的原因和隐患的排查。
附图说明
图1是本发明的应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统结构组成示意图；
图2是本发明的水利信息化管理系统中的水库监测装置的结构示意图；
图3是本发明的水库监测装置中的水平支撑横杆的结构示意图；
图4是本发明的水库监测装置中的行走装置的结构示意图；
图中附图标记如下：1、水库监测装置；2、河道水文监测装置；3、闸门监测装置；4、水利信息中心管控平台；5、云端数据库；6、显示终端。11、支撑立柱；12、水平支撑横杆；1201、卡槽；1202、齿轮槽轨；13、斜拉杆；14、雷达遥测水位计；15、摄像机；1501、垂直连接杆；1502、水平齿轮轴；1503、行走齿轮；1504、同轴齿轮；1505、双向电机；16、雨量收集筒；17、风力发电装置；18、太阳能电池板。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，一种应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统，其特征在于：包括水库监测装置1、河道水文监测装置2、闸门监测装置3、水利信息中心管控平台4、云端数据库5；水库监测装置1实时监测水库的水位、降雨量数值、现场视频信息；河道水文监测装置2实时监测河道水位、降雨量、水质、流速、现场视频信息；闸门监测装置3监测闸门启闭程度、闸门运行情况、闸门电机工作状态、闸门PLC控制参数、现场视频信息；水库监测装置1、河道水文监测装置2、闸门监测装置3将监测到的信息实时反馈至水利信息中心管控平台4，且当监测数据超过标准阀值时进行预警发布；水利信息中心管控平台4将每个监测装置传输的数据信息进行存储，并与云端数据库5实时进行数据交换与共享；水利信息中心管控平台4对所有监测装置的数据进行实时监控，并制定标准阀值，并向各个显示终端6传输数据信息；云端数据库5对水利信息中心管控平台4的数据进行存储备份，并向远程无线显示终端6传输数据。
此外，显示终端6用于工作人员通过网络访问云端数据库5，实现对各个监测现场的测量参数及现场视频信息进行在线监控；云端数据库5支持显示终端6上传现场观测照片、现场观测视频信息及报警信息并回馈给水利信息中心管控平台4。
显示终端6终端管控自己的具体操作；水利信息中心管控平台4负责分配显示终端6的操作授权：各显示终端6之间被分配不同或相同的操作权限；操作权限包括：查阅、存储、复制、连接外网；水利信息中心管控平台4实时监控和实时修改各显示终端6的操作：若任一显示终端6出现异常状况，水利信息中心管控平台4会随即修改或停止该终端的操作权限。显示终端6的操作授权还包括：通过云端数据库5访问水利信息中心管控平台4并发送闸门启闭控制指令至闸门PLC控制装置，实现对闸门启闭的远程控制。水利信息中心管控平台4对测量数据进行加密，然后作为备份存放在云端数据库5中并设定访问权限。水库监测装置1、河道水文监测装置2、闸门监测装置3上设置有卫星定位装置，并通过GPRS或GSM或CDMA或LTE或WiFi与水利信息中心管控平台4、云端数据库5、显示终端6进行信号传输；水利信息化管理系统能有效监测水库监测装置1、河道水文监测装置2、闸门监测装置3发布的预警信息以及各个显示终端6发布的报警信息，当发出预警或警报信息时，水利信息中心管控平台4、云端数据库5、显示终端6能同时收到信号。
水利信息化管理系统包括预警响应系统，显示终端6能发布不同级别的报警信息，水利信息中心管控平台4将水库监测装置1、河道水文监测装置2、闸门监测装置3的测量参数根据危险级别设置不同级别的预警模式，且不同级别的预警模式或报警信息对应不同的声光警报模式，当监测参数条件达到设定报警值时，预警响应系统会自动启动，显示预警级别及警报地点，并根据系统设定，根据监测结果自动智能控制闸门的启闭。
显示终端6为手机或电脑，显示终端6内安装有水利信息监控系统软件，可存储1年的监测数据，水利信息监控系统软件显示包括：本次降雨量、当前水库水位、当前河道水位、当前河道水质情况、当前河道流速、闸门启闭程度、闸门电机工作参数、监测数据超标准阀值报警提醒、监测点电子地图位置、监测参数动态曲线显示、监测参数历史数据查询。
水库监测装置1设置在水库大坝的坝基上，水库监测装置1上安装有超声波或雷达遥测水位计、雨量收集筒以及摄像机；河道水文监测装置2为多个，分设在河道堤坝案的不同位置，河道水文监测装置2包括雨量收集筒、雷达遥测水位计、北斗卫星通信终端、摄像机，闸门监测装置3包括闸门控制柜、液位计、卫星定位器、摄像机、视频RTU，视频RTU通过网络系统将监测的参数信息输送给水利信息中心管控平台4；闸门监测装置3的监测数据包括：闸位开度、闸门开到位、闸门关到位、闸门前后的水位、流量。水库监测装置1或/和河道水文监测装置2或/和闸门监测装置3上还安装有给监测设备供电的太阳能电池板及风力发电装置。
如图2所示，水库监测装置1包括设置在岸基上的支撑立柱11、与支撑立柱11垂直相连的水平支撑横杆12、连接支撑立柱11上部和水平支撑横杆12远端的斜拉杆13，水平支撑横杆12相对一侧的支撑立柱11上安装有雨量收集筒16，支撑立柱11上部安装有太阳能电池板18，支撑立柱11顶端安装有风力发电装置17。水平支撑横杆12的远端下方安装有雷达遥测水位计14，水平支撑横杆12的远端侧面安装有摄像机15，雷达遥测水位计14垂直射向水库的水面。
当河道中大型有漂移物或船只通过时，会影响雷达遥测水位计14的准确性。为此，发明人又进一步进行了设计：如图3、图4所示，在雷达遥测水位计14设计行走装置，水平支撑横杆12设计为空心的矩形横梁结构，其下表面沿长度方向具设置有卡槽1201，水平支撑横杆12的内侧底面也即卡槽1201左右两侧的内侧底面，设置有尺条形的齿轮槽轨1202。雷达遥测水位计14的顶端设置有垂直连接杆1501，垂直连接杆1501的顶端连接有水平齿轮轴1502，水平齿轮轴1502的两端对称设置有行走齿轮1503，左侧行走齿轮1503的内侧设置有同轴齿轮1504，同轴齿轮1504与双向电机1505的驱动齿轮啮合连接。该装置中，在双向电机1505的作用下，驱动同轴齿轮1504转动，进而带动行走齿轮1503转动，行走齿轮1503可沿着卡槽1201两侧的齿轮槽轨1202进行前进或后退的移动，实现雷达遥测水位计14的水平移动。当摄像头拍摄到下方有漂移物体时，控制系统给双向电机1505发出指令，电机驱动雷达遥测水位计14沿着水平支撑横杆12水平移动，避开障碍物监测，保证了测量数据的精确性。
本发明提供的用于汛情监控的水利信息化管理系统，能实现同时对多个监测点进行远程监测和报警，当监测数据超过标准阀值时发出报警，水利信息中心管控平台、云端数据库、显示终端能同时收到信号，方便工作人员迅速、精准地找到讯患点，从而实现危情及时排除，保障人民生命财产的安全。
本发明还利用无线通信技术，将监测的数据上传到云端数据库，实现监测设备与手持终端之间的数据通信与信息共享，方便工作人员可以通过电脑或者手机随时查看监测数据结果。只要有手机信号的地方都能访问云端数据库进行实时监测；当工作人员在河堤上巡视时，手机终端还能上传现场观测照片、现场观测视频信息及报警信息并回馈给水利信息中心管控平台，进行信息采集的补充及报警等，操作灵活，方便快捷。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统，其特征在于：包括水库监测装置（1）、河道水文监测装置（2）、闸门监测装置（3）、水利信息中心管控平台（4）、云端数据库（5）；所述水库监测装置（1）实时监测水库的水位、降雨量数值、现场视频信息；所述河道水文监测装置（2）实时监测河道水位、降雨量、水质、流速、现场视频信息；所述闸门监测装置（3）监测闸门启闭程度、闸门运行情况、闸门电机工作状态、闸门PLC控制参数、现场视频信息；所述水库监测装置（1）、河道水文监测装置（2）、闸门监测装置（3）将监测到的信息实时反馈至水利信息中心管控平台（4），且当监测数据超过标准阀值时进行预警发布；所述水利信息中心管控平台（4）将每个监测装置传输的数据信息进行存储，并与云端数据库（5）实时进行数据交换与共享；所述水利信息中心管控平台（4）对所有监测装置的数据进行实时监控，并制定标准阀值，并向各个显示终端（6）传输数据信息；所述云端数据库（5）对所述水利信息中心管控平台（4）的数据进行存储备份，并向远程无线显示终端（6）传输数据。
2.根据权利要求1所述的应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统，其特征在于：所述显示终端（6）用于工作人员通过网络访问云端数据库（5），实现对各个监测现场的测量参数及现场视频信息进行在线监控；所述云端数据库（5）支持显示终端（6）上传现场观测照片、现场观测视频信息及报警信息并回馈给所述水利信息中心管控平台（4）。
3.根据权利要求2所述的应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统，其特征在于：所述显示终端（6）终端管控自己的具体操作；所述水利信息中心管控平台（4）负责分配显示终端（6）的操作授权：各显示终端（6）之间被分配不同或相同的操作权限；所述操作权限包括：查阅、存储、复制、连接外网；所述水利信息中心管控平台（4）实时监控和实时修改各显示终端（6）的操作：若任一显示终端（6）出现异常状况，水利信息中心管控平台（4）会随即修改或停止该终端的操作权限。
4.根据权利要求3所述的应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统，其特征在于：所述水利信息中心管控平台（4）对测量数据进行加密，然后作为备份存放在云端数据库（5）中并设定访问权限。
5.根据权利要求3所述的应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统，其特征在于：所述显示终端（6）的操作授权还包括：通过云端数据库（5）访问水利信息中心管控平台（4）并发送闸门启闭控制指令至闸门PLC控制装置，实现对闸门启闭的远程控制。
6.根据权利要求2所述的应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统，其特征在于：所述水库监测装置（1）、河道水文监测装置（2）、闸门监测装置（3）上设置有卫星定位装置，并通过GPRS或GSM或CDMA或LTE或WiFi与水利信息中心管控平台（4）、云端数据库（5）、显示终端（6）进行信号传输；所述水利信息化管理系统能有效监测水库监测装置（1）、河道水文监测装置（2）、闸门监测装置（3）发布的预警信息以及各个显示终端（6）发布的报警信息，当发出预警或警报信息时，水利信息中心管控平台（4）、云端数据库（5）、显示终端（6）能同时收到信号。
7.根据权利要求6所述的应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统，其特征在于：所述水利信息化管理系统包括预警响应系统，所述显示终端（6）能发布不同级别的报警信息，所述水利信息中心管控平台（4）将水库监测装置（1）、河道水文监测装置（2）、闸门监测装置（3）的测量参数根据危险级别设置不同级别的预警模式，且不同级别的预警模式或报警信息对应不同的声光警报模式，当监测参数条件达到设定报警值时，预警响应系统会自动启动，显示预警级别及警报地点，并根据系统设定，根据监测结果自动智能控制闸门的启闭。
8.根据权利要求6所述的应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统，其特征在于：所述显示终端（6）为手机或电脑，所述显示终端（6）内安装有水利信息监控系统软件，可存储1年的监测数据，所述水利信息监控系统软件显示包括：本次降雨量、当前水库水位、当前河道水位、当前河道水质情况、当前河道流速、闸门启闭程度、闸门电机工作参数、监测数据超标准阀值报警提醒、监测点电子地图位置、监测参数动态曲线显示、、监测参数历史数据查询。
9.根据权利要求8所述的应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统，其特征在于：所述水库监测装置（1）设置在水库大坝的坝基上，所述水库监测装置（1）上安装有超声波或雷达遥测水位计、雨量收集筒以及摄像机；所述河道水文监测装置（2）为多个，分设在河道堤坝案的不同位置，所述河道水文监测装置（2）包括雨量收集筒、雷达遥测水位计、北斗卫星通信终端、摄像机，所述闸门监测装置（3）包括闸门控制柜、液位计、卫星定位器、摄像机、视频RTU，所述视频RTU通过网络系统将监测的参数信息输送给水利信息中心管控平台（4）；所述所述闸门监测装置（3）的监测数据包括：闸位开度、闸门开到位、闸门关到位、闸门前后的水位、流量。
10.根据权利要求8所述的应用于汛情监测预警的水利信息化管理系统，其特征在于：所述水库监测装置（1）或/和河道水文监测装置（2）或/和闸门监测装置（3）上还安装有给监测设备供电的太阳能电池板及风力发电装置。
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