CN112780342A - 一种风亭智能浮力式防洪挡水装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种风亭智能浮力式防洪挡水装置及控制方法，装置包括：挡水板、壳体、浮力组件和现场监控系统及电气控制单元；挡水板，其整体结构与风亭形状相适配，由多块挡水板拼装组成；壳体，容纳浮力组件和挡水板，底部设有进水孔，顶部设有伸出口，伸出口与挡板之间设有密封胶带；浮力组件，包括浮力装置和导向装置；浮力装置驱动挡水板上浮；导向装置对浮力装置进行导向；现场监控系统，通过水位计和位置传感器实时采集水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息，并传送给电气控制单元；与预设参数进行比较判断并显示。本发明提升暴雨时风亭防洪能力，避免车站被淹，确保地铁运营安全；提高了监测的自动化程度，速度快、效率高。
Description
技术领域
本发明属于地铁车站通风领域，尤其是涉及一种地铁车站风亭浮力式防洪挡水装置。
背景技术
在雨季及汛期期间，持续特大暴雨造成了地面积水严重，引发洪水从风亭孔井的风口面倒灌地铁内部的事故，造成了地铁停运、乘客滞留等不良后果。
现有风亭孔口面都具有一定高度，可以起到一定的阻水防淹效果。若积水高度超过风亭口面，则会通过风亭口排入地铁内部，其内部的排水设施不能在短时间内起到排水泄洪的作用，造成地铁内部积水，威胁着地铁运营安全。
因此，如何设计一种风亭防洪挡水装置，防止地铁被淹，保证地铁运行的安全，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种风亭浮力式防洪挡水装置，以防止暴雨来袭时，车站被淹，进而确保地铁运营安全。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种风亭智能浮力式防洪挡水装置，包括：挡水板、壳体、浮力组件和现场监控系统及电气控制单元；
所述挡水板，用于防洪挡水，其整体结构与风亭形状相适配，由多块挡水板拼装组成；
所述壳体，用于容纳所述浮力组件和所述挡水板，所述壳体设于风亭口的混凝土层上，所述壳体底部设有进水孔，所述进水孔用于进水，所述壳体顶部设有伸出口，所述挡水板通过所述伸出口伸出所述壳体，所述伸出口与所述挡板之间设有密封胶带；
所述浮力组件，包括浮力装置和导向装置；所述浮力装置，用于驱动所述挡水板上浮；所述导向装置，用于对所述浮力装置进行导向；
所述现场监控系统，包括水位计和位置传感器，通过水位计和位置传感器实时采集水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息，将现场水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息传送给电气控制单元；
所述电气控制单元接收现场水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息，将预设与实时的信息参数进行比较判断并显示。
进一步，所述浮力装置为板状长方体，所述长方体的一侧面设有凸起，所述凸起套设在所述导向装置上，与所述导向装置滑动连接。
进一步，所述导向装置为竖直设置的导杆，所述导杆固定在所述壳体内。
进一步，所述凸起为均匀设置的多个。
进一步，所述密封胶带设置在所述浮力装置的顶部与壳体之间，所述密封胶带设于所述挡水板和所述壳体内侧之间。
进一步，还包括中央监控系统；
所述中央监控系统与所述现场监控系统连接，相互通信，所述现场监控系统将水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息发送给所述中央监控系统，用于对现场情况进行监测。
对上述的一种风亭智能浮力式防洪挡水装置进行控制的方法，包括如下步骤：
S1、现场监控系统通过水位计、位置传感器，实时采集水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息；
S2、现场监控系统将步骤S1采集的水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息发送给现场电气控制单元，电气控制单元接收现场水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息，并与水位到达信息进行比较和显示；
S3、现场监控系统的位置传感器监测挡水板状态信息，发送给现场电气控制单元，现场电气控制单元判断挡水板是否已密封完全，如完成则发出风亭口已密封信号并进行显示；
S4、现场监控系统的水位计监测水位信息，发送给现场电气控制单元，现场电气控制单元判断水位信息是否已退至安全限界位置以下，如达到则发出风亭口已解除密封信号并进行显示。
进一步，步骤S1和步骤S2之间还包括步骤S1-2:现场监控系统将步骤S1采集的水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息发送给现场电气控制单元，现场电气控制单元判断水位信息是否达到预警位置，如达到则向现场电气控制单元和/或中央监控系统推送水位预警信号并进行显示。
进一步，还包括步骤S5：现场电气控制单元判断水位信息是否已退回预警位置以下，如达到，则向现场控制控制单元和/或中央监控系统推送预警已解除信号。
相对于现有技术，本发明所述的一种风亭智能浮力式防洪挡水装置具有以下优势：
由于采用上述技术方案：本申请具有下列有益效果：
(1)本发明通过壳体、挡水板、浮力组件、现场监控系统和电气控制单元的设置，浮力组件由壳体内进入的洪水进行驱动，带动挡水板浮起，对风亭孔口进行密封防水，进而达到暴雨时对风亭防洪能力的提升，避免车站被淹，确保地铁运营的安全；同时节省人力和体力以及能源，方便、快捷、高效；通过现场监控系统对现场水位和挡水板位置状态进行监测，根据监测结果通过电气控制单元来与预设信息进行比较判断并显示，提高现场情况监控的自动化程度，速度快、效率高；
(2)浮力装置、导向装置均采用，结构简单，成本低，效果好，节约能源、节省人力和体力；
(3)均匀设置的多个凸起，提高了浮力装置的强度，保证了浮力装置在浮起过程中的稳定性；
(4)中央监控系统，与现场监控系统及电气控制单元联网，方便对现场情况的监控，进而对全局情况进行及时了解和把控，合理安排运维方案；
(5)防洪挡水装置的自动控制方法，现场监控系统实时采集水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息；并传送给现场电气控制单元，电气控制单元并与水位到达信息进行比较和显示；然后根据挡水板状态信息，判断挡水板是否已密封完全，如完成则发出风亭口已密封信号并显示；然后再根据水位信息判断是否退回安全限界位置以下，如达到则发出风亭口已解除信号并显示；控制方法简单、高效、精确、故障率低；
(6)推送风亭口已密封信号、风亭口已解除信号和预警已解除信号，方便现场和中央监控系统了解挡水板的工作状态，便于对不同现场或同一现场不同挡水板的后续的监测和维护管理。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明工作时的轴测图。
图2为本发明防洪装置平时状态某一边局部剖视图。
图3为本发明防洪装置工作状态某一边局部剖视图。
图4为本发明防洪装置最大位移时某一边的局部剖视图。
图5为本发明系统的构架示意图。
图6为现场控制流程图。图中，采集控制模块即现场监控系统及电气控制单元。
图7-9为本发明方法具体实施例的流程图。
附图标记说明：
1：壳体，2：挡水板，3：密封胶带，4：浮力装置，5：导向装置，6：内壳体，7：外壳体，8：进水孔，9：水。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-9所示，一种风亭智能浮力式防洪挡水装置，包括：挡水板、壳体、浮力组件和现场监控系统及电气控制单元；
所述挡水板，用于防洪挡水，其整体结构与风亭形状相适配，由多块挡水板拼装组成；
所述壳体，用于容纳所述浮力组件和所述挡水板，所述壳体设于风亭口的混凝土层上，所述壳体底部设有进水孔，所述进水孔用于进水，所述壳体顶部设有伸出口，所述挡水板通过所述伸出口伸出所述壳体，所述伸出口与所述挡板之间设有密封胶带；
所述浮力组件，包括浮力装置和导向装置；所述浮力装置，用于驱动所述挡水板上浮；所述导向装置，用于对所述浮力装置进行导向；
所述现场监控系统，包括水位计和位置传感器，通过水位计和位置传感器实时采集水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息，将现场水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息传送给电气控制单元；
所述电气控制单元接收现场水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息，将预设与实时的信息参数进行比较判断并显示。
本发明通过壳体、挡水板、浮力组件、现场监控系统和电气控制单元的设置，浮力组件由壳体内进入的洪水进行驱动，带动挡水板浮起，对风亭孔口进行密封防水，进而达到暴雨时对风亭防洪能力的提升，避免车站被淹，确保地铁运营的安全；同时节省人力和体力以及能源，方便、快捷、高效；通过现场监控系统对现场水位和挡水板位置状态进行监测，根据监测结果通过电气控制单元来与预设信息进行比较判断并显示，提高现场情况监控的自动化程度，速度快、效率高。
进一步，所述浮力装置为板状长方体，所述长方体的一侧面设有凸起，所述凸起套设在所述导向装置上，与所述导向装置滑动连接。
进一步，所述导向装置为竖直设置的导杆，所述导杆固定在所述壳体内。浮力装置、导向装置均采用，结构简单，成本低，效果好，节约能源、节省人力和体力。
进一步，所述凸起为均匀设置的多个。
中央监控系统，与现场监控系统及电气控制单元联网，方便对现场情况的监控，进而对全局情况进行及时了解和把控，合理安排运维方案。
均匀设置的多个凸起，提高了浮力装置的强度，保证了浮力装置在浮起过程中的稳定性。
进一步，所述密封胶带设置在所述浮力装置的顶部与壳体之间，所述密封胶带设于所述挡水板和所述壳体内侧之间。
进一步，还包括中央监控系统；
所述中央监控系统与所述现场监控系统连接，相互通信，所述现场监控系统将水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息发送给所述中央监控系统，用于对现场情况进行监测。
对上述的一种风亭智能浮力式防洪挡水装置进行控制的方法，包括如下步骤：
S1、现场监控系统通过水位计、位置传感器，实时采集水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息；
S2、现场监控系统将步骤S1采集的水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息发送给现场电气控制单元，电气控制单元接收现场水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息，并与水位到达信息进行比较和显示；
S3、现场监控系统的位置传感器监测挡水板状态信息，发送给现场电气控制单元，现场电气控制单元判断挡水板是否已密封完全，如完成则发出风亭口已密封信号并进行显示；
S4、现场监控系统的水位计监测水位信息，发送给现场电气控制单元，现场电气控制单元判断水位信息是否已退至安全限界位置以下，如达到则发出风亭口已解除密封信号并进行显示。
防洪挡水装置的自动控制方法，现场监控系统实时采集水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息；并传送给现场电气控制单元，电气控制单元并与水位到达信息进行比较和显示；然后根据挡水板状态信息，判断挡水板是否已密封完全，如完成则发出风亭口已密封信号并显示；然后再根据水位信息判断是否退回安全限界位置以下，如达到则发出风亭口已解除信号并显示；控制方法简单、高效、精确、故障率低。
进一步，步骤S1和步骤S2之间还包括步骤S1-2:现场监控系统将步骤S1采集的水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息发送给现场电气控制单元，现场电气控制单元判断水位信息是否达到预警位置，如达到则向现场电气控制单元和/或中央监控系统推送水位预警信号并进行显示。
进一步，还包括步骤S5：现场电气控制单元判断水位信息是否已退回预警位置以下，如达到，则向现场控制控制单元和/或中央监控系统推送预警已解除信号。
推送风亭口已密封信号、风亭口已解除信号和预警已解除信号，方便现场和中央监控系统了解挡水板的工作状态，便于对不同现场或同一现场不同挡水板的后续的监测和维护管理。
工作原理：
图1所示，为防洪装置工作时状态的轴测图，壳体1安装在风亭孔口的混凝土层上，防水挡板2处于竖直状态。
如图2所示，为防洪装置平时状态某一边的局部剖视图，浮力装置4安装在导向装置5上，其底面和壳体1下部接触，挡水板2下端与浮力装置4相连接，密封胶带3上部分与壳体1上部连接，下部分与浮力装置4连接，进水孔可将积水引流进入壳体1内部。
如图3所示，为防洪装置工作状态某一边的局部剖视图，积水自进水孔进入壳体1内部，由于水浮力作用，浮力装置4沿着导向装置5上移，带动挡水板2向上移动，密封胶带3呈现一定的弯曲变形，形成一圈包围着内壳体的密闭空间，水不能自壳体上部，流入风亭口内部。
如图4所示，为防洪装置最大位移时某一边的局部剖视图，此时挡水板2在浮力的作用下达到了最大高度，壳体1内部充满了水，密封胶带3也处于极限弯曲变形状态，洪水无法由风亭口外部进入风亭口内部，实现了挡水密封。
如图5所示，为防洪装置系统的构架示意图，包括防洪装置机械结构部分、水位计、位置传感器、中央监控系统。中央监控系统设于地铁线网监测中心，可集成到BAS/ISCS系统中。水位计可采集现场水位信息，位置传感器可采集挡水板位置信息，并最终将信号传至BAS/ISCS系统，可实现水位与防洪装置工作状态信息的实时监控。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种风亭智能浮力式防洪挡水装置，其特征在于，包括：挡水板、壳体、浮力组件和现场监控系统及电气控制单元；
所述挡水板，用于防洪挡水，其整体结构与风亭形状相适配，由多块挡水板拼装组成；
所述壳体，用于容纳所述浮力组件和所述挡水板，所述壳体设于风亭口的混凝土层上，所述壳体底部设有进水孔，所述进水孔用于进水，所述壳体顶部设有伸出口，所述挡水板通过所述伸出口伸出所述壳体，所述伸出口与所述挡板之间设有密封胶带；
所述浮力组件，包括浮力装置和导向装置；所述浮力装置，用于驱动所述挡水板上浮；所述导向装置，用于对所述浮力装置进行导向；
所述现场监控系统，包括水位计和位置传感器，通过水位计和位置传感器实时采集水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息，将现场水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息传送给电气控制单元；
所述电气控制单元接收现场水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息，将预设与实时的信息参数进行比较判断并显示。
2.根据权利要求1所述的一种风亭智能浮力式防洪挡水装置，其特征在于：所述浮力装置为板状长方体，所述长方体的一侧面设有凸起，所述凸起套设在所述导向装置上，与所述导向装置滑动连接。
3.根据权利要求1所述的一种风亭智能浮力式防洪挡水装置，其特征在于：所述导向装置为竖直设置的导杆，所述导杆固定在所述壳体内。
4.根据权利要求1所述的一种风亭智能浮力式防洪挡水装置，其特征在于：所述凸起为均匀设置的多个。
5.根据权利要求1所述的一种风亭智能浮力式防洪挡水装置，其特征在于：所述密封胶带设置在所述浮力装置的顶部与壳体之间，所述密封胶带设于所述挡水板和所述壳体内侧之间。
6.根据权利要求1所述的一种风亭智能浮力式防洪挡水装置，其特征在于：还包括中央监控系统；
所述中央监控系统与所述现场监控系统连接，相互通信，所述现场监控系统将水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息发送给所述中央监控系统，用于对现场情况进行监测。
7.对权利要求1-6任一项所述的一种风亭智能浮力式防洪挡水装置进行控制的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、现场监控系统通过水位计、位置传感器，实时采集水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息；
S2、现场监控系统将步骤S1采集的水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息发送给现场电气控制单元，电气控制单元接收现场水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息，并与水位到达信息进行比较和显示；
S3、现场监控系统的位置传感器监测挡水板状态信息，发送给现场电气控制单元，现场电气控制单元判断挡水板是否已密封完全，如完成则发出风亭口已密封信号并进行显示；
S4、现场监控系统的水位计监测水位信息，发送给现场电气控制单元，现场电气控制单元判断水位信息是否已退至安全限界位置以下，如达到则发出风亭口已解除密封信号并进行显示。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：步骤S1和步骤S2之间还包括步骤S1-2:现场监控系统将步骤S1采集的水位信息和位置传感器对应位置的挡水板状态信息发送给现场电气控制单元，现场电气控制单元判断水位信息是否达到预警位置，如达到则向现场电气控制单元和/或中央监控系统推送水位预警信号并进行显示。
9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：还包括步骤S5：现场电气控制单元判断水位信息是否已退回预警位置以下，如达到，则向现场控制控制单元和/或中央监控系统推送预警已解除信号。
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