CN114019587A - 一种地下工程积水监测预警、挡水装置及工作方法 - Google Patents
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Abstract
一种地下工程积水监测预警、挡水装置及工作方法，将翻斗式雨量计、压力式水位计、数据采集的遥测终端RTU、5G通信和互联网+信息分析等现代技术与地下工程防灾减灾需求紧密结合，组合成一套高效可靠、自动化程度高的防溺水、渍水报警及智能挡水设备，可以有效预防解决城市地下工程防溺水、渍水事故发生的方案。通过互联网+5G通讯的方式，采用遥测雨水情测报系统、智能控制报警、挡水装置的技术手段，提高地下工程运行安全，实现地下工程减灾防灾效果。
Description
技术领域：
本申请涉及地下工程减灾防灾领域，尤其涉及一种地下工程积水监测预警、挡水装置及工作方法。
背景技术：
地下工程：指深入地面以下为开发利用地下空间资源所建造的地下土木工程。它包括地下房屋和地下构筑物，地下铁道，公路隧道、水下隧道、地下共同沟和过街地下通道等。
在瞬时降雨量远超城市地下工程排水系统的承载能力时，地下工程及桥涵隧道等在不采取人工干预的情况下，积水不可避免发生。为了避免此类事故的发生，减少车辆等财产泡水损失和人员群死群伤的危险发生。因此研制一种地下工程积水监测预警、挡水装置，可有效解决类似问题的产生。
发明内容：
为了克服上述的不足，本发明提供了一种地下工程积水监测、预警挡水装置及工作方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：
一种地下工程积水监测预警、挡水装置，包括位于地下工程中用于测量积水水深的压力式水位计、用于实时监测降水量的翻斗雨量计和用于数据信息存储、传输、发送的5G通讯监测预警数据模块的遥测终端RTU，压力式水位计和翻斗雨量计实时将检测信息传递到遥测终端RTU，遥测终端RTU将数据实时传输到指挥中心和PLC控制器，PLC控制器对接收的数据进行分析并将分析的数据传递回遥测终端RTU，PLC控制器根据分析的数据控制挡水装置的启闭、红绿灯显示装置是否变色以及遥测终端RTU是否将监测预警信息传递给指挥中心。
所述遥测终端RTU由太阳能供电或者民用220v交流电源供电。
所述挡水装置位于地下工程的出、入口的坡道上部地面坑道中，坑道上铺设有钢筋，挡水装置采用轴承基座直流电机驱动翻转止水闸，止水闸高度选取0.5m～1.0m高度的铝合金板材，止水闸根部采用卷筒结构，每间隔1m加装直流电机和滚动轴承各1个，翻转后的止水闸背靠在围栏上。
所述红绿灯显示装置上设有电子显示屏。
一种地下工程积水监测预警挡水装置的工作方法，所述压力水位计实时监测地下工程的积水深度，所述翻斗雨量计在地下工程外部实时监测降雨量，压力水位计和翻斗雨量计将监测到的数据实时传递到遥测终端RTU，遥测终端RTU将数据实时传递到控制中心和PLC控制器，PLC控制器对接收到的数据与预设的预警数据进行分析对比，根据对比结果进行如下操作：
1）当PLC控制器接收到的数据未达到预警数据时，PLC控制器不发送指令给挡水装置、红绿灯显示装置以及遥测终端RTU，挡水装置此时平铺在地下工程的出、入口的坡道上部地面坑道中，红绿灯显示装置显示的是绿色，表示可以通行，PLC控制器此时将该数据传递给遥测终端RTU，遥测终端RTU将此数据传递到控制中心，由于此时为安全状态，故并不发生监测预警；
2）当PLC控制器接收到的数据达到或者大于预警数据时，PLC控制器发送指令给挡水装置、红绿灯显示装置以及遥测终端RTU；
PLC控制器控制挡水装置的直流电机，直流电机驱动翻转止水闸，翻转后的止水闸背靠在围栏上，用于阻拦外面的水进入到地下工程中，同时阻止车辆或行人进入；
PLC控制器控制红绿灯显示装置显示的是红色，且在电子显示屏上显示“积水较深，禁止通行”的字样，用于提示司机和行人禁止进入地下工程；
PLC控制器此时将该数据传递给遥测终端RTU，遥测终端RTU将该数据传递到指挥中心进行监测预警。
所述预警数据为地下工程的积水深度为0.1米或者翻斗雨量计监测降雨量为20mm/h。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
本发明提供的一种地下工程积水监测预警及智能挡水装置及工作方法，将翻斗式雨量计、压力式水位计、数据采集遥测终端RTU、5G通信和互联网+信息分析等现代技术与地下工程防灾减灾需求紧密结合，组合成一套高效可靠、自动化程度高的防溺水、渍水监测预警及智能挡水设备，可以有效预防解决城市地下工程防溺水、渍水事故发生的方案。通过互联网+5G通讯的方式，采用遥测雨水情测报系统、智能控制监测预警、挡水装置的技术手段，提高地下工程运行安全，实现地下工程减灾防灾效果。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的流程示意图；
图中：1、遥测终端RTU；2、翻斗式雨量计；3、压力式水位计；4、PLC控制器；5、直流电机；6、红绿灯显示装置；7、指挥中心；8、止水闸；9、围栏。
具体实施方式：
以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合附图所述的地下工程积水监测预警挡水装置，包括用于测量积水水深的压力式水位计3；用于实时监测降水量的翻斗雨量计2，用于数据信息存储、传输、发送的5G通讯监测预警数据模块的遥测遥测终端RTU1；用于数据处理、控制并启闭红绿灯显示装置6、挡水装置的PLC控制器4；遥测终端RTU1将数据实时传输到指挥中心7和PLC控制器4，PLC控制器4对接收的数据进行分析并将分析的数据传递回遥测终端RTU1，PLC控制器1根据分析的数据控制挡水装置的启闭、红绿灯显示装置6是否变色以及遥测终端RTU1是否将监测预警信息传递给指挥中心。
压力式水位计3，用于在线测量地下工程实时积水水深，并将水位数据传输到遥测数据终端遥测终端RTU1。
所述翻斗雨量计2，用于实时计量降水量，并将计量数据转换为电信号传输到遥测数据终端遥测终端RTU1。
所述太阳能供电装置，为设备提供12V直流电源，设备也可以用民用220v交流电。
所述遥测终端RTU1,采用北斗卫星或5G短信传输方式将数据传送到指挥中心7。选用应用成熟的遥测数据传输终端机，其遥测终端RTU模块是一款低功耗的北斗卫星短信通信和数据存储模块，采集周期、通信周期可以根据流量测验要求自行配置，适用于各种分布式的水文、水利数据采集系统，可以实现野外环境的数据采集和远程组网、远程测控的目的。通过遥测终端RTU1将地下工程积水水深和工程地面以上降水量数据，实时传输到指挥中心7和PLC控制器4。
所述PLC控制器4，内置启闭监测预警装置、红绿灯、挡水装置的各项控制参数。在接收到水位和降水量数据时，分析判断数据并控制启闭监测预警装置、红绿灯显示装置6、挡水装置按照设定程序运行。
所述挡水装置位于地下工程的出、入口的坡道上部地面坑道中，坑道上铺设有钢筋，钢筋用于保护挡水装置，所述挡水装置采用轴承基座直流电机5驱动翻转止水闸8，止水闸8高度选去0.5m～1.0m高度的铝合金板材，止水闸8根部采用卷筒结构，每间隔1m加装直流电机5和滚动轴承各1个。平时止水闸8平躺于地面坑道中，当有积水或降水量超过标准时，PLC控制器4控制直流电机5转动90度，使其垂直于地面后停止运转并锁死止水闸8，此时止水闸8被靠围栏9，围栏9能够给止水闸8支撑。直流电机5采用大减速比、扭力为100kg.cm的 12V60W 直流涡轮减速电机，当直流电机5不运转时，具有自锁功能，并在悬挂较重物体仍时能自我锁定；该直流电机5采用全封闭结构，具有良好的防腐蚀、防水性。
所述红绿灯显示装置6，采用普通交通指挥红绿灯，当地下工程水深>0.10m，或地面降水量>20mm时，显示禁止通行的红灯。必要时可增加电子显示屏，以显示“积水较深，禁止通行”等文字。当积水趋于0时，可显示绿灯状态。
一种地下工程积水监测预警挡水装置的工作方法，所述压力水位计3实时监测地下工程的积水深度，所述翻斗雨量计2在地下工程外部实时监测降雨量，压力水位计3和翻斗雨量计2将监测到的数据实时传递到遥测终端RTU1，遥测终端RTU1将数据实时传递到控制中心7和PLC控制器4，PLC控制器4对接收到的数据与预设的预警数据进行分析对比，根据对比结果进行如下操作：
1）当PLC控制器4接收到的数据未达到预警数据时，PLC控制器4不发送指令给挡水装置、红绿灯显示装置6以及遥测终端RTU1，挡水装置此时平铺在地下工程的出、入口的坡道上部地面坑道中，红绿灯显示装置6显示的是绿色，表示可以通行，PLC控制器4此时将该数据传递给遥测终端RTU1，遥测终端RTU1将此数据传递到控制中心7，由于此时为安全状态，故并不发生监测预警；
2）当PLC控制器4接收到的数据达到或者大于预警数据时，PLC控制器4发送指令给挡水装置、红绿灯显示装置6以及遥测终端RTU1；
PLC控制器4控制挡水装置的直流电机5，直流电机5驱动翻转止水闸8，翻转后的止水闸8背靠在围栏9上，用于阻拦外面的水进入到地下工程中，同时阻止车辆或行人进入；
PLC控制器4控制红绿灯显示装置6显示的是红色，且在电子显示屏上显示“积水较深，禁止通行”的字样，用于提示司机和行人禁止进入地下工程；
PLC控制器4此时将该数据传递给遥测终端RTU1，遥测终端RTU1将该数据传递到指挥中心进行监测预警。
所述预警数据为地下工程的积水深度为0.1米或者翻斗雨量计监测降雨量为20mm/h，预警数据只要满足两者之中的一个即可。
本设计将翻斗式雨量计2、压力式水位计3、数据采集遥测终端RTU1、5G通信和互联网+信息分析等现代技术与地下工程防灾减灾需求紧密结合，组合成一套高效可靠、自动化程度高的防溺水、渍水监测预警及智能挡水设备，可以有效预防解决城市地下工程防溺水、渍水事故发生的方案。通过互联网+5G通讯的方式，采用遥测雨水情测报系统、智能控制监测预警、挡水装置的技术手段，提高地下工程运行安全，实现地下工程减灾防灾效果。
以上内容中未细述部份为现有技术，故未做细述。
Claims (6)
1.一种地下工程积水监测预警、挡水装置，其特征在于：包括位于地下工程中用于测量积水水深的压力式水位计、用于实时监测降水量的翻斗雨量计和用于数据信息存储、传输、发送的5G通讯报警数据模块的遥测终端RTU，压力式水位计和翻斗雨量计实时将检测信息传递到遥测终端RTU，遥测终端RTU将数据实时传输到指挥中心和PLC控制器，PLC控制器对接收的数据进行分析并将分析的数据传递回遥测终端RTU，PLC控制器根据分析的数据控制挡水装置的启闭、红绿灯显示装置是否变色以及遥测终端RTU是否将报警信息传递给指挥中心。
2.根据权利要求1所述的地下工程积水监测预警、挡水装置，其特征在于：所述遥测终端RTU由太阳能供电或者民用220v交流电源供电。
3.根据权利要求2所述的地下工程积水监测预警、挡水装置，其特征在于：所述挡水装置位于地下工程的出、入口的坡道上部地面坑道中，坑道上铺设有钢筋，挡水装置采用轴承基座直流电机驱动翻转止水闸，止水闸高度选取0.5m～1.0m高度的铝合金板材，止水闸根部采用卷筒结构，每间隔1m加装直流电机和滚动轴承各1个，翻转后的止水闸背靠在围栏上。
4.根据权利要求3所述的地下工程积水监测预警、挡水装置，其特征在于：所述红绿灯显示装置上设有电子显示屏。
5.根据权利要求4所述的地下工程积水监测预警、挡水装置的工作方法，其特征在于：所述压力水位计实时监测地下工程的积水深度，所述翻斗雨量计在地下工程外部实时监测降雨量，压力水位计和翻斗雨量计将监测到的数据实时传递到遥测终端RTU，遥测终端RTU将数据实时传递到控制中心和PLC控制器，PLC控制器对接收到的数据与预设的预警数据进行分析对比，根据对比结果进行如下操作：1）当PLC控制器接收到的数据未达到预警数据时，PLC控制器不发送指令给挡水装置、红绿灯显示装置以及遥测终端RTU，挡水装置此时平铺在地下工程的出、入口的坡道上部地面坑道中，红绿灯显示装置显示的是绿色，表示可以通行，PLC控制器此时将该数据传递给遥测终端RTU，遥测终端RTU将此数据传递到控制中心，由于此时为安全状态，故并不发生报警；2）当PLC控制器接收到的数据达到或者大于预警数据时，PLC控制器发送指令给挡水装置、红绿灯显示装置以及遥测终端RTU；PLC控制器控制挡水装置的直流电机，直流电机驱动翻转止水闸，翻转后的止水闸背靠在围栏上，用于阻拦外面的水进入到地下工程中，同时阻止车辆或行人进入；PLC控制器控制红绿灯显示装置显示的是红色，且在电子显示屏上显示“积水较深，禁止通行”的字样，用于提示司机和行人禁止进入地下工程；PLC控制器此时将该数据传递给遥测终端RTU，遥测终端RTU将该数据传递到指挥中心进行报警。
6.根据权利要求5所述的地下工程积水监测预警、挡水装置的工作方法，其特征在于：所述预警数据为地下工程的积水深度为0.1米或者翻斗雨量计监测降雨量为20mm/h。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117969789A (zh) * | 2024-03-29 | 2024-05-03 | 山东省地矿工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队) | 一种地下水资源的水情预测方法及监测系统 |
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2021
- 2021-11-17 CN CN202111359648.4A patent/CN114019587A/zh not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117969789A (zh) * | 2024-03-29 | 2024-05-03 | 山东省地矿工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队) | 一种地下水资源的水情预测方法及监测系统 |
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