CN114724338B - 一种灾害自动化快速识别装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及灾害识别技术领域，尤其涉及一种灾害自动化快速识别装置，其包括：用以获取降水数据的检测单元，与检测单元的各部件相连、用以固定安装以及操控检测单元中的各部件的设备单元，分别与设备单元和检测单元上的对应部件相连的中控单元。本发明的有益效果在于，本发明通过简单易得的仪器可分辨识别多种自然灾害，中控单元通过与设备单元和检测单元相结合，分层逐步对灾害进行识别，在已判定灾害类型后不在启用后续步骤，加快了对灾害的识别效率，本发明中控单元自动结合数据对灾害的类型进行判定，提升了装置的灾害识别精度，进一步提高了装置的工作效率，进而提高了灾害识别的效率。

Description

一种灾害自动化快速识别装置

技术领域

本发明涉及灾害识别技术领域，尤其涉及一种灾害自动化快速识别装置。

背景技术

自然灾害综合风险普查，是提升自然灾害防治能力的基础性工作，通过开展普查，摸清全国自然灾害风险隐患底数，查明重点地区抗灾能力，客观认识全国和各地区自然灾害综合风险水平，是一项重大的国情国力调查，自然灾害包括雨水灾害和地震灾害等。

现有技术中的普查灾害的仪器需要多种测量仪器进行配合，仪器繁杂，建设成本高，无法在全国建立密集的灾害识别网，易忽略小范围的灾害，使灾害识别、灾害普查的准确率下降，不利于未来的灾害防治。

中国实用新型专利公开号CN214202451U公开了一种基于人工智能的电网灾害识别装置，包括电动伸缩杆、连接杆、下连接块、安装板、竖板、挤压块、压力传感器、弹簧、活动块、控制器、继电器以及电池片，所述雨量监测器主机箱的一侧面安装有箱门，所述箱门上安装有挤压块，所述安装槽内部安装有两组压力传感器，所述安装槽内部安装有弹簧，所述限位块上安装有活动块，所述第二固定杆远离固定环的一端安装有竖板，所述竖板内部装配有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的活塞端安装有连接杆，所述下连接块远离连接杆的一端安装有安装板，所述雨量监测器主机箱内部装配有控制器。

由此可见，所述基于人工智能的电网灾害识别装置存在以下问题：该装置没有对雨量测量传感器进行防护，使雨量测量传感器长期处于外界，从而容易造成雨量测量传感器损坏，增加经济损失，且现有的雨水监测装置中的雨量测量传感器是固定在雨水监测装置顶端的，从而无法对不同方向的雨水量进行测量，限制了雨量测量传感器的使用范围。

发明内容

为此，本发明提供一种灾害自动化快速识别装置，用以克服现有技术中普查灾害的仪器需要多种测量仪器进行配合导致的灾害识别效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种灾害自动化快速识别装置，其中，包括：

检测单元，用以获取降水数据，其包括雨水监测端和雨量测量传感器，雨水监测端用以初步获取降水数据，雨量测量传感器用以精确计算降雨量；

设备单元，其与所述检测单元的各部件相连，用以固定安装以及操控检测单元中的各部件；所述设备单元包括与所述雨量测量传感器相连、用以带动雨量测量传感器的移动和旋转的电机；

中控单元，其分别与所述设备单元和检测单元上的对应部件相连，用以根据对通过检测单元测得的降水数据进行数据分析以对灾害进行识别并根据降水数据带动设备单元控制检测单元对降水数据进行进一步检测，中控单元综合检测单元中不同部件测得的各降水数据对灾害的类型进行判定并在灾害发生时启用对应的预警方案。

进一步地，所述中控单元中设有预设第一尺寸L1和预设第二尺寸L2，其中，L1＜L2，所述设备单元中设有用以将数据上传至中控单元的信号传输器，中控单元在所述雨水监测端检测到降水时控制雨水监测端检测降水的最大尺寸L、分别将L1和L2进行比较、根据比较结果判定降水的类型并根据不同的降水类型启用对应的预警方案；

若L＜L1，所述中控单元判定当前降水的类型为雪；

若L1≤L＜L2，所述中控单元判定当前降水的类型为降雨；

若L≥L2，所述中控单元判定当前降水的类型为冰雹。

进一步地，所述中控单元中设有预设积雪重量M0，所述检测单元中设有设置在所述雨水监测端上方的重力传感器，中控单元在判定当前降水的类型为雪时控制重力传感器检测雨水监测端的积雪重量M、将M和M0进行比较、根据比较结果判定当前的降雪量是否符合灾害条件；

若M≤M0，所述中控单元判定当前的降雪量不构成灾害条件；

若M＞M0，所述中控单元判定当前的降雪量构成大雪的灾害条件。

进一步地，所述中控单元中设有固定框的角度β，所述雨水监测端平均分为16个区域，所述检测单元在每个区域上均设有电阻应变片，中控单元在判定当前降水的类型为降雨时控制电阻应变片分别检测各区域上的降雨密度集P并计算降雨密度集P中的最大降雨密度Pmax，中控单元根据Pmax所在区域的角度改变固定框的角度β以调整雨量测量传感器的方向；所述设备单元中设有与电机和所述雨量测量传感器相连的气缸，中控单元控制电机推动气缸打开以使雨量测量传感器远离防护框，雨量测量传感器对降水量进行检测。

进一步地，所述中控单元设有第一预设降雨量R1、第二预设降雨量R2、第一预设降雨持续时间H1和第二预设降雨持续时间H2，其中，R1＜R2，H1＜H2,当降雨发生时，所述雨量测量传感器将测得的每小时降雨量记为R并将降雨量数据通过信号传输器上传至中控单元，中控单元分别将R1、R2与R进行比较并根据比较结果判定降雨强度是否符合灾害条件；

若R≤R1，所述中控单元判定当前的降水强度不构成灾害条件；

若R1＜R≤R2，所述中控单元判定当前的降水强度不构成灾害条件，中控单元将H1、H2与H进行比较、根据比较结果进一步判定降水的持续时间是否符合灾害条件并判断灾害类型；若H≤H1，所述中控单元判定当前的降水持续时间不构成灾害条件；若H1＜H≤H2，所述中控单元判定当前的降水持续时间构成渍害的灾害条件；若H＞H2，所述中控单元判定当前的降水持续时间构成连阴雨的灾害条件；

若R＞R2，所述中控单元判定当前的降水强度构成暴雨的灾害条件。

进一步地，所述中控单元中设有预设温度T0、第一预设温度差值△T1、第二预设温度差值△T2、单位降雨量调节量△R和第二预设降雨量调节量△H，其中，△T1＜△T2，所述检测单元中设有温度传感器，当降雨发生时，中控单元控制温度传感器检测环境温度T，中控单元计算T和T0的差值ΔT并根据ΔT对R1、R2、H1和H2进行调节，设定ΔT＝|T-T0|；

若△T≤△T1，所述中控单元判定无需对R1、R2、H1和H2进行调节；

若△T1＜△T≤△T2，所述中控单元使用△R增加或减少R1和R2，调节后的R1’＝R1±△R，R2’＝R2±1.1×△R，中控单元使用△H增加或减少H1和H2，调节后的H1’＝H1±△H，H2’＝H2±1.1×△H；

若△T≥△T2，所述中控单元使用2×△R增加或减少R1和R2，调节后的R1’＝R1±2×△R，R2’＝R2±2.2×△R，中控单元使用2×△H增加或减少H1和H2，调节后的H1’＝H1±2×△H，H2’＝H2±2.2×△H；

其中，当T＜T0时，所述中控单元使用△R减少R1和R2，使用△H减少H1和H2，当T＞T0时，中控单元使用△R增加R1和R2，使用△H增加H1和H2。

进一步地，所述中控单元中设有预设维修时间间隔F0，在所述雨水监测端未检测到降雨的情况下，所述中控单元每隔预设维修时间间隔F0控制所述电机推动所述气缸打开以使所述雨量测量传感器远离防护框，雨量测量传感器对降水量进行检测并将测得的降雨量数据通过所述信号传输器上传至中控单元。

进一步地，在雨水监测端未检测到降雨的情况下，所诉中控单元根据降雨量R计算当年该地预设时间段的实际降水量Ra并进一步计算降水距平百分率D，设定

是当地同期多年平均相同预设时间段的降雨量，中控单元将D和0进行比较、根据比较结果判定所述是否发生旱灾；

若D≥0，所述中控单元判定该地当年未发生旱灾；

若D＜0，所述中控单元判定该地当年发生旱灾，中控单元根据干旱持续时间和降水强度对干旱程度进行进一步划分。

进一步地，当所述中控单元判定发生旱灾时，中控单元计算持续旱灾的时间S并根据干旱持续时间和降水强度对干旱程度进行进一步划分；

若S＞3且-80％≤D＜-50％或若2＜S≤3且D＜-80％，所述中控单元判定当前的干旱程度为重度旱灾；

若S＞3且-50％≤D＜-25％或若2＜S≤3且-80％≤D＜-50％或若1＜S≤2且D＜-80％，所述中控单元判定当前的干旱程度为中度旱灾；

若1＜S≤2且D≥-80％或若S≤1，所述中控单元判定当前的干旱程度为轻度旱灾。

进一步地，所述设备单元中还包括：

底座，其顶端开设有安装孔，用以将所述设备单元固定在地面上，

支撑柱，为一竖直的柱体，其与底座的顶端固定连接，用以构成所述设备单元的主体，

安装箱，设置在支撑柱的一侧，用以保护电子设备，

控制器，固定连接在安装箱的内部，控制器与电子开关以及检测单元中各部件电性连接，用以控制电子开关以及检测单元中各部件的开闭，

电子开关，设置在安装箱靠近连接块的一侧的内壁上且固定安装在信号传输器的上方，电子开关与电机和气缸电性连接，用以控制电机和气缸的开闭，

信号传输器，固定连接在安装板的顶端，其与检测单元中各部件电性连接，用以将数据上传至中控单元，

内腔，其设置在支撑柱的顶端，

固定板，安装在内腔的顶端，内腔的内圆周面顶端开设有第一缺口，固定板的外圆周面底端开设有与第一缺口相适配的第二缺口，用以防止雨水浸湿电机，

所述电机，固定安装在内腔内壁的底端，其穿过固定板延伸至内腔的外部分别与气缸和固定框相连，用以控制气缸的缩进以及固定框的旋转，

固定框，其与电机的驱动端相连，用以带动雨量测量传感器旋转，

气缸，设置在固定框的内部且分别与电机和雨量测量传感器相连，用以带动雨量测量传感器移动，

防护框，安装在固定框的一侧，

太阳能板，安装在固定框远离防护框的一侧，用以为电子设备提供电能。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过简单易得的仪器可分辨识别多种自然灾害，中控单元通过与设备单元和检测单元相结合，分层逐步对灾害进行识别，在已判定灾害类型后不在启用后续步骤，加快了对灾害的识别效率，本发明中控单元自动结合数据对灾害的类型进行判定，提升了装置的灾害识别精度，进一步提高了装置的工作效率，进而提高了灾害识别的效率。

进一步地，本发明通过设置的支撑柱、固定框和防护框等结构，能够对雨量测量传感器进行防护，当雨水监测端监测到雨水停止时，将监测到的信息传送给控制器，控制器控制电子开关，电子开关对气缸进行控制，气缸带动雨量测量传感器向固定框一侧移动，从而可以将雨量测量传感器移动至防护框内部，进而可以对雨量测量传感器进行防护，防止雨量测量传感器长时间处于外界而造成损坏，提高了雨量测量传感器的使用寿命，节省了停机维修的时间，从而避免了因装置故障导致的无法有效灾害识别的问题，进而提升了自动化识别装置的使用寿命，进一步提高了装置的工作效率，进而提高了灾害识别的效率。

进一步地，本发明通过设有雨水监测端先行对降水的形态进行判断，避免直接启用精密测量仪器雨量测量传感器，避免冰雹降雪等恶劣天气接触雨量测量传感器，进而提升了雨量测量传感器的使用寿命，节省了停机维修的时间，从而避免了因装置故障导致的无法有效灾害识别的问题，进而提升了自动化识别装置的使用寿命，进一步提高了装置的工作效率，进而提高了灾害识别的效率。

进一步地，现有技术中对降水现象的判定仪器为降水现象仪，其通过测量降水粒子在下落过程中的粒径以及下落速度等参数综合判断降水类型，而本发明雨水监测端13测量落在或即将落在雨水监测端13上方的降水粒子的尺寸，加快了本装置对降水类型的判定速度，进而提高了灾害识别的速度，进一步提高了装置的工作效率。

进一步地，本发明通过重力传感器检测积雪重量，考虑到不同地区雪的疏松程度存在差异，而不同的疏松程度对雪灾的判定存在差异，与传统检测雪灾的识别标准相比，本发明给没有采用积雪深度作为判定标准，而选用积雪质量作为判定标准，不光使判定雪灾的仪器更加精巧，而且细化了雪灾的判定标准，考虑到了因积雪密度过大造成的灾害，提升了对雪灾的识别能力以便更好的应用预警方案对灾害进行准备防护，进一步提高了装置的工作效率。

进一步地，本发明采用多个电阻应变片，设置在雨水监测端的不同方位上，考虑了风向对降雨量的影响，根据风向改变雨量测量传感器的检测方向，提高了降雨量的测量精度，增加了灾害识别的精度，提高了自动化识别装置的工作效率。

进一步地，本发明的装置考虑了多种不同的降水灾害，不光考虑了每小时降雨量过大的暴雨情况，还考虑了小雨持续不断的情况，提高了装置可识别灾害类型的多样化，以便根据不同的灾害发布对应的预警方案，提高了未来减灾工作的工作效率。

进一步地，本发明通过温度传感器测得环境温度对灾害的判定标准进行实时修改，使温度和降雨量相结合，根据当地的温度确定降水类型的判定标准，提高了对降水类型的判断精度，进而提高了对灾害的识别精度，提升了自动化识别装置的工作效率，提高了未来减灾工作的工作效率。

进一步地，本发明主要通过雨水监测端对降水情况进行预检测后再启用雨量测量传感器，但不排除雨水监测端故障导致雨量测量传感器无法启用的情况发生，故本发明中控单元周期性启用雨量测量传感器，降低了装置因故障导致的错漏灾害发生过程的情况，提升了自动化识别装置的工作效率，提高了未来减灾工作的工作效率。

进一步地，本发明中控单元通过降水距平百分率对当地是否发生干旱灾害进行评价，增加了本装置评价的灾害类型的多样化，以便根据不同的灾害发布对应的预警方案，提高了未来减灾工作的工作效率。

进一步地，本发明中控单元计算干旱的持续时间并结合降雨量距平百分率判定干旱程度，增加了本装置评价的灾害类型的多样化，以便根据不同的灾害发布对应的预警方案，提高了未来减灾工作的工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例灾害自动化快速识别装置的结构示意图；

图2为本发明实施例设备单元的的内腔结构示意图；

图3为本发明实施例设备单元的的雨水监测端结构示意图；

图4为本发明实施例设备单元的的固定板结构示意图；

图5为本发明实施例设备单元的的防护框结构示意图；

图6为本发明实施例设备单元的工作原理图；

图7为本发明实施例设备单元的雨水监测端划分区域的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明实施例灾害自动化快速识别装置的结构示意图，本发明实施例提供一种灾害自动化快速识别装置，包括：

设备单元，用以获取降水数据，其包括固定模块、传输模块和移动模块；检测单元，其与所述设备单元中的对应部件相连，用以检测设备单元的工作参数，其包括雨水监测端13、雨量测量传感器21、重力传感器22、电阻应变片23和温度传感器(图中未标出)；中控单元(图中未标出)，其分别与所述设备单元和检测单元上的对应部件相连，用以根据对通过检测单元测得的降水数据进行数据分析以对灾害进行识别并根据降水数据带动设备单元控制检测单元对降水数据进行进一步检测，中控单元综合检测单元中不同部件测得的各降水数据对灾害的类型进行判定并在灾害发生时启用对应的预警方案。

具体而言，请继续参阅图1所示，所述固定模块包括底座1、支撑柱2、固定架3、安装环4和连接块5，用以构成本装置的主体部分；所述传输模块包括安装箱6、箱门7、控制器8、电子开关9、信号传输器10、安装板11和散热孔12，用以将本装置测得的数据进行传输和上传；所述移动模块包括内腔14、固定板15、电机16、气缸17、固定框18、防护框19和太阳能板20，用以控制本装置中检测单元的移动；

具体而言，所述固定模块包括：底座1，其顶端开设有安装孔，用以将所述设备单元固定在地面上；支撑柱2，为一竖直的柱体，其与底座1的顶端固定连接，用以构成所述设备单元的主体；安装环4，套设在支撑柱2位于底座1上方的柱体上，固定安装的有两个安装环4；连接块5，固定连接在两个安装环4的一侧的外圆周面。

具体而言，所述传输模块包括：安装箱6，设置在两个连接块5远离安装环4的一侧，用以保护电子设备；箱门7，铰接安装在安装箱6远离安装环4的一侧，用以打开安装箱6以检修其内部电子设备；安装板11，固定连接且水平设置在安装箱6的内部，用以托举安装箱6内的电子设备；控制器8，固定连接在安装板11的顶端，控制器8与电子开关9以及检测单元中各部件电性连接，用以控制电子开关9以及检测单元中各部件的开闭；电子开关9，设置在安装箱6靠近连接块5的一侧的内壁上且固定安装在信号传输器10的上方，电子开关9与电机16和气缸17电性连接，用以控制电机16和气缸17的开闭；信号传输器10，固定连接在安装板11的顶端，其与检测单元中各部件电性连接，用以将数据上传至中控单元；散热孔12，设置在安装箱6的内壁底端，是上下贯穿的散热孔12，用以防止电子设备潮湿损坏。

具体而言，所述移动模块包括：内腔14，请参阅图2所示，其为本发明实施例设备单元的的内腔结构示意图，内腔14设置在支撑柱2的顶端；固定板15，安装在内腔14的顶端，请参阅图4所示，其为本发明实施例设备单元的的固定板结构示意图，内腔14的内圆周面顶端开设有第一缺口，固定板15的外圆周面底端开设有与第一缺口相适配的第二缺口，用以防止雨水浸湿电机16；电机16，固定安装在内腔14内壁的底端，其穿过固定板15延伸至内腔14的外部分别与气缸17和固定框18相连，用以控制气缸17的缩进以及固定框18的旋转；固定框18，其与电机16的驱动端相连，用以带动雨量测量传感器21旋转；气缸17，设置在固定框18的内部且分别与电机16和雨量测量传感器21相连，用以带动雨量测量传感器21移动；防护框19，请参阅图5所示，其为本发明实施例设备单元的的防护框结构示意图，防护框19安装在固定框18的一侧；固定架3，设置在固定框18远离防护框19的一侧的竖壁上；太阳能板20，安装在固定架3远离固定框18的一侧的安装槽的内部，用以为电子设备提供电能。

具体而言，所述检测单元包括：雨水监测端13，为圆环型结构，请参阅图3所示，其为本发明实施例设备单元的的雨水监测端结构示意图，雨水监测端13设置在支撑柱2的外部且固定连接在安装箱6的顶端，用以初步获取降水数据；雨量测量传感器21，设置在气缸17的输出端穿过固定框18的一侧且延伸至防护框19的内部，用以测量降雨量；重力传感器22，其设置在雨水监测端13的上方一侧，用以检测雨水监测端13的积雪重量；电阻应变片23，其分别设置在雨水监测端13的侧壁一侧，用以分别检测雨水监测端13各区域上的降雨密度集，温度传感器(图中未标出)，用以检测环境温度。

请参阅图6所示，其为本发明实施例设备单元的工作原理图；当雨水监测端13监测到雨水时，将监测到的信号传输给控制器8，控制器8对电子开关9进行控制，使电子开关9控制电机16和气缸17运行，电机16带动固定框18旋转，气缸17带动雨量测量传感器21向远离固定框18的一侧移动，便于将雨量测量传感器21移出防护框19，当雨量测量传感器21接触到雨水时，雨量测量传感器21将信息传送给电子开关9，电子开关9将电机16停止转动，且雨量测量传感器21将测量到的信息传送给信号传输器10，信号传输器10将信息传输给电脑，从而可以对雨水量进行测量，且通过电机16带动固定框18旋转，使雨量测量传感器21跟随固定框18旋转，进而可以对不同方向的雨水量进行测量，当雨水监测端13监测到雨水停止时，将信息传输给控制器8，控制器8控制电子开关9，从而可以驱动气缸17，且将雨量测量传感器21移动至防护框19内部，从而可以对雨量测量传感器21进行防护，进而防止雨量测量传感器21长时间处于外界而损坏，使得使用效果更佳。

具体而言，本发明通过设置的支撑柱2、固定框18和防护框19等结构，能够对雨量测量传感器21进行防护，当雨水监测端13监测到雨水停止时，将监测到的信息传送给控制器8，控制器8控制电子开关9，电子开关9对气缸17进行控制，气缸17带动雨量测量传感器21向固定框18一侧移动，从而可以将雨量测量传感器21移动至防护框内部，进而可以对雨量测量传感器21进行防护，防止雨量测量传感器21长时间处于外界而造成损坏，提高了雨量测量传感器21的使用寿命，节省了停机维修的时间，从而避免了因装置故障导致的无法有效灾害识别的问题，进而提升了自动化识别装置的使用寿命，进一步提高了装置的工作效率。

本领域技术人员可以理解的是，本实施例的雨量测量传感器21以及温度传感器的设定位置根据实际自动化识别装置的结构和形状设置即可，且重力传感器22以及电阻应变片23的设定位置根据实际雨水监测端13的结构和形状设置即可，只需能够获取对应的参数信息即可，至于采用何种传感器类型，也可根据实际使用环境以及具体传输效率确定。

具体而言，本发明通过简单易得的仪器可分辨识别多种自然灾害，中控单元通过与设备单元和检测单元相结合，分层逐步对灾害进行识别，在已判定灾害类型后不在启用后续步骤，加快了对灾害的识别效率，本发明中控单元自动结合数据对灾害的类型进行判定，提升了装置的灾害识别精度，进一步提高了装置的工作效率。

具体而言，所述中控单元中设有预设第一尺寸L1和预设第二尺寸L2，其中，L1＜L2，当所述雨水监测端13检测到降水时，中控单元控制雨水监测端13检测降水的最大尺寸L、分别将L1和L2进行比较、根据比较结果判定降水的类型并根据不同的降水类型启用对应的预警方案；

若L＜L1，所述中控单元判定当前降水的类型为雪并根据所述重力传感器22检测的积雪重量进一步对降雪的类型进行判定；

若L1≤L＜L2，所述中控单元判定当前降水的类型为降雨、根据所述电阻应变片23检测的数据对降雨的主要方向进行分析并根据分析的结果控制装置采取对应的措施；

若L≥L2，所述中控单元判定当前降水的类型为冰雹并启用冰雹灾害的预警方案。

具体而言，现有技术中对降水现象的判定仪器为降水现象仪，其通过测量降水粒子在下落过程中的粒径以及下落速度等参数综合判断降水类型，而本发明雨水监测端13测量落在或即将落在雨水监测端13上方的降水粒子的尺寸，加快了本装置对降水类型的判定速度，进而提高了灾害识别的速度，进一步提高了装置的工作效率。

具体而言，本发明通过设有雨水监测端13先行对降水的形态进行判断，避免直接启用精密测量仪器雨量测量传感器21，避免冰雹降雪等恶劣天气接触雨量测量传感器21，进而提升了雨量测量传感器21的使用寿命，节省了停机维修的时间，从而避免了因装置故障导致的无法有效灾害识别的问题，进而提升了自动化识别装置的使用寿命，进一步提高了装置的工作效率。

具体而言，所述中控单元中设有预设积雪重量M0，当中控单元判定当前降水的类型为雪时，中控单元控制重力传感器22检测雨水监测端13的积雪重量M、将M和M0进行比较、根据比较结果判定当前的降雪量是否符合灾害条件；

若M≤M0，所述中控单元判定当前的降雪量不构成灾害条件并判定当前无灾害发生；

若M＞M0，所述中控单元判定当前的降雪量构成大雪的灾害条件并启用大雪灾害的预警方案。

具体而言，本发明通过重力传感器22检测积雪重量，考虑到不同地区雪的疏松程度存在差异，而不同的疏松程度对雪灾的判定存在差异，与传统检测雪灾的识别标准相比，本发明给没有采用积雪深度作为判定标准，而选用积雪质量作为判定标准，不光使判定雪灾的仪器更加精巧，而且细化了雪灾的判定标准，考虑到了因积雪密度过大造成的灾害，提升了对雪灾的识别能力以便更好的应用预警方案对灾害进行准备防护，进一步提高了装置的工作效率。

请参阅图7所示，其为雨水监测端划分区域的结构示意图，所述中控单元中设有固定框18的角度β，所述雨水监测端13平均分为16个区域，以正北方向为起点，将正北方向的角度α1记为0°，顺时针每改变一次方向将该区域的角度αi增加22.5°，其中i为1到16之间的整数，所述检测单元在每个区域上均设有电阻应变片23，当中控单元判定当前降水的类型为降雨时，中控单元控制电阻应变片23分别检测各区域上的降雨密度集P并计算降雨密度集P中的最大降雨密度Pmax，中控单元根据Pmax识别确定出降雨量最大的区域并记录该区域的角度αi，中控单元根据αi控制所述电机16以调整固定框18的方向；

具体而言，所述固定框18的初始方向β＝0，此时雨量测量传感器21的朝向为正北方，中控单元根据αi对β进行调节并控制所述电机16转动到角度为β的位置以使固定框18的角度为β，中控单元控制电机16推动气缸17打开以使雨量测量传感器21远离防护框19，雨量测量传感器21对降水量进行检测。

具体而言，本发明采用多个电阻应变片23，设置在雨水监测端13的不同方位上，考虑了风向对降雨量的影响，根据风向改变雨量测量传感器21的检测方向，提高了降雨量的测量精度，增加了灾害识别的精度，提高了自动化识别装置的工作效率。

具体而言，所述中控单元设有第一预设降雨量R1、第二预设降雨量R2、第一预设降雨持续时间H1和第二预设降雨持续时间H2，其中，R1＜R2，H1＜H2,当降雨发生时，雨量测量传感器21将测得的每小时降雨量记为R并将降雨量数据通过信号传输器10上传至中控单元，中控单元分别将R1、R2与R进行比较并根据比较结果判定降雨强度是否符合灾害条件；

若R≤R1，所述中控单元判定当前的降水强度不构成灾害条件并判定当前无灾害发生；

若R1＜R≤R2，所述中控单元判定当前的降水强度不构成灾害条件，中控单元将H1、H2与H进行比较、根据比较结果进一步判定降水的持续时间是否符合灾害条件并判断灾害类型；若H≤H1，所述中控单元判定当前的降水持续时间不构成灾害条件并判定当前无灾害发生；若H1＜H≤H2，所述中控单元判定当前的降水持续时间构成渍害的灾害条件并启用渍害灾害的预警方案；若H＞H2，所述中控单元判定当前的降水持续时间构成连阴雨的灾害条件并启用连阴雨灾害的预警方案；

若R＞R2，所述中控单元判定当前的降水强度构成暴雨的灾害条件并启用暴雨灾害的预警方案。

具体而言，本发明的装置考虑了多种不同的降水灾害，不光考虑了每小时降雨量过大的暴雨情况，还考虑了小雨持续不断的情况，提高了装置可识别灾害类型的多样化，以便根据不同的灾害发布对应的预警方案，提高了未来减灾工作的工作效率。

具体而言，所述中控单元中设有预设温度T0、第一预设温度差值△T1、第二预设温度差值△T2、单位降雨量调节量△R和第二预设降雨量调节量△H，其中，△T1＜△T2，所述检测单元中设有温度传感器，用以检测环境温度，当降雨发生时，中控单元控制所述温度传感器检测环境温度T，中控单元计算T和T0的差值ΔT并根据ΔT对R1、R2、H1和H2进行调节，设定ΔT＝|T-T0|；

若△T≤△T1，所述中控单元判定无需对R1、R2、H1和H2进行调节；

若△T1＜△T≤△T2，所述中控单元使用△R增加或减少R1和R2，调节后的R1’＝R1±△R，R2’＝R2±1.1×△R，中控单元使用△H增加或减少H1和H2，调节后的H1’＝H1±△H，H2’＝H2±1.1×△H；

若△T≥△T2，所述中控单元使用2×△R增加或减少R1和R2，调节后的R1’＝R1±2×△R，R2’＝R2±2.2×△R，中控单元使用2×△H增加或减少H1和H2，调节后的H1’＝H1±2×△H，H2’＝H2±2.2×△H；

其中，当T＜T0时，所述中控单元使用△R减少R1和R2，使用△H减少H1和H2，当T＞T0时，中控单元使用△R增加R1和R2，使用△H增加H1和H2。

具体而言，本发明通过温度传感器测得环境温度对灾害的判定标准进行实时修改，使温度和降雨量相结合，根据当地的温度确定降水类型的判定标准，提高了对降水类型的判断精度，进而提高了对灾害的识别精度，提升了自动化识别装置的工作效率，提高了未来减灾工作的工作效率。

具体而言，所述中控单元中设有预设维修时间间隔F0，在雨水监测端13未检测到降雨的情况下，所述中控单元每隔预设维修时间间隔F0控制电机16推动气缸17打开以使雨量测量传感器21远离防护框19，雨量测量传感器21对降水量进行检测并将测得的降雨量数据通过信号传输器10上传至中控单元。

具体而言，本发明主要通过雨水监测端13对降水情况进行预检测后再启用雨量测量传感器21，但不排除雨水监测端13故障导致雨量测量传感器21无法启用的情况发生，故本发明中控单元周期性启用雨量测量传感器21，降低了装置因故障导致的错漏灾害发生过程的情况，提升了自动化识别装置的工作效率，提高了未来减灾工作的工作效率。

具体而言，在雨水监测端13未检测到降雨的情况下，所诉中控单元根据降雨量R计算当年该地预设时间段的实际降水量Ra并进一步计算降水距平百分率D，设定

是当地同期多年平均相同预设时间段的降雨量，中控单元将D和0进行比较、根据比较结果判定所述是否发生旱灾；

若D≥0，所述中控单元判定该地当年预设时间段内的降水量偏多并判定未发生旱灾；

若D＜0，所述中控单元判定该地当年预设时间段内的降水量偏少并判定发生旱灾，中控单元根据干旱持续时间和降水强度对干旱程度进行进一步划分；

具体而言，本发明中控单元通过降水距平百分率对当地是否发生干旱灾害进行评价，增加了本装置评价的灾害类型的多样化，以便根据不同的灾害发布对应的预警方案，提高了未来减灾工作的工作效率。

具体而言，当所述中控单元判定发生旱灾时，中控单元计算持续旱灾的时间S并根据干旱持续时间和降水强度对干旱程度进行进一步划分；

若S＞3且-80％≤D＜-50％或若2＜S≤3且D＜-80％，所述中控单元判定当前的干旱程度为重度旱灾并启用重度旱灾的预警方案；

若S＞3且-50％≤D＜-25％或若2＜S≤3且-80％≤D＜-50％或若1＜S≤2且D＜-80％，所述中控单元判定当前的干旱程度为中度旱灾并启用中度旱灾的预警方案；

若1＜S≤2且D≥-80％或若S≤1，所述中控单元判定当前的干旱程度为轻度旱灾并无需启用旱灾的预警方案；

具体而言，上述干旱程度划分依据为《中华人民共和国国家标准气象干旱等级》中4降水距平百分率中的降水量距平百分率干旱等级划分表。

具体而言，本发明中控单元计算干旱的持续时间并结合降雨量距平百分率判定干旱程度，增加了本装置评价的灾害类型的多样化，以便根据不同的灾害发布对应的预警方案，提高了未来减灾工作的工作效率。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种灾害自动化快速识别装置,其特征在于，包括：

检测单元，用以获取降水数据，其包括雨水监测端和雨量测量传感器，雨水监测端用以初步获取降水数据，雨量测量传感器用以精确计算降雨量；所述雨水监测端上设有电阻应变片，用以在雨水监测端判定需要启用雨量测量传感器时通过预检测判定雨量测量传感器的检测位置；

设备单元，其与所述检测单元的各部件相连，用以固定安装以及操控检测单元中的各部件；所述设备单元包括：底座，其顶端开设有安装孔，用以将所述设备单元固定在地面上；支撑柱，为一竖直的柱体，其与所述底座的顶端固定连接，用以构成所述设备单元的主体；安装箱，设置在所述支撑柱的一侧，用以保护电子设备；控制器，固定连接在所述安装箱的内部，控制器与电子开关以及检测单元中各部件电性连接，用以控制电子开关以及检测单元中各部件的开闭；所述电子开关，设置在所述安装箱靠近连接块的一侧的内壁上且固定安装在信号传输器的上方，电子开关与电机和气缸电性连接，用以控制电机和气缸的开闭；信号传输器，固定连接在安装板的顶端，其与检测单元中各部件电性连接，用以将数据上传至中控单元；内腔，其设置在所述支撑柱的顶端；固定板，安装在内腔的顶端，内腔的内圆周面顶端开设有第一缺口，固定板的外圆周面底端开设有与第一缺口相适配的第二缺口，用以防止雨水浸湿电机；所述电机，固定安装在内腔内壁的底端，其穿过固定板延伸至内腔的外部分别与气缸和固定框相连，用以控制气缸的缩进以及固定框的旋转；所述固定框，其与电机的驱动端相连，用以带动所述雨量测量传感器旋转；气缸，设置在所述固定框的内部且分别与所述电机和所述雨量测量传感器相连，用以带动所述雨量测量传感器移动；防护框，安装在所述固定框的一侧；太阳能板，安装在所述固定框远离防护框的一侧，用以为电子设备提供电能； 所述设备单元包括与所述雨量测量传感器相连、用以带动雨量测量传感器的移动和旋转的电机；所述设备单元中还设有信号传输器，其分别与检测单元和中控单元中的部件相连，用以将检测单元测得的数据上传至中控单元；

所述中控单元，其分别与所述设备单元和检测单元上的对应部件相连，用以根据对通过检测单元测得的降水数据进行数据分析以对灾害进行识别并根据降水数据带动设备单元控制检测单元对降水数据进行检测；所述中控单元综合所述检测单元中不同部件测得的各降水数据对灾害的类型进行判定并在灾害发生时启用对应的预警方案；所述中控单元通过与所述设备单元和检测单元相结合分层逐步对灾害进行识别，中控单元在已判定灾害类型的大类时控制检测单元中对应部件运行并根据检测结果判定灾害类型的小类；所述中控单元根据所述检测单元的检测结果对中控单元中预设的灾害类型判定标准进行修订。

2.根据权利要求1所述的灾害自动化快速识别装置，其特征在于，所述中控单元中设有预设第一尺寸L1和预设第二尺寸L2，其中，L1＜L2，中控单元在所述雨水监测端检测到降水时控制雨水监测端检测降水的最大尺寸L、分别将L1和L2进行比较、根据比较结果判定降水的类型并根据不同的降水类型启用对应的预警方案；

若L＜L1，所述中控单元判定当前降水的类型为雪；

若L1≤L＜L2，所述中控单元判定当前降水的类型为降雨；

若L≥L2，所述中控单元判定当前降水的类型为冰雹。

3.根据权利要求2所述的灾害自动化快速识别装置，其特征在于，所述中控单元中设有预设积雪重量M0，所述检测单元中设有设置在所述雨水监测端上方的重力传感器，中控单元在判定当前降水的类型为雪时控制重力传感器检测雨水监测端的积雪重量M、将M和M0进行比较、根据比较结果判定当前的降雪量是否符合灾害条件；

若M≤M0，所述中控单元判定当前的降雪量不构成灾害条件；

若M＞M0，所述中控单元判定当前的降雪量构成大雪的灾害条件。

4.根据权利要求3所述的灾害自动化快速识别装置，其特征在于，所述中控单元中设有固定框的角度β，所述雨水监测端平均分为16个区域，所述检测单元在每个区域上均设有电阻应变片，中控单元在判定当前降水的类型为降雨时控制电阻应变片分别检测各区域上的降雨密度集P并计算降雨密度集P中的最大降雨密度Pmax，中控单元根据Pmax所在区域的角度改变固定框的角度β以调整雨量测量传感器的方向；所述设备单元中设有与电机和所述雨量测量传感器相连的气缸，中控单元控制电机推动气缸打开以使雨量测量传感器远离防护框，雨量测量传感器对降水量进行检测。

5.根据权利要求4所述的灾害自动化快速识别装置，其特征在于，所述中控单元设有第一预设降雨量R1、第二预设降雨量R2、第一预设降雨持续时间H1 和第二预设降雨持续时间H2，其中，R1＜R2，H1＜H2,当降雨发生时，所述雨量测量传感器将测得的每小时降雨量记为R并将降雨量数据通过信号传输器上传至中控单元，中控单元分别将R1、R2与R进行比较并根据比较结果判定降雨强度是否符合灾害条件；

若R≤R1，所述中控单元判定当前的降水强度不构成灾害条件；

若R1＜R≤R2，所述中控单元判定当前的降水强度不构成灾害条件，中控单元将H1、H2与H进行比较、根据比较结果判定降水的持续时间是否符合灾害条件并判断灾害类型；若H≤H1，所述中控单元判定当前的降水持续时间不构成灾害条件；若H1＜H≤H2，所述中控单元判定当前的降水持续时间构成渍害的灾害条件；若H＞H2，所述中控单元判定当前的降水持续时间构成连阴雨的灾害条件；

若R＞R2，所述中控单元判定当前的降水强度构成暴雨的灾害条件。

6.根据权利要求5所述的灾害自动化快速识别装置，其特征在于，所述中控单元中设有预设温度T0、第一预设温度差值△T1、第二预设温度差值△T2、单位降雨量调节量△R和第二预设降雨量调节量△H，其中，△T1＜△T2，所述检测单元中设有温度传感器，当降雨发生时，中控单元控制温度传感器检测环境温度T，中控单元计算T和T0的差值ΔT并根据ΔT对R1、R2、H1和H2进行调节，设定ΔT＝|T-T0|；

若△T≤△T1，所述中控单元判定无需对R1、R2、H1和H2进行调节；

若△T1＜△T≤△T2，所述中控单元使用△R增加或减少R1和R2，调节后的R1’＝R1±△R，R2’＝R2±1.1×△R，中控单元使用△H增加或减少H1和H2，调节后的H1’＝H1±△H，H2’＝H2±1.1×△H；

若△T≥△T2，所述中控单元使用2×△R增加或减少R1和R2，调节后的R1’＝R1±2×△R，R2’＝R2±2.2×△R，中控单元使用2×△H增加或减少H1和H2，调节后的H1’＝H1±2×△H，H2’＝H2±2.2×△H；

其中，当T＜T0时，所述中控单元使用△R减少R1和R2，使用△H减少H1和H2，当T＞T0时，中控单元使用△R增加R1和R2，使用△H增加H1和H2。

7.根据权利要求6所述的灾害自动化快速识别装置，其特征在于，所述中控单元中设有预设维修时间间隔F0，在所述雨水监测端未检测到降雨的情况下，所述中控单元每隔预设维修时间间隔F0控制所述电机推动所述气缸打开以使所述雨量测量传感器远离防护框，雨量测量传感器对降水量进行检测并将测得的降雨量数据通过所述信号传输器上传至中控单元。

8.根据权利要求7所述的灾害自动化快速识别装置，其特征在于，所述中控单元在雨水监测端未检测到降雨的情况下根据降雨量R计算当年当地预设时间段的实际降水量Ra并计算降水距平百分率D，设定

是当地同期多年平均相同预设时间段的降雨量，中控单元将D和0进行比较、根据比较结果判定所述是否发生旱灾；

若D≥0，所述中控单元判定当地当年未发生旱灾；

若D＜0，所述中控单元判定当地当年发生旱灾，中控单元根据干旱持续时间和降水强度对干旱程度进行划分。

9.根据权利要求8所述的灾害自动化快速识别装置，其特征在于，所述中控单元在判定发生旱灾时计算持续旱灾的时间S并根据干旱持续时间和降水强度对干旱程度进行划分；

若S＞3且-80％≤D＜-50％或若2＜S≤3且D＜-80％，所述中控单元判定当前的干旱程度为重度旱灾；

若S＞3且-50％≤D＜-25％或若2＜S≤3且-80％≤D＜-50％或若1＜S≤2且D＜-80％，所述中控单元判定当前的干旱程度为中度旱灾；

若1＜S≤2且D≥-80％或若S≤1，所述中控单元判定当前的干旱程度为轻度旱灾。

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