CN115273406A - 城市道路易涝点内涝预判方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了城市道路易涝点内涝预判方法及系统，属于城市交通安全技术领域，要解决的技术问题为如何对城市道路易涝点进行预判预警，以解决城市道路易涝点的内涝预防短板。包括如下步骤：划定内涝的风险等级以及各个风险等级对应的防涝预案，确定易涝点并配置易涝点信息；对于每个易涝点，配置对应的水位监测设备和预警设备；基于每个易涝点的水位监测设备以及城市排水系统构建三维的地下管网透视模型；基于城市的地理信息、排水信息、预定时间段内降雨信息以及每个易涝点的水位信息对内涝进行推演推算，预判内涝风险等级并基于对应的风险等级启动防涝预案，基于防涝预案启动对应的排水系统以及预警设备。

Description

城市道路易涝点内涝预判方法及系统

技术领域

本发明涉及城市交通安全技术领域，具体地说是城市道路易涝点内涝预判方法及系统。

背景技术

近年来，异常气候现象增多，多地出现暴雨、特大暴雨等天气，不少城市发生了严重内涝，给群众生产生活带来不便，对水电、交通等城市正常运转造成影响。一些城市排水设施本就不健全，城市在汛前未做充足的防洪防涝规划并及时检查疏通排水管道，导致汛期管道堵塞等问题是造成城市内涝的一个重要原因。

目前城市内涝的感知一般通过两种方式：一、城市应急部门通过路面监控设备监测城市内涝情况或通过市民热线等方式获取内涝信息并采取应急措施；二、一些城市虽安装了雨量计、水位检测仪等探测设备，通过科技探测实时获取更加准确的城市内涝数据，以便更迅速地开展城市排涝作业。方式一通过监控设备或市民热线的方式获取内涝信息，信息滞后且容易出现信息遗漏，不能准确及时的解决内涝问题；方式二通过雨量计、水位检测仪等探测设备确实能准确探测内涝水量数据，但对于城市的易涝点监测与预警并没有形成完整体系。城市在内涝方面目前多为重应急轻预防，导致城市内涝的症结久治不愈。

如何对城市道路易涝点进行预判预警，以解决城市道路易涝点的内涝预防短板，是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足，提供城市道路易涝点内涝预判方法及系统，来解决如何对城市道路易涝点进行预判预警，以解决城市道路易涝点的内涝预防短板的技术问题。

第一方面，本发明的一种城市道路易涝点内涝预判方法，包括如下步骤：

基于城市地理信息、历史气象信息以及历史排水信息对城市排水和内涝风险进行评估，划定内涝风险等级以及各个内涝风险等级对应的防涝预案，确定易涝点并配置易涝点信息，所述易涝点信息包括易涝点名称、地理坐标、特征信息以及在不同降雨强度下的预警阈值；

对于每个易涝点，配置对应的水位监测设备、预警设备和排水系统，通过水位监测设备实时采集易涝点的水位信息，通过预警设备对行人提供内涝预警，通过排水系统对易捞点进行触发式自动排水；

基于每个易涝点的水位监测设备以及城市排水系统构建三维的地下管网透视模型，所述地下管网透视模型以透视图和数据信息的方式展示地下管网，并在所述透视图中对水位监测设备进行定位标注；

基于城市的地理信息、排水信息、每个易涝点的水位信息以及从第三方系统获取的预定时间段内降雨信息进行内涝推演推算，结合推演推算结果以及每个易涝点在不同降雨强度下的预警阈值，预判易涝点的积水信息以及各个区域的内涝风险等级，基于易涝点的积水信息触发对应的排水系统以及预警设备，对于各区域基于对应的风险等级触发对应的防涝预案。

作为优选，所述风险等级包括内涝安全区、轻危险区、中危险区和高危险区。

作为优选，所述水位监测设备包括配置有AI水位监测的摄像头、雨量计、地埋式水位传感器以及超声波液位监测仪；所述预警设备包括LED预警屏、声光报警器和电子栏杆。

作为优选，所述方法还包括如下步骤：基于从第三方系统获取的预定时间段内降雨信息形成气象云图，通过气象云图对预定时间段内降雨信息进行展示所述。

作为优选，还包括如下步骤：

对于水位监测设备以及排水系统中每个管网设备，设定管网堵塞阈值，通过透视图对水位监测设备和排水系统中管网进行监测，并基于推演推算结果以及预判得到的内涝风险等级对管网堵塞进行预判，将预判发生堵塞的管网在透视图中进行标注。

第二方面，本发明的一种城市道路易涝点内涝预判系统，用于通过如第一方面任一项所述的城市道路易涝点内涝预判方法对城市进行内涝预判，所述系统包括：

水位监测模块，所述水位监测模块包括多种水位监测设备，所述水位监测设备用于实时采集易涝点的水位信息，并通过无通信方式输出水位信息；

预警模块，所述预警模块包括多种预警设备，所述预定设备为电子预定设备、用于对行人提供内涝预警；

排水系统，所述排水系统为电控自动排水系统，用于易涝点进行触发式自动排水；

内涝规划模块，所述内涝规划模块用于基于城市地理信息、历史气象信息以及历史排水信息对城市排水和内涝风险进行评估，划定内涝风险等级以及各个内涝风险等级对应的防涝预案，确定易涝点并配置易涝点信息，所述易涝点信息包括易涝点名称、地理坐标、特征信息以及在不同降雨强度下的预警阈值；用于基于每个易涝点的水位监测设备以及城市排水系统构建三维的地下管网透视模型，并用于在所述透视图中对水位监测设备进行定位标注，所述地下管网透视模型以透视图和数据信息的方式展示地下管网；

内涝预判模块，所述内涝预判模块通过内涝预判界面与用户交互，用于与第三气象系统交互并获取定时间段内降雨信息，用于通过无线通信方式与水位监测模块交互并获取每个易涝点的水位信息，用于通过无线通信的方式与每个预警模块交互，用于支持用户导入城市的地理信息和排水信息，用于基于城市的地理信息、排水信息、预定时间段内降雨信息以及每个易涝点的水位信息对内涝进行推演推算，结合推演推算结果以及每个易涝点在不同降雨强度下的预警阈值，预判内涝风险等级并基于对应的风险等级启动防涝预案，基于防涝预案启动对应的排水系统以及预警设备。

作为优选，所述风险等级包括内涝安全区、轻危险区、中危险区和高危险区。

作为优选，所述水位监测设备包括配置有AI水位监测的摄像头、雨量计、地埋式水位传感器以及超声波液位监测仪；所述预警设备包括LED预警屏和、声光报警器和电子栏杆。

作为优选，所述内涝预判模块用于基于从第三方系统获取的预定时间段内降雨信息形成气象云图，通过气象云图对预定时间段内降雨信息进行展示。

作为优选，对于水位监测设备以及排水系统中每个管网设备，所述内涝预判模块用于设定管网堵塞阈值，通过透视图对水位监测设备和排水系统中管网进行监测，并基于推演推算结果以及预判得到的内涝风险等级对管网堵塞进行预判，将预判发生堵塞的管网在透视图中进行标注。

本发明的城市道路易涝点内涝预判方法及系统具有以下优点：

1、基于城市地理信息、气象信息以及排水信息对城市排水和内涝风险进行评估，划定风险等级以及各个风险等级的防涝预案，确定易涝点并在每个易涝点配置水位监测设备和预定设备，基于城市的地理信息、排水信息、预定时间段内降雨信息以及每个易涝点的水位信息对内涝进行推演推算，结合推演推算结果以及每个易涝点在不同降雨强度下的预警阈值，预判内涝风险等级并基于对应的风险等级启动防涝预案，基于防涝预案启动对应的排水系统以及预警设备，一方面其可以及时发现城区涝点，通过预警系统实现内涝预警，另一方面，通过数据积累可以为未来城市内涝预测以及内涝治理规划提供数据支撑；

2、构建三维的地下管网透视模型，地下管网透视模型以透视图和数据信息的方式展示地下管网，在透视图中对水位监测设备进行定位标注，从而可通过地下管网透视模型实时直观的对地下管网进行监控；

3、基于推演推算结果以及预判得到的内涝风险等级对管网堵塞进行预判，将预判发生堵塞的管网在透视图中进行标注，从而实现了地下管网的监测和堵塞预警。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1为实施例1一种城市道路易涝点内涝预判方法的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

本发明实施例提供城市道路易涝点内涝预判方法及系统，用于解决如何对城市道路易涝点进行预判预警，以解决城市道路易涝点的内涝预防短板的技术问题。

实施例1：

本发明城市道路易涝点内涝预判方法，包括如下步骤：

S100、基于城市地理信息、历史气象信息以及历史排水信息对城市排水和内涝风险进行评估，划定内涝风险等级以及各个内涝风险等级对应的防涝预案，确定易涝点并配置易涝点信息，所述易涝点信息包括易涝点名称、地理坐标、特征信息以及在不同降雨强度下的预警阈值；

S200、对于每个易涝点，配置对应的水位监测设备和预警设备，通过水位监测设备实时采集易涝点的水位信息，通过预警设备对行人提供内涝预警；

S300、基于每个易涝点的水位监测设备以及城市排水系统构建三维的地下管网透视模型，所述地下管网透视模型以透视图和数据信息的方式展示地下管网，并在所述透视图中对水位监测设备进行定位标注；

S400、基于城市的地理信息、排水信息、每个易涝点的水位信息以及从第三方系统获取的预定时间段内降雨信息进行内涝推演推算，结合推演推算结果以及每个易涝点在不同降雨强度下的预警阈值，预判易涝点的积水信息以及各个区域的内涝风险等级，基于易涝点的积水信息触发对应的排水系统以及预警设备，对于各区域基于对应的风险等级触发对应的防涝预案。

步骤S100根据城市地理信息(如地形信息、下垫面)、排水信息(排水管网)、气象资料等进行收集，根据现有的数学模型(可对城市排水能力和内涝风险进行评估的模型)对城市排水系统排水能力和内涝风险进行评估，并对城市进行内涝风险等级划分，划分内涝安全区、轻危险区、中危险区、高危险区。结合收集的历史数据，摸排位于城市楼层地下停车场、地铁站、桥洞、城市内河、排水口等城市易涝点，收集每个易涝点的易涝点名称、地理坐标、特征信息，并配置在不同降雨强度下的预警阈值，将上述易涝点名称、地理坐标、特征信息以及在不同降雨强度下的预警阈值汇集为易涝点信息。

步骤S200赋能城市基础设施，根据不同易涝点的特征信息，按需安装AI 智能水位监测摄像头、雨量计、地埋式水位传感器、超声波液位监测仪等终端设备作为水位监测设备，形成多维度数据源。

在易涝点附近安装LED预警屏、声光报警器、电子栏杆等预警设备，以对行人进行内涝预警，同时设置自动排水系统，该排水系统电控的自动排水系统，可对易捞点进行排水。

步骤S300基于每个易涝点的水位监测设备以及城市排水系统构建三维的地下管网透视模型，该透地下管网透视模型包括透视图和管网内终端设备信息，从而该地下管网透视模型以透视图和数据信息的方式展示地下管网，同时在透视图中对水位监测设备进行定位标注，从而可通过透视图对地下管网进行直观的监控。

步骤S400对城市内涝进行预判，作为具体实施，包括如下步骤：

(1)从第三方气象系统获取未来一周内降雨强度、降雨分布以及降雨量等气象信息；

(2)根据步骤S100的规划，获取各个不同区域的地理信息以及风险等级，如内涝安全区、轻危险区、中危险区、高危险区；

(3)获取各个易涝点的信息，易涝点名称、地理坐标、特征信息以及在不同降雨强度下的预警阈值等；

(4)对于各个易涝点，通过配置的水位监测设备实时采集易涝点的水位信息；

(5)基于城市的地理信息、排水信息、预定时间段内降雨信息以及每个易涝点的水位信息对内涝进行推演推算，结合推演推算结果以及每个易涝点在不同降雨强度下的预警阈值，预判易涝点的积水信息以及各个区域的内涝风险等级，基于易涝点的积水信息触发对应的排水系统以及预警设备，对于各区域基于对应的风险等级触发对应的防涝预案。

作为改进，根据获取的气象信息构建气象云图，通过其云图对未来降雨情况进行预测展示。

作为改进，对于水位监测设备以及排水系统中每个管网设备，设定管网堵塞阈值，通过透视图对水位监测设备和排水系统中管网进行监测，并基于推演推算结果以及预判得到的内涝风险等级对管网堵塞进行预判，将预判发生堵塞的管网在透视图中进行标注，相关管网范围内的阀门信息、液位探测器等基础设施将在三维管网透视图上同步定位显示。

实施例2：

本发明一种城市道路易涝点内涝预判系统，包括水位监测模块、预警模块、排水系统、内涝规划模块以及内涝预判模块，该系统可通过实施例1公开的方法对城市进行内涝预判。

水位监测模块包括多种水位监测设备，水位监测设备用于实时采集易涝点的水位信息，并通过无通信方式输出水位信息。

AI智能水位监测摄像头、雨量计、地埋式水位传感器、超声波液位监测仪等终端设备。对于每个易涝点，均配置有水位监测模块，其中水位监测模块中的设备可根据易涝点的特征进行选择。

预警模块包括多种预警设备，预定设备为电子预定设备、用于对行人提供内涝预警。预定设备包括LED预警屏、声光报警器、电子栏杆等。

排水系统为电控自动排水系统，用于为捞点进行触发式自动排水。

内涝规划模块用于基于城市地理信息、历史气象信息以及历史排水信息对城市排水和内涝风险进行评估，划定内涝风险等级以及各个内涝风险等级对应的防涝预案，确定易涝点并配置易涝点信息，所述易涝点信息包括易涝点名称、地理坐标、特征信息以及在不同降雨强度下的预警阈值；并用于基于每个易涝点的水位监测设备以及城市排水系统构建三维的地下管网透视模型，并用于在所述透视图中对水位监测设备进行定位标注，所述地下管网透视模型以透视图和数据信息的方式展示地下管网。

作为具体实施，该内涝规划模块用于执行如下操作：

根据城市地理信息(如地形信息、下垫面)、排水信息(排水管网)、气象资料等进行收集，根据现有的数学模型(可对城市排水能力和内涝风险进行评估的模型)对城市排水系统排水能力和内涝风险进行评估，并对城市进行内涝风险等级划分，划分内涝安全区、轻危险区、中危险区、高危险区；

结合收集的历史数据，摸排位于城市楼层地下停车场、地铁站、桥洞、城市内河、排水口等城市易涝点，收集每个易涝点的易涝点名称、地理坐标、特征信息，并配置在不同降雨强度下的预警阈值，将上述易涝点名称、地理坐标、特征信息以及在不同降雨强度下的预警阈值汇集为易涝点信息；

基于每个易涝点的水位监测设备以及城市排水系统构建三维的地下管网透视模型，该透地下管网透视模型包括透视图和管网内终端设备信息，从而该地下管网透视模型以透视图和数据信息的方式展示地下管网，同时在透视图中对水位监测设备进行定位标注，从而可通过透视图对地下管网进行直观的监控。

内涝预判模块通过内涝预判界面与用户交互，用于与第三气象系统交互并获取定时间段内降雨信息，用于通过无线通信方式与水位监测模块交互并获取每个易涝点的水位信息，用于通过无线通信的方式与每个预警模块交互，用于支持用户导入城市的地理信息和排水信息，用于基于城市的地理信息、排水信息、预定时间段内降雨信息以及每个易涝点的水位信息对内涝进行推演推算，结合推演推算结果以及每个易涝点在不同降雨强度下的预警阈值，预判内涝风险等级并基于对应的风险等级启动防涝预案，基于防涝预案启动对应的排水系统以及预警设备。

作为具体实施，该内涝预判模块用于执行如下操作：

(1)从第三方气象系统获取未来一周内降雨强度、降雨分布以及降雨量等气象信息；

(2)获取各个不同区域的地理信息以及风险等级，如内涝安全区、轻危险区、中危险区、高危险区；

(3)获取各个易涝点的信息，易涝点名称、地理坐标、特征信息以及在不同降雨强度下的预警阈值等；

(4)对于各个易涝点，配置水位监测设备、预警设备以及排水系统，并通过配置的水位监测设备实时采集易涝点的水位信息；

(5)对于各个易涝点，在地下管网透视模型中对每个易涝点附近的水位监测设备进行标准定位；

(6)将易涝点以及对应的水位监测设备、预警设备以及排水系统建立关联；

(7)基于城市的地理信息、排水信息、预定时间段内降雨信息以及每个易涝点的水位信息对内涝进行推演推算，结合推演推算结果以及每个易涝点在不同降雨强度下的预警阈值，预判内涝风险等级并基于对应的风险等级启动防涝预案，基于防涝预案启动对应的排水系统以及预警设备。

作为改进，该内涝预判模块用于根据获取的气象信息构建气象云图，通过其云图对未来降雨情况进行预测展示。

作为改进，对于水位监测设备以及排水系统中每个管网设备，内涝规划模块用于设定管网堵塞阈值；内涝预判模块用于执行如下操作：通过透视图对水位监测设备和排水系统中管网进行监测，并基于推演推算结果以及预判得到的内涝风险等级对管网堵塞进行预判，将预判发生堵塞的管网在透视图中进行标注，相关管网范围内的阀门信息、液位探测器等基础设施将在三维管网透视图上同步定位显示。

上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种城市道路易涝点内涝预判方法，其特征在于包括如下步骤：

基于城市地理信息、历史气象信息以及历史排水信息对城市排水和内涝风险进行评估，划定内涝风险等级以及各个内涝风险等级对应的防涝预案，确定易涝点并配置易涝点信息，所述易涝点信息包括易涝点名称、地理坐标、特征信息以及在不同降雨强度下的预警阈值；

对于每个易涝点，配置对应的水位监测设备、预警设备和排水系统，通过水位监测设备实时采集易涝点的水位信息，通过预警设备对行人提供内涝预警，通过排水系统对易捞点进行触发式自动排水；

基于每个易涝点的水位监测设备以及城市排水系统构建三维的地下管网透视模型，所述地下管网透视模型以透视图和数据信息的方式展示地下管网，并在所述透视图中对水位监测设备进行定位标注；

基于城市的地理信息、排水信息、每个易涝点的水位信息以及从第三方系统获取的预定时间段内降雨信息进行内涝推演推算，结合推演推算结果以及每个易涝点在不同降雨强度下的预警阈值，预判易涝点的积水信息以及各个区域的内涝风险等级，基于易涝点的积水信息触发对应的排水系统以及预警设备，对于各区域基于对应的风险等级触发对应的防涝预案。

2.根据权利要求1所述的城市道路易涝点内涝预判方法，其特征在于所述风险等级包括内涝安全区、轻危险区、中危险区和高危险区。

3.根据权利要求1所述的城市道路易涝点内涝预判方法，其特征在于所述水位监测设备包括配置有AI水位监测的摄像头、雨量计、地埋式水位传感器以及超声波液位监测仪；所述预警设备包括LED预警屏和、声光报警器和电子栏杆。

4.根据权利要求1所述的城市道路易涝点内涝预判方法，其特征在于所述方法还包括如下步骤：基于从第三方系统获取的预定时间段内降雨信息形成气象云图，通过气象云图对预定时间段内降雨信息进行展示所述。

5.根据权利要求1-4任一项所述的城市道路易涝点内涝预判方法，其特征在于还包括如下步骤：

对于水位监测设备以及排水系统中每个管网设备，设定管网堵塞阈值，通过透视图对水位监测设备和排水系统中管网进行监测，并基于推演推算结果以及预判得到的内涝风险等级对管网堵塞进行预判，将预判发生堵塞的管网在透视图中进行标注。

6.一种城市道路易涝点内涝预判系统，其特征在于用于通过如权利要求1-5任一项所述的城市道路易涝点内涝预判方法对城市进行内涝预判，所述系统包括：

水位监测模块，所述水位监测模块包括多种水位监测设备，所述水位监测设备用于实时采集易涝点的水位信息，并通过无通信方式输出水位信息；

预警模块，所述预警模块包括多种预警设备，所述预定设备为电子预定设备、用于对行人提供内涝预警；

排水系统，所述排水系统为电控自动排水系统，用于易涝点进行触发式自动排水；

内涝规划模块，所述内涝规划模块用于基于城市地理信息、历史气象信息以及历史排水信息对城市排水和内涝风险进行评估，划定内涝风险等级以及各个内涝风险等级对应的防涝预案，确定易涝点并配置易涝点信息，所述易涝点信息包括易涝点名称、地理坐标、特征信息以及在不同降雨强度下的预警阈值；用于基于每个易涝点的水位监测设备以及城市排水系统构建三维的地下管网透视模型，并用于在所述透视图中对水位监测设备进行定位标注，所述地下管网透视模型以透视图和数据信息的方式展示地下管网；

内涝预判模块，所述内涝预判模块通过内涝预判界面与用户交互，用于与第三气象系统交互并获取定时间段内降雨信息，用于通过无线通信方式与水位监测模块交互并获取每个易涝点的水位信息，用于通过无线通信的方式与每个预警模块交互，用于支持用户导入城市的地理信息和排水信息，用于基于城市的地理信息、排水信息、预定时间段内降雨信息以及每个易涝点的水位信息对内涝进行推演推算，结合推演推算结果以及每个易涝点在不同降雨强度下的预警阈值，预判内涝风险等级并基于对应的风险等级启动防涝预案，基于防涝预案启动对应的排水系统以及预警设备。

7.根据权利要求6所述的城市道路易涝点内涝预判系统，其特征在于所述风险等级包括内涝安全区、轻危险区、中危险区和高危险区。

8.根据权利要求6所述的城市道路易涝点内涝预判系统，其特征在于所述水位监测设备包括配置有AI水位监测的摄像头、雨量计、地埋式水位传感器以及超声波液位监测仪；所述预警设备包括LED预警屏和、声光报警器和电子栏杆。

9.根据权利要求6所述的城市道路易涝点内涝预判系统，其特征在于所述内涝预判模块用于基于从第三方系统获取的预定时间段内降雨信息形成气象云图，通过气象云图对预定时间段内降雨信息进行展示。

10.根据权利要求6所述的城市道路易涝点内涝预判系统，其特征在于对于水位监测设备以及排水系统中每个管网设备，所述内涝预判模块用于设定管网堵塞阈值，通过透视图对水位监测设备和排水系统中管网进行监测，并基于推演推算结果以及预判得到的内涝风险等级对管网堵塞进行预判，将预判发生堵塞的管网在透视图中进行标注。

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