CN115826484A

CN115826484A - 一种智慧水库水位监测开闸控制方法及系统

Info

Publication number: CN115826484A
Application number: CN202211366406.2A
Authority: CN
Inventors: 狄建波; 陈海江
Original assignee: Zhejiang Lishi Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Lishi Technology Co Ltd
Priority date: 2022-11-03
Filing date: 2022-11-03
Publication date: 2023-03-21

Abstract

本发明公开了一种智慧水库水位监测开闸控制系统，包括智能检测设备、数据处理平台、数据展示平台，具体有：所述智能检测设备，包括智能监控设备，用于检测实时水位数据、雨量数据、上游流入数据、下游流出数据，并将所获数据实时写入数据处理平台中；所述数据处理平台，汇总计算当前水位站水位变化信息，生成未来时间段水位变化趋势，根据数据模型计算出下游各水位点未来一段时间水位趋势；所述数据展示平台，将水位变化信息及趋势进行展示，以供工作人员实时监控水位情况，对于应急情况能够及时响应。

Description

一种智慧水库水位监测开闸控制方法及系统

技术领域

本发明涉及监控技术领域，特别涉及一种智慧水库水位监测开闸控制方法及系统。

背景技术

近年来，以信息化为代表的的待机进步和现代商业模式的创新，推动了乡村治理产业的转型升级。乡村治理运用现代化新技术，新设备改造和数字化运用，正在成为数字乡村治理的发展趋势和行业标杆。但大部分乡村管理者对“数字乡村”的认知还停留在建设环境传感器设备、建设无死角监控等硬件系统层面，只建设这些硬件设备获取设备数据，无法对设备数据进行统筹分析，无法根据分析数据正确的自动化控制设备，难以达到真正意义上的“数字乡村”。

乡村治理过程中，对于防汛防涝保障人民生命财产安全，智能农业灌溉等新型精细化农业生产技术使用，给管理者带来相当大的压力，为消除安全隐患，需要养护大量安全管理人员，严防死守，这种处理方式数据传输效率低，应急响应慢，指挥能力弱，耗费大量人力物力。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种智慧水库水位监测开闸控制方法及系统，旨在解决现有技术问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种智慧水库水位监测开闸控制系统，包括智能检测设备、数据处理平台、数据展示平台，具体有：

所述智能检测设备，包括智能监控设备，用于检测实时水位数据、雨量数据、上游流入数据、下游流出数据，并将所获数据实时写入数据处理平台中。

优选地，智能监控设备采用视频识别算法监控设备监控水位上涨情况，对视频图像中的水位变化进行检测、识别分析，获取水位数据，利用雨量监控设备实时监控区域内雨量变化，利用水流监控设备计算出实时流入量。

优选地，所述智能检测设备检测频率根据水位趋势作出变化，首先设定检测设备以较低频率检测当前水位站水位情况，如果某个水位站水位趋势急速增加，或者水位即将达到水位阈值，则提高检测频率，否则继续保持低频率检测。

所述数据处理平台，汇总计算当前水位站水位变化信息，生成未来时间段水位变化趋势，根据数据模型计算出下游各水位点未来一段时间水位趋势；所述数据处理平台对各水位站设置有水位阈值，数据平台将水位实时变化数据与水位阈值相比，对于应急情况进行指挥报警，定时开闭闸等措施，实时处理应急方案。

具体地，数据处理平台系统会启动监听服务，通过持续监听消息变化，来取得当前水位及未来水位趋势，进而匹配系统设置的阈值信息，通过数据处理平台系统监听以方便监测实时水位及未来水位趋势，当水位超过系统配置的某个阈值的时候，可提示管理员采用应急响应方案或自动开始水闸设备，进行排水防洪，或者提示用户根据系统配置的应急预案进行人员处理排查，由此确保人民生命财产安全，防止发生事故。

具体地，所述数据处理平台进一步解析当前水位信息，一般可以根据实时检测水位，雨量趋势，来自上游流入量，向下游流出量来预估本点位和下一点位未来一段时间内的水流量及水位增长趋势，计算水位信息具体包括如下方面：

其一，计算当前水位站水位信息，以及当前水位站最大可承载水位，如果当前水位大于可承载水位或未来一段时间将要达到最大可承载水位，则应该发送警报信息，或根据应急预案配置，定时开启或关闭水闸；

其二，静水位留存量，可以根据上游水位流入量和向下游流出量来计算静水位留存量：

静水位留存量=上游流入量-下游流出量；

其三，预估当前水位站未来一段时间内的水流量，可以根据雨量监控设备监测数据及未来气象数据，计算出雨量对当前水位站水位的影响，并计算出整个水域上下游水位变化及未来一段时间水位变化。

具体的，得到水位站水位信息及未来水位信息趋势后，则可以判断水位站水位高度或预计未来水位高度是否达到了系统配置的预警水位高度阈值。

优选地，阈值可分为黄色、橙色、红色四级预警，黄色预警为低危预警，可提醒管理员关注水位变化，不采取处置措施，橙色预警为中危预警，提醒管理员关注水位变化同时响应应急预案，小流量开启水闸，红色预警为严重预警，实时响应应急预案，大流量开启水闸，并提醒管理员疏散群众。管理员可以通过不同的预警级别来配置不同应急响应预案和水闸开启高度。

所述数据展示平台，将水位变化信息及趋势进行展示，以供工作人员实时监控水位情况，对于应急情况能够及时响应。

一种智慧水库水位监测开闸控制方法，具体步骤有：

步骤S110，通过智能检测设备检测上下游各水位站水位信息；

步骤S120，解析上报实时水位数据、雨量数据、上游流入数据、向下游流出数据，结合未来雨量变化，生成未来一定时间段内水位趋势数据；

步骤S130，将水位趋势数据值与系统设置的水位阈值比较，如果水位趋势数据值达到水位阈值，则执行步骤S140，否则继续执行步骤S110，智能监控设备持续监控点位水位情况，直至当前水位点超出警报阈值时，执行步骤S140；

步骤S140，定时开启水闸，向下游放水，并结合下游各水位站水位信息关闭或开启水闸，保障人民声明财产安全，加强防汛预警响应。

一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现上述智慧水库水位监测开闸控制方法。

一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现上述智慧水库水位监测开闸控制方法。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：通过智慧水利系统数据展示，未来水位计算算法，管理员可以实时了解到当前水位站及上下游水位站水位情况保证，及预测未来一段时间内水位变化趋势，灵活调度配置应急预案，通过应急处置平台可以自动响应告警信息，自动控制水闸设备开启或关闭，做到智能防汛，减少人工参与，保障人民生命财产安全。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

图1为一种智慧水库水位监测开闸控制方法流程图。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。说明书中的“实施例”或“实施方式”既可表示一个实施例或一种实施方式，也可表示一些实施例或一些实施方式的情况。

本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件（包括固件、驻留软件、微代码等），或者硬件和软件结合的形式。

需要说明的是，附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。

根据本发明的一实施方式，提出一种智慧水库水位监测开闸控制系统，包括智能检测设备、数据处理平台、数据展示平台，具体有：

智能检测设备，包括可检测雨量、水位、水流量的智能监控设备，用于检测实时水位数据、雨量数据、上游流入数据、下游流出数据，并将所获数据实时写入数据处理平台中；智能监控设备采用视频识别算法监控设备监控水位上涨情况，对视频图像中的水位变化进行检测、识别分析，获取水位数据，利用雨量监控设备实时监控区域内雨量变化，利用水流监控设备计算出实时流入量。

数据处理平台，汇总计算当前水位站水位变化信息，生成未来时间段水位变化趋势，根据数据模型计算出下游各水位点未来一段时间水位趋势，发送到数据展示平台；系统对各水位站设置有水位阈值，数据平台将水位实时变化数据与水位阈值相比，对于应急情况进行指挥报警，定时开闭闸等措施，实时处理应急方案。

数据展示平台，将智能检测设备检测得到的数据以及数据平台汇总上述数据后计算得出的水位变化信息及趋势制作成水位变化趋势及实际水位走势图表，在数据大屏上进行展示，以供工作人员实时监控水位情况，对于应急情况能够及时响应。

具体的，智能检测设备在检测时，检测频率越高，检测的结果越准确，但检测频率越高对于系统负担越重，所以所述智能检测设备检测频率基本思路是根据水位趋势作出变化，首先设定检测设备以较低频率检测当前水位站水位情况，如果某个水位站水位趋势急速增加，或者水位即将达到水位阈值，则提高检测频率，否则继续保持低频率检测。

具体的，数据处理平台系统会启动监听服务，通过持续监听消息变化，来取得当前水位及未来水位趋势，进而匹配系统设置的阈值信息，示例代码模型如下：

@ApiModelProperty("环测设备-雨量设备-雨量")

@JSONField(name = "rainfall")

private String rainfall;

@ApiModelProperty("环测设备-预警等级")

@JSONField(name = "warningLevel")

private String warningLevel;

@ApiModelProperty("水位设备-数据上传时间")

@JSONField(name = "createTime")

private String CreateTime;

@ApiModelProperty("水位设备-水位")

@JSONField(name = "WTWH")

private String WTWH;

@ApiModelProperty("水位设备-温度")

@JSONField(name = "TEMP")

private String TEMP;

@ApiModelProperty("水位设备-PM2.5")

@JSONField(name = "PM25")

private String PM25;

@ApiModelProperty("水位设备-PM10")

@JSONField(name = "PM10")

private String PM10;

@ApiModelProperty("水位设备-湿度%")

@JSONField(name = "HUMI")

private String HUMI;

@ApiModelProperty("水位设备-风速m/s")

@JSONField(name = "WS")

private String WS;

@ApiModelProperty("水位设备-风向")

@JSONField(name = "WD")

private String WD;

@ApiModelProperty("水位设备-水溶解氧 mg/l")

@JSONField(name = "WTRDO")

private String WTRDO;

@ApiModelProperty("水位设备-水浊度 NTU")

@JSONField(name = "WTTBT")

private String WTTBT;

@ApiModelProperty("水位设备-电量")

@JSONField(name = "POWERVOL")

private String POWERVOL;

@ApiModelProperty("水位设备-水酸碱度PH")

@JSONField(name = "WTPH")

private String WTPH;

@ApiModelProperty("水位设备-水温")

@JSONField(name = "WTTEMP")

private String WTTEMP;

@ApiModelProperty("水位设备-电导率")

@JSONField(name = "WTDDL")

private String WTDDL;

@ApiModelProperty("水位设备-设备类型")

@JSONField(name = "deviceType")

private String deviceType;

由此，通过数据处理平台系统监听以方便监测实时水位及未来水位趋势，当水位超过系统配置的某个阈值的时候，可提示管理员采用应急响应方案或自动开始水闸设备，进行排水防洪，或者提示用户根据系统配置的应急预案进行人员处理排查，由此确保人民生命财产安全，防止发生事故。

具体的，所述数据处理平台进一步解析当前水位信息，一般可以根据实时检测水位，雨量趋势，来自上游流入量，向下游流出量来预估本点位和下一点位未来一段时间内的水流量及水位增长趋势，计算水位信息具体包括如下方面：

其一，计算当前水位站水位信息，以及当前水位站最大可承载水位，如果当前水位大于可承载水位或未来一段时间将要达到最大可承载水位，则应该发送警报信息，或根据应急预案配置，定时开启或关闭水闸。

静水位留存量=上游流入量-下游流出量。

其三，预估当前水位站未来一段时间内的水流量来判断，可以根据雨量监控设备监测数据及未来气象数据，计算出雨量对当前水位站水位的影响，并计算出整个水域上下游水位变化及未来一段时间水位变化。

具体的，得到水位站水位信息及未来水位信息趋势后，则可以判断水位站水位高度或预计未来水位高度是否达到了系统配置的预警水位高度阈值。阈值可分为黄色、橙色、红色四级预警，黄色预警为低危预警，可提醒管理员关注水位变化，不采取处置措施，橙色预警为中危预警，提醒管理员关注水位变化同时响应应急预案，小流量开启水闸，红色预警为严重预警，实时响应应急预案，大流量开启水闸，并提醒管理员疏散群众。管理员可以通过不同的预警级别来配置不同应急响应预案和水闸开启高度。

当预计水位增长速度超过水域最大可承载水位时，则发出应急警报信息，提示防汛指挥人员，对于未来某个时间点可能触发的水位报警，防汛管理人员可提前启动应急预案，设置水闸定时开启计划，一旦系统侦测到水位达到应急预案响应阈值，水闸自动开启，向下游水域排水，并根据整个水系链路水位信息计算各水位站水闸开启大小，智能控制水闸开启高度，减少人工参与带来的时效性问题。

综上，可以避免在水位到达阈值时手动调配人员，手动开启水闸，排水量和下游水位趋势无法实时计算，需要反复人工确认上下游情况，来手动关闭水闸，可以减少管理人员配置，并能结合大数据分析及数据预测提前疏导，将风险扼杀在摇篮中。

根据本发明的又一实施方式，提出一种智慧水库水位监测开闸控制方法，流程如图1所示，具体步骤有

步骤S110，通过智能检测设备检测上下游各水位站水位信息；

根据本发明的又一实施方式，提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现上述智慧水库水位监测开闸控制方法。

根据本发明的又一实施方法，提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现上述智慧水库水位监测开闸控制方法。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims

1.一种智慧水库水位监测开闸控制系统，其特征在于，包括智能检测设备、数据处理平台、数据展示平台，具体有：

所述智能检测设备，包括智能监控设备，用于检测实时水位数据、雨量数据、上游流入数据、下游流出数据，并将所获数据实时写入数据处理平台中；

所述数据处理平台，汇总计算当前水位站水位变化信息，生成未来时间段水位变化趋势，根据数据模型计算出下游各水位点未来一段时间水位趋势；所述数据处理平台对各水位站设置有水位阈值，数据平台将水位实时变化数据与水位阈值相比，对于应急情况进行指挥报警，定时开闭闸等措施，实时处理应急方案；

2.根据权利要求1所述的一种智慧水库水位监测开闸控制系统，其特征在于，所述智能监控设备采用视频识别算法监控设备监控水位上涨情况，对视频图像中的水位变化进行检测、识别分析，获取水位数据，利用雨量监控设备实时监控区域内雨量变化，利用水流监控设备计算出实时流入量。

3.根据权利要求1所述的一种智慧水库水位监测开闸控制系统，其特征在于，所述智能检测设备检测频率根据水位趋势作出变化，首先设定检测设备以较低频率检测当前水位站水位情况，当某个水位站水位趋势急速增加，或者水位即将达到水位阈值时，提高检测频率，否则继续保持低频率检测。

4.根据权利要求1所述的一种智慧水库水位监测开闸控制系统，其特征在于，所述数据处理平台系统启动监听服务，通过持续监听消息变化，来取得当前水位及未来水位趋势，进而匹配系统设置的阈值信息，通过数据处理平台系统监听以方便监测实时水位及未来水位趋势，当水位超过系统配置的某个阈值的时候，可提示管理员采用应急响应方案或自动开始水闸设备，进行排水防洪，或者提示用户根据系统配置的应急预案进行人员处理排查，由此确保人民生命财产安全，防止发生事故。

5.根据权利要求1所述的一种智慧水库水位监测开闸控制系统，其特征在于，所述数据处理平台进一步解析当前水位信息，根据实时检测水位，雨量趋势，来自上游流入量，向下游流出量来预估本点位和下一点位未来一段时间内的水流量及水位增长趋势，计算水位信息，具体包括如下方面：

静水位留存量=上游流入量-下游流出量；

6.一种智慧水库水位监测开闸控制方法，其特征在于，具体步骤有：

步骤S110，通过智能检测设备检测上下游各水位站水位信息；

7.一种电子设备，其特征在于，包括：包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现权利要求1-6任一项所述的智慧水库水位监测开闸控制方法和系统。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现权利要求1-6任一项所述的智慧水库水位监测开闸控制方法和系统。