CN208780241U - 洪涝灾害监测预警及管控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种洪涝灾害监测预警及管控系统，包括积水监测系统、实地管控系统、短信预警系统以及监测中心；积水监测系统输出端通过通信网络连接到监测中心输入端；监测中心输出端分别通过通信网络与实地管控系统和短信预警系统连接；积水监测系统包括自动雨量站、水位探测仪、GPS定位装置、摄像头、工控机、通信装置；管控系统包括：提示屏、排水泵、警报器、防护栏单元、电源以及通信装置。优点为：(1)水位探测仪尤其适用于对含泥沙严重的水进行水位监测，可保证水位仪正常可靠的工作，保证水位仪的测量精度；(2)洪涝灾害监测预警及管控系统，不仅具有洪涝灾害监测功能，而且还具有管控功能，从而有效降低财产损失以及人员伤亡。

Description

洪涝灾害监测预警及管控系统

技术领域

本实用新型属于洪涝灾害监测技术领域，具体涉及一种洪涝灾害监测预警及管控系统。

背景技术

在我国城乡快速发展以及气候变化的大背景下，城乡洪涝日益严重，给人民造成了巨大的生命财产损失，如何有效防范洪涝灾害已成为一项迫在眉睫的任务。

日益严重的城乡洪涝灾害，引起了社会和学界的关注，针对其的研究亦广泛开展。我国在城乡洪涝灾害预警方面虽然取得了长足的进步，但主要存在以下不足：(1)对于道路、地下空间和洼地等积水严重地区，普遍采用布置水位仪的方式进行水位监测，然而，由于发生洪涝现象时，由于水中通常携带大量的泥沙，导致泥沙易埋没水位仪，从而降低了水位仪的测量精度，严重时，甚至导致水位仪失效，进而无法持续对监测点水位进行监测；(2)目前仅具有洪涝监测功能，然后，对于交桥、洼地和地下停车场等城乡易积水地段，当积水达到警戒线时，由于车辆行人对积水严重性认识不足，仍然经常发生车辆行人穿越积水地段的情况，从而造成财产损失甚至人员伤亡。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种洪涝灾害监测预警及管控系统，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种洪涝灾害监测预警及管控系统，包括积水监测系统、实地管控系统、短信预警系统以及监测中心；

所述积水监测系统的输出端通过通信网络连接到所述监测中心的输入端；所述监测中心的输出端分别通过通信网络与所述实地管控系统和所述短信预警系统连接；

其中，所述积水监测系统布设于各个监测点，包括：自动雨量站、水位探测仪、GPS定位装置、摄像头、工控机、第1供电电源以及第1无线通信装置；所述自动雨量站、所述水位探测仪、所述GPS定位装置和所述摄像头的输出端连接到所述工控机的输入端；所述工控机的输出端通过所述第1无线通信装置连接到所述监测中心的输入端；所述第1供电电源分别与所述自动雨量站、所述水位探测仪、所述GPS定位装置、所述摄像头、所述工控机和所述第1无线通信装置连接；

其中，所述水位探测仪包括：水位仪(1)、保护箱体(2)、防沙网(3)、漏土网(4)以及泥沙储存器(5)；所述水位仪(1)布置于地面上方；在所述水位仪(1)的外部罩设所述保护箱体(2)，所述保护箱体(2)的侧面开设所述防沙网(3)；所述水位仪(1)的底部安装所述漏土网(4)，所述漏土网(4) 的下面安装所述泥沙储存器(5)，所述泥沙储存器(5)位于地面以下；

所述实地管控系统包括：布置于监测点的提示屏、排水泵、警报器、防护栏单元、第2供电电源以及第2无线通信装置；所述工控机的输入端通过所述第2 无线通信装置与所述监测中心连接；所述工控机的输出端分别与所述提示屏、所述排水泵、所述警报器和所述防护栏单元的控制端连接；所述第2供电电源分别与所述提示屏、所述排水泵、所述警报器、所述防护栏单元、所述第2无线通信装置和所述工控机连接。

优选的，所述水位探测仪还包括水位差值调整器(6)。

优选的，所述防护栏单元包括水平防护栏单元以及垂直防护栏单元。

本实用新型提供的洪涝灾害监测预警及管控系统具有以下优点：

(1)本实用新型提供一种新型的水位探测仪，尤其适用于对含泥沙严重的水进行水位监测，可保证水位仪正常可靠的工作，保证水位仪的测量精度；

(2)本实用新型提供的洪涝灾害监测预警及管控系统，不仅具有洪涝灾害监测功能，而且还具有管控功能，即：对于积水严重地区，当积水达到不同的程度时，可分别采用报警、启动排水泵排水以及使防护栏动作等管控功能，进而禁止车辆和行人通行，从而有效降低财产损失以及人员伤亡。

附图说明

图1为本实用新型提供的水位探测仪的结构示意图；

图2为本实用新型提供的洪涝灾害监测预警及管控系统的结构示意图；

图3为本实用新型提供的垂直防护栏单元的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种洪涝灾害监测预警及管控系统，主要应用于交通、洼地住宅、洼地停车场、地下停车场、地铁、地下商场等易积水场所，实现防灾减灾的效果。

传统的洪涝灾害预警系统，未设可靠而高性能的管控功能，因此，难以高效率的减轻或防止城乡洪涝灾情。故应对立交桥、洼地和地下停车场等城乡易积水地段设置积水警报装置，还应在积水达到警戒线时将通道强制关闭，严禁车辆行人私自穿越，避免因此产生财产损失甚至人员伤亡。

本申请主要针对灾害应急管控处理，旨在建立有效的城乡洪涝应急救灾与减灾技术体系，在现有系统无法做到有效防控的前提下，本产品中城乡洪涝灾害实地管控系统可以做到及时止损，使我国城乡洪涝灾害监测、预测、防控及应急管理技术更上一层楼，达到国际先进水平。

同时，该产品如果在河堤、水库、公路、铁路、水渠、桥梁、农田等其他领域转换应用，其产生的经济和社会效益更加显著。

新采用的洪涝灾害监测预警及管控系统较前一代分散机比，为路侧狭窄地方安装而设计的，体积窄；水位仪以外其它设备都布置在一体机实现，安装更为简便，并且对水位仪的保护更加到位。

参考图2，洪涝灾害监测预警及管控系统包括积水监测系统、实地管控系统、短信预警系统以及监测中心。积水监测系统的输出端通过通信网络连接到监测中心的输入端；监测中心的输出端分别通过通信网络与实地管控系统和短信预警系统连接。下面对各部分分别详细介绍：

(一)积水监测系统

积水监测系统布设于各个监测点，主要布设于立交桥下隧道、道路洼地及城乡地下空间等地势较低的区域，仪器便捷易安装，可以实现随时随地掌握低地势区域的实际积水状况，包括：自动雨量站、水位探测仪、GPS定位装置、摄像头、工控机、第1供电电源以及第1无线通信装置；

自动雨量站、水位探测仪、GPS定位装置和摄像头的输出端连接到工控机的输入端；工控机的输出端通过第1无线通信装置连接到监测中心的输入端；第1 供电电源分别与自动雨量站、水位探测仪、GPS定位装置、摄像头、工控机和第 1无线通信装置连接；通过GPS定位装置，采集监测点的地理位置信息；通过安装摄像头，实现对观测点场景图像信息的采集，提高监控的全面性。

其中，参考图1，水位探测仪包括：水位仪1、保护箱体2、防沙网3、漏土网4以及泥沙储存器5；水位仪1布置于地面上方；在水位仪1的外部罩设保护箱体2，保护箱体2的侧面开设防沙网3；具体的，可以采用铁质带漏洞长桶实现保护箱体和防沙网的功能，一方面，通过安装保护箱体，保护水位仪不受破坏；另一方面，通过防沙网可以实现对水进行初步过滤的效果，例如，滤除树叶、垃圾袋等杂物，并可初步阻挡住水中携带的大量粗砂石等物；水位仪1的底部安装漏土网4，漏土网4的下面安装泥沙储存器5，泥沙储存器5位于地面以下。安装泥沙储存器，作用是：降水时雨水携带泥沙进入保护箱体后，泥沙会通过漏土网进入位于地面下方的泥沙储存器中储存，因此，泥沙不会埋住水位仪，从而保证水位仪的使用准确度以及使用可靠度。

另外，水位探测仪还包括水位差值调整器6。原因为：水位仪在地表面附近安装并测量，安装时如果出现水位仪与地表面有所差异的情况，只需要采用水位差值调整器调整准确水位即可，使用方便，不需要工作人员拆卸水位泥。

本实用新型也对自动雨量站进行了精细设计，自动雨量站包括采集器、控制器、蓄电池、太阳能板、雨量传感器和信号防雷板，其中采集器的一端连接到控制器；采集器的另一端连接到信号防雷板，经过信号防雷板的瞬变抑制二极管后接入雨量传感器；蓄电池和太阳能板联合为控制器和采集器等负载供电，为一种组合式电源系统，实现太阳能板与蓄电池组合互补供电功能。其具体供电原理为：

太阳能板组和蓄电池组通过切换开关连接到电源转换电路，电源转换电路对太阳能板组或蓄电池组输出的电压进行转换，转换为与负载需求匹配的电能，然后通过电源输出接口提供给负载。其中，太阳能控制器的输出端与切换开关的控制端连接。蓄电池组电压采样电路的输出端连接到太阳能控制器。太阳能板组的输出端还通过充电电路连接到蓄电池组的充电接口，太阳能控制器与充电电路的控制端连接。太阳能控制器用于对太阳能板组转化的电能与设定的负载供电需求进行比对，以确定供电方式，具体为：当太阳能板组转化的电能够满足负载供电需求时，在保证满足负载供电需求的基础上，剩余的电能通过切换开关给蓄电池组充电；当太阳能板组转化的电能不能满足负载供电需求时，太阳能控制器控制蓄电池组释放电能给负载供电；同时，太阳能控制器将太阳能板组转化的电能储存到蓄电池组中，实现对蓄电池组充电的功能。具体的，在对蓄电池组进行充电时，太阳能控制器采集到蓄电池组的电压状态，控制太阳能板组对蓄电池组充电的输出电流，从而控制蓄电池组的充电速度。即：安装蓄电池电压采样电路，蓄电池电池电压采样电路的输出端连接到太阳能控制器。

采用太阳能板组、蓄电池组与内嵌太阳能控制器的一体化电源组合互补供电的供电方式，节能环保。蓄电池采用铅酸储能型蓄电池，具有良好的低温特性、充电特性和免维护特性。

另外，实际应用中，还可以在监测点安装雷达传感器，雷达传感器的雷达波束覆盖监测范围，雷达传感器通过反射回来的雷达波束获得监测范围内的流速信号和水位信号，具有监测精度高的优点。

(二)实地管控系统

实地管控系统包括：布置于监测点的提示屏、排水泵、警报器、防护栏单元、第2供电电源以及第2无线通信装置；工控机的输入端通过第2无线通信装置与监测中心连接；工控机的输出端分别与提示屏、排水泵、警报器和防护栏单元的控制端连接；第2供电电源分别与提示屏、排水泵、警报器、防护栏单元、第2无线通信装置和工控机连接。

其中，防护栏单元包括水平防护栏单元以及垂直防护栏单元。水平防护栏处于待机状态时，防护栏水平缩进，并贴合在路边栏杆，需要时防护栏在水平面中转动到马路中央，防护栏伸出，实现拦截功能；垂直防护栏处于待机状态时，防护栏垂直收缩，贴合于墙面和一体机，需要时防护栏在垂直布中旋转90 度，使其转动到马路中央，防护栏展开。

(三)监测中心

监测中心主要布置中央处理器及多屏幕信息传达系统，中央处理器对所有信息数据进行处理，多屏幕信息传达系统用于将实际观测数据和系统操作情况传给相关部门或政府应急管理中心的监控中心，通过显示器显示所有监测点平时状况及积水灾情情况。监测点具备光纤通信条件时，可用常态视频管控功能，如没有光纤通信条件，指定时间下载视频或预警时间段传送视频。

本实用新型提供的洪涝灾害监测预警及管控系统，可应用于以下三种场合：第一，应用于道路；第二，应用于洼地，包括洼地停车场和洼地住宅；第三，应用于地下空间。下面对典型应用场景的具体使用方式详细介绍，需要强调的是，下面介绍的应用场景的具体使用方式，仅用于解释说明本申请，并不用于限制本申请。

(一)道路使用洪涝灾害监测预警及管控系统的操作步骤如下所示：

①监测点布置于道路上，包括立交桥下隧道等位置；监测点的积水监测系统实时监测降水量和积水量；当降水量和积水量达到预警界限时，向工控机发送雨量与水位信息，工控机接受后开始处理，同时位于道路上方的显示屏由绿色信息变为黄色信息，同时警报响起，警示人们通过有危险，同时排水泵自动启动，此时管理人员可人为关闭防护栏，禁止通行。

②通信系统将GPS定位信息(经纬度、位置与名称)、降雨量数据和水位数据信息传递到监测控制中心，监测中心大屏幕显示该监测点由绿灯变为黄灯，即为路段通过不安全。

③工控机将预警信息与GPS定位信息通过短信等方式发送给相关人员。

④当降水积水量达到管控界限时，管控界限高于预警界限，监测中心向工控机发送雨量与水位信息，工控机接受后开始处理，不论相关人员是否进行管控操作，工控机均控制防护栏自动关闭、同时发出警报并在显示屏显示红色信息，强制关闭该路段，禁止车辆和行人通行。

⑤通信系统将信息传递到监测中心，监测中心大屏幕显示该监测点由黄灯变为红灯，即为路段不通畅。监测中心大屏幕上可以查阅任意观测点详细情况。

⑥将管控操作信息通过短信等方式发送给相关人员。

⑦当雨势减弱、积水消退，管控点积水水位退至预警值以下时，工控机控制防护栏自动开启、警报解除，排水泵组自动停止工作，该地段恢复正常。

⑧同时监测中心大屏幕显示该监测点由红灯变为绿灯，表示该路段可通行。

(二)城乡地下空间与洼地积水使用洪涝灾害监测预警及管控系统的操作步骤如下所示：

①城市洼地住宅、洼地停车场、地下停车场、地铁、地下商场的相关人员扫描各地设置工控机上面的二维码，加入公众号，登录电话号码等相关信息。

②积水监测系统实时采集监测点的监测信息，并实时发送给监测中心，当监测点实时监测的积水量达到预警界限时，警报响起，警示人们通过有危险，同时排水泵自动启动，此时管理人员可人为关闭地下空间与洼地入口防护栏，禁止进入。

③工控机将预警信息与GPS定位信息(位置与名称)通过短信等方式发送给相关管理室或政府应急管理中心。并将疏散信息发送给登录该设备公众号的车主、住宅业主、商场或地铁利用者，并发送物业、地下公共场所管理室人员或政府应急管理人员或打电话通知。

④当降水积水量达到管控界限时，向工控机发送水位信息，工控机接受后开始处理，不论相关人员是否进行管控操作，工控机均自动操作，使车库入口防护栏自动关闭，车库出口防护栏开启、同时发出警报。

⑤当雨势减弱、积水消退，管控点积水水位退至预警值以下时，工控机控制防护栏自动开启、警报解除，排水泵组自动停止工作，该地段恢复正常。

本实用新型提供的洪涝灾害监测预警及管控系统具有以下优点：

(1)本实用新型提供一种新型的水位探测仪，尤其适用于对含泥沙严重的水进行水位监测，可保证水位仪正常可靠的工作，保证水位仪的测量精度；

(2)本实用新型提供的洪涝灾害监测预警及管控系统，不仅具有洪涝灾害监测功能，而且还具有管控功能，即：对于积水严重地区，当积水达到不同的程度时，可分别采用报警、启动排水泵排水以及使防护栏动作等管控功能，进而禁止车辆和行人通行，从而有效降低财产损失以及人员伤亡。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种洪涝灾害监测预警及管控系统，其特征在于，包括积水监测系统、实地管控系统、短信预警系统以及监测中心；

所述积水监测系统的输出端通过通信网络连接到所述监测中心的输入端；所述监测中心的输出端分别通过通信网络与所述实地管控系统和所述短信预警系统连接；

其中，所述积水监测系统布设于各个监测点，包括：自动雨量站、水位探测仪、GPS定位装置、摄像头、工控机、第1供电电源以及第1无线通信装置；所述自动雨量站、所述水位探测仪、所述GPS定位装置和所述摄像头的输出端连接到所述工控机的输入端；所述工控机的输出端通过所述第1无线通信装置连接到所述监测中心的输入端；所述第1供电电源分别与所述自动雨量站、所述水位探测仪、所述GPS定位装置、所述摄像头、所述工控机和所述第1无线通信装置连接；

其中，所述水位探测仪包括：水位仪(1)、保护箱体(2)、防沙网(3)、漏土网(4)以及泥沙储存器(5)；所述水位仪(1)布置于地面上方；在所述水位仪(1)的外部罩设所述保护箱体(2)，所述保护箱体(2)的侧面开设所述防沙网(3)；所述水位仪(1)的底部安装所述漏土网(4)，所述漏土网(4)的下面安装所述泥沙储存器(5)，所述泥沙储存器(5)位于地面以下；

所述实地管控系统包括：布置于监测点的提示屏、排水泵、警报器、防护栏单元、第2供电电源以及第2无线通信装置；所述工控机的输入端通过所述第2无线通信装置与所述监测中心连接；所述工控机的输出端分别与所述提示屏、所述排水泵、所述警报器和所述防护栏单元的控制端连接；所述第2供电电源分别与所述提示屏、所述排水泵、所述警报器、所述防护栏单元、所述第2无线通信装置和所述工控机连接；

所述防护栏单元包括水平防护栏单元以及垂直防护栏单元。

2.根据权利要求1所述的洪涝灾害监测预警及管控系统，其特征在于，所述水位探测仪还包括水位差值调整器(6)。