CN212256542U - 一种山洪灾害预警系统 - Google Patents

一种山洪灾害预警系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型实施例公开了一种山洪灾害预警系统。通过数据监测设备采集当前监测区域的监测信息且生成监测信息信号，通过数据分析设备接收所述监测信息信号，根据所述监测信息信号生成洪水淹没预测信号，当判断出所述洪水淹没预测信号对应的洪水淹没预测数据超过设定的预警阈值，生成报警信号，通过报警设备接收所述报警信号，根据所述报警信号控制报警提醒装置生成报警提醒信息。可以解决现有技术中山洪灾害预警系统建设尚不完善、系统缺陷较多的问题，达到一体化采集山洪数据、预警分析以及报警的目的。

Description

一种山洪灾害预警系统
技术领域
本实用新型实施例涉及山洪灾害预警技术，尤其涉及一种山洪灾害预警系统。
背景技术
山洪灾害突发性强、区域性强、季节性强、发生率高、危害性大，多数发生在山区和城乡结合部，主要集中在雨季和台风季节，预测预报预防难度大，由于山洪暴涨暴落，成灾快，避灾难，对低洼地带的居民区危害尤其严重，易造成人员伤亡、房屋坍塌、交通中断、耕地损毁等生命财产损失。
目前，山洪灾害预警系统建设尚未完善，多数山洪灾害频发地区没有山洪预警预报系统，或是系统缺陷较多。例如，需要通过人工填表的方式采集山洪数据，或者，可以自动采集山洪数据，但需要将采集的山洪数据导出使用其他设备或者人工分析山洪数据。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种山洪灾害预警系统，通过搭建一体化的山洪灾害预警系统，实现一体化采集山洪数据、预警分析以及报警的效果。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种山洪灾害预警系统，包括：
数据监测设备，用于采集当前监测区域的监测信息且生成监测信息信号；
数据分析设备，与所述数据监测设备通信连接，所述数据分析设备用于接收所述监测信息信号，根据所述监测信息信号生成洪水淹没预测信号，当判断出所述洪水淹没预测信号对应的洪水淹没预测数据超过设定的预警阈值，生成报警信号；
报警设备，与所述数据分析设备通信连接，所述报警设备用于接收所述报警信号，根据所述报警信号控制报警提醒装置生成报警提醒信息。
可选地，所述数据监测设备，包括：雨量监测设备、水位监测设备、水流量监测设备、土壤墒情监测设备以及水面蒸发监测设备中的至少一种。
可选地，所述雨量监测设备，用于监测所述当前监测区域的雨量信息，且生成雨量监测信号；
所述水位监测设备，用于监测所述当前监测区域的河道的水位信息，且生成水位监测信号；
所述水流量监测设备，用于监测所述当前监测区域的断面水流量信息，且生成断面水流量监测信号；
所述土壤墒情监测设备，用于监测所述当前监测区域的土壤含水量和土壤温度，且生成土壤墒情监测信号；
所述水面蒸发监测设备，用于监测所述当前监测区域的水面蒸发信息，且生成水面蒸发监测信号。
可选地，所述雨量监测设备包括翻斗式雨量计，水位监测设备包括压力式水位计、超声式水位计以及雷达式水位计中的至少一种，所述水流量监测设备包括流量计，所述土壤墒情监测设备包括土壤墒情监测仪，所述水面蒸发监测设备包括自动蒸发监测仪。
可选地，该系统还包括：数据采集设备，分别与所述数据监测设备和所述数据分析设备通信连接，所述数据采集设备包括：第一信号接收端和第一信号输出端；
所述第一信号接收端用于接收非数字化的所述监测信息信号，所述第一信号输出端用于输出数字化的监测信息信号并将所述数字化的监测信息信号发送至所述数据分析设备。
可选地，所述数据分析设备分别与所述数据监测设备和所述报警设备进行远端通信，所述远端通信方式包括：以太网、WIFI、3G、4G以及5G中的至少一种。
可选地，该系统还包括：视频监控设备，与所述数据分析设备通信连接，所述视频监控设备用于采集所述当前监测区域的各监测点的视频图像且生成视频监测信号，将所述视频监测信号发送至所述数据分析设备。
可选地，该系统还包括：终端设备，与所述数据分析设备通信连接，所述终端设备包括：显示电路；
所述显示电路，用于接收所述洪水淹没预测信号和所述监测信息信号，且分别生成所述洪水淹没预测信号和所述监测信息信号对应的第一显示信息信号和第二显示信息信号。
可选地，所述显示电路还用于，接收所述视频监测信号，且根据所述视频监测信号生成第三显示信息信号。
可选地，所述数据分析设备，包括：山洪模拟计算电路和比较电路；
所述山洪模拟计算电路，包括：第二信号接收端和第二信号输出端，所述第二信号接收端用于接收所述监测信息信号，所述第二信号输出端用于输出所述洪水淹没预测信号；
所述比较电路，包括：第一比较信号输入端、第二比较信号输入端和比较信号输出端，所述第一比较信号输入端用于接收所述洪水淹没预测信号，所述第二比较信号输入端用于接收水深阈值信号，所述比较信号输出端用于输出所述报警信号。
本实施例提供的技术方案，通过数据监测设备采集当前监测区域的监测信息且生成监测信息信号，通过数据分析设备接收所述监测信息信号，根据所述监测信息信号生成洪水淹没预测信号，当判断出所述洪水淹没预测信号对应的洪水淹没预测数据超过设定的预警阈值，生成报警信号，通过报警设备接收所述报警信号，根据所述报警信号控制报警提醒装置生成报警提醒信息。可以解决现有技术中山洪灾害预警系统建设尚不完善、系统缺陷较多的问题，达到一体化采集山洪数据、预警分析以及报警的目的。
附图说明
图1为本实用新型实施例一提供的一种山洪灾害预警系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一提供的另一种山洪灾害预警系统的结构示意图；
图3为本实用新型实施例一提供的另一种山洪灾害预警系统的结构示意图；
图4为本实用新型实施例二提供的一种山洪灾害预警系统的结构示意图；
图5为本实用新型实施例二提供的另一种山洪灾害预警系统的结构示意图；
图6为本实用新型实施例二提供的另一种山洪灾害预警系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本实用新型实施例提供的一种山洪灾害预警系统的结构示意图。如图1所示，山洪灾害预警系统包括：数据监测设备100、数据分析设备200和报警设备300。其中，数据监测设备100，用于采集当前监测区域的监测信息且生成监测信息信号；数据分析设备200，与所述数据监测设备100通信连接，所述数据分析设备用于接收所述监测信息信号，根据所述监测信息信号生成洪水淹没预测信号，当判断出所述洪水淹没预测信号对应的洪水淹没预测数据超过设定的预警阈值，生成报警信号；报警设备300，与所述数据分析设备200通信连接，所述报警设备用于接收所述报警信号，根据所述报警信号控制报警提醒装置生成报警提醒信息。
本实施例中，洪水淹没预测数据可以包括当前监测区域的淹没水深数据，相应的，所述预警阈值可以包括当前监测区域水深阈值数据，数据分析设备200接收数据监测设备100发送的监测信息信号，并确定监测信息信号对应的监测信息，如果数据分析设备200判断出淹没水深数据超过水深阈值数据，数据分析设备200根据判断结果生成所述报警信号，报警设备300接收所述报警信号，根据报警信号控制语音报警装置进行语音报警或者控制显示屏进行显示报警。这样，山洪灾害预警系统可以通过数据监测设备100实现自动采集，通过数据分析设备200实现对监测信息自动分析并生成报警信号，以及通过报警设备300进行自动报警，可以达到一体化采集山洪数据、预警分析以及报警的目的。
可选地，结合图2所示，所述数据监测设备100，包括：雨量监测设备110、水位监测设备120、水流量监测设备130、土壤墒情监测设备140以及水面蒸发监测设备150中的至少一种。其中，所述雨量监测设备110，用于监测所述当前监测区域的雨量信息，且生成雨量监测信号；所述水位监测设备120，用于监测所述当前监测区域的河道的水位信息，且生成水位监测信号；所述水流量监测设备130，用于监测所述当前监测区域的断面水流量信息，且生成断面水流量监测信号；所述土壤墒情监测设备140，用于监测所述当前监测区域的土壤含水量和/或土壤温度，且生成土壤墒情监测信号；所述水面蒸发监测设备150，用于监测所述当前监测区域的水面蒸发信息，且生成水面蒸发监测信号。
可选地，结合图3所示，所述数据分析设备200，包括：山洪模拟计算电路210和比较电路220；其中，所述山洪模拟计算电路210，包括：第二信号接收端A1和第二信号输出端B1，所述第二信号接收端A1用于接收所述监测信息信号，所述第二信号输出端B1用于输出所述洪水淹没预测信号；所述比较电路220，包括：第一比较信号输入端A2、第二比较信号输入端A3和比较信号输出端B2，所述第一比较信号输入端A2用于接收所述洪水淹没预测信号，所述第二比较信号输入端A3用于接收水深阈值信号，所述比较信号输出端B2用于输出所述报警信号。
本实施例中，数据监测设备100采集监测信息并生成监测信息信号，如前述描述，监测信息可以包括当前监测区域的雨量信息、水位信息、水流量信息、土壤含水量和/或土壤温度以及水面蒸发信息，如图3所示，数据分析设备200的山洪模拟计算电路210的第二信号接收端A1接收监测信息信号，山洪模拟计算电路210根据所述监测信息信号生成洪水淹没预测信号，通过第二信号输出端B1将洪水淹没预测信号发送给比较电路220，比较电路220将洪水淹没预测信号对应的预测水深和水深阈值信号对应的水深阈值进行比较，如果预测水深超过水深阈值，比较电路220生成报警信号。
可选地，山洪模拟计算电路210可以采用水文预报模型对上述监测信息进行预报演进计算，得到当前监测区域的全流域的出口的水流量数据和各单元流域的出口的水流量数据，采用水动力模型对全流域的出口的水流量数据和各单元流域的出口的水流量数据中的至少一种进行洪水演进计算，得到洪水演绎结果，并采用洪水淹没模型对洪水演绎结果进行洪水漫溢淹没分析，得到上述预测水深，并生成洪水淹没预测信号。可选地，所述水文预报模型可以采用新安江水文预报模型，所述水动力模型可以采用一维水动力模型，所述洪水淹没模型可以采用二维水动力模型。
可选地，数据分析设备200还可以直接对上述监测信息进行分析以及阈值判断。具体地，数据分析设备200接收上述雨量信息、水位信息、水流量信息、土壤含水量和/或土壤温度以及水面蒸发信息的最大值、最小值或者平均值，得到小时累计雨量、日累计降雨量、平均雨量、小时累计水流量、日累计水流量、平均水流量、小时累计水位、日累计水位以及平均水位等计算结果，将上述计算结果与对应的预警阈值进行比较并生成预警信号，例如，土壤含水率>75％时，雨量大于40mm/h时生成报警信号。
进一步地，所述雨量监测设备包括翻斗式雨量计，水位监测设备包括压力式水位计、超声式水位计以及雷达式水位计中的至少一种，所述水流量监测设备包括流量计，所述土壤墒情监测设备包括土壤墒情监测仪，所述水面蒸发监测设备包括自动蒸发监测仪。
在搭建山洪灾害预警系统时，可以按照20～100km2/站的密度布设数据监测设备，例如，在山洪灾害频发及人口密度大的村组、山洪灾害易发的暴雨中心，按照20～30km2/站的密度布设数据监测设备，尽量布置在代表性好、便于看管维护的地方。具体地，在当前监测区域(如流域)的布设1～2个或多个翻斗式雨量计；对于水位监测设备，应结合实际情况，选用雷达水位计或其他形式水位计，水位监测设备主要布设在当前监测区域的防洪重点断面、桥梁、堰等水利工程断面、村镇重要设防点断面以及河道形态变化比较大的断面等，为保证预报演进计算、洪水演绎计算以及洪水满溢淹没分析的效果，适当加密水位计布设密度，如间隔500米布设一个；对于流量监测设备，布设在当前监测区域的出口断面和各支流汇入河道断面处；对于蒸发监测设备，布设在具有代表性的区域，附近的下垫面条件和气象特点应能代表和接近该区域的一般情况。
本实施例提供的技术方案，通过数据监测设备采集当前监测区域的监测信息且生成监测信息信号，通过数据分析设备接收所述监测信息信号，根据所述监测信息信号生成洪水淹没预测信号，当判断出所述洪水淹没预测信号对应的洪水淹没预测数据超过设定的预警阈值，生成报警信号，通过报警设备接收所述报警信号，根据所述报警信号控制报警提醒装置生成报警提醒信息。可以解决现有技术中山洪灾害预警系统建设尚不完善、系统缺陷较多的问题，达到一体化采集山洪数据、预警分析以及报警的目的。
实施例二
图4为本发明实施例二提供的一种山洪灾害预警系统的结构示意图。如图4所示，山洪灾害预警系统还包括：数据采集设备400、视频监控设备500和终端设备600。
其中，数据采集设备400，分别与所述数据监测设备100和所述数据分析设备200通信连接，所述数据采集设备400包括：第一信号接收端A4和第一信号输出端B3；所述第一信号接收端A4用于接收非数字化的所述监测信息信号，所述第一信号输出端B3用于输出数字化的监测信息信号并将所述数字化的监测信息信号发送至所述数据分析设备200。可选地，所述数据分析设备200分别与所述数据监测设备100和所述报警设备300进行远端通信，所述远端通信方式包括：以太网、WIFI、3G、4G以及5G中的至少一种。
所述视频监控设备500，与所述数据分析设备200通信连接，所述视频监控设备500用于采集所述当前监测区域的各监测点的视频图像且生成视频监测信号，将所述视频监测信号发送至所述数据分析设备200。
终端设备600，与所述数据分析设备通信连接。如图5所示，所述终端设备600包括：显示电路610；所述显示电路610，用于接收所述洪水淹没预测信号和所述监测信息信号，且分别生成所述洪水淹没预测信号和所述监测信息信号对应的第一显示信息信号和第二显示信息信号。可选地，所述显示电路610还用于，接收所述视频监测信号，且根据所述视频监测信号生成第三显示信息信号。可选地，终端设备600还可以接收上述报警信息信号，根据所述报警信息信号进行报警，通过显示电路610显示报警信息或者通过语音播放的方式播放报报警信息，可以使现场工作人员及时接收到报警信息进行紧急撤离。
本实施例中的视频监控设备500可以包括摄像头和相机等设备，可以实时抓拍当前监测区域的视频帧图像，并对异常帧图像进行标记，将视频帧图像发送至数据分析设备200，数据分析设备200将该视频帧图像发送给终端设备600。可选地，所述终端设备可以包括电脑、手机以及穿戴式设备等，所述数据分析设备200可以采用短信、邮件、应用程序等方式将所述视频帧图像发送给所述终端设备。
可选地，如图6所示，数据分析设备200还包括：专题图绘制电路230。所述专题绘制电路包括：第三信号接收端A5、第四信号接收端A6和第三信号输出端B4。其中，所述第三信号接收端A5用于接收所述监测信息，所述第四信号接收端A6用于接收洪水淹没预测信号，所述第三信号输出端B4输出专题图信号。具体地，专题图绘制电路230根据第三信号接收端A5接收的所述监测信息绘制对应的监测数据专题图信息，例如，绘制雨量信息图、水位信息图、水流量信息图、土壤含水量信息图、土壤温度信息图以及水面蒸发信息图等，专题图绘制电路230根据第四信号接收端A6接收的洪水淹没预测信号绘制预测水深信息图，通过第三信号输出端B4输出专题图信息对应的监测数据专题图信息信号和预测淹没水深专题图信息信号。
可选地，如图5所示，终端设备600的显示电路610包括第五信号接收端A7。其中，所述第五信号接收端A7用于接收所述洪水淹没预测信号、所述监测信息信号、所述视频监测信号、监测数据专题图信息信号、预测淹没水深专题图信息信号，终端设备600的显示电路610接收到上述信号后，生成对应的显示信号。这样，终端设备600可以直观的将当前监测区域的实际情况展示给用户，便于用户查看现场实施情况，组织人员撤离工作以及调集应急处理人员和紧急物资等。
本实施例提供的技术方案，通过数据采集设备接收非数字化的所述监测信息信号，并将数字化的监测信息信号并将所述数字化的监测信息信号发送至所述数据分析设备，便于数据分析设备准确分析监测信息；通过视频监控设备采集所述当前监测区域的各监测点的视频图像且生成视频监测信号，将所述视频监测信号发送至所述数据分析设备，通过终端设备的显示电路生成所述洪水淹没预测信号和所述监测信息信号对应的第一显示信息信号和第二显示信息信号，生成所述视频监测信号对应第三显示信息信号，可以实时采集当前监测区域的实际情况，并将当前监测区域的实际情况展示给用户，利于用户准确掌握现场情况以及进行应急处理等。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种山洪灾害预警系统，其特征在于，包括：
数据监测设备，用于采集当前监测区域的监测信息且生成监测信息信号；
数据分析设备，与所述数据监测设备通信连接，所述数据分析设备用于接收所述监测信息信号，根据所述监测信息信号生成洪水淹没预测信号，当判断出所述洪水淹没预测信号对应的洪水淹没预测数据超过设定的预警阈值，生成报警信号；
报警设备，与所述数据分析设备通信连接，所述报警设备用于接收所述报警信号，根据所述报警信号控制报警提醒装置生成报警提醒信息。
2.根据权利要求1所述的山洪灾害预警系统，其特征在于，所述数据监测设备，包括：雨量监测设备、水位监测设备、水流量监测设备、土壤墒情监测设备以及水面蒸发监测设备中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的山洪灾害预警系统，其特征在于，
所述雨量监测设备，用于监测所述当前监测区域的雨量信息，且生成雨量监测信号；
所述水位监测设备，用于监测所述当前监测区域的河道的水位信息，且生成水位监测信号；
所述水流量监测设备，用于监测所述当前监测区域的断面水流量信息，且生成断面水流量监测信号；
所述土壤墒情监测设备，用于监测所述当前监测区域的土壤含水量和/或土壤温度，且生成土壤墒情监测信号；
所述水面蒸发监测设备，用于监测所述当前监测区域的水面蒸发信息，且生成水面蒸发监测信号。
4.根据权利要求3所述的山洪灾害预警系统，其特征在于，
所述雨量监测设备包括翻斗式雨量计，水位监测设备包括压力式水位计、超声式水位计以及雷达式水位计中的至少一种，所述水流量监测设备包括流量计，所述土壤墒情监测设备包括土壤墒情监测仪，所述水面蒸发监测设备包括自动蒸发监测仪。
5.根据权利要求1所述的山洪灾害预警系统，其特征在于，还包括：
数据采集设备，分别与所述数据监测设备和所述数据分析设备通信连接，所述数据采集设备包括：第一信号接收端和第一信号输出端；
所述第一信号接收端用于接收非数字化的所述监测信息信号，所述第一信号输出端用于输出数字化的监测信息信号并将所述数字化的监测信息信号发送至所述数据分析设备。
6.根据权利要求1所述的山洪灾害预警系统，其特征在于，所述数据分析设备分别与所述数据监测设备和所述报警设备进行远端通信，所述远端通信方式包括：以太网、WIFI、3G、4G以及5G中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的山洪灾害预警系统，其特征在于，还包括：
视频监控设备，与所述数据分析设备通信连接，所述视频监控设备用于采集所述当前监测区域的各监测点的视频图像且生成视频监测信号，将所述视频监测信号发送至所述数据分析设备。
8.根据权利要求7所述的山洪灾害预警系统，其特征在于，还包括：
终端设备，与所述数据分析设备通信连接，所述终端设备包括：显示电路；
所述显示电路，用于接收所述洪水淹没预测信号和所述监测信息信号，且分别生成所述洪水淹没预测信号和所述监测信息信号对应的第一显示信息信号和第二显示信息信号。
9.根据权利要求8所述的山洪灾害预警系统，其特征在于，所述显示电路还用于，接收所述视频监测信号，且根据所述视频监测信号生成第三显示信息信号。
10.根据权利要求1所述的山洪灾害预警系统，其特征在于，所述数据分析设备，包括：山洪模拟计算电路和比较电路；
所述山洪模拟计算电路，包括：第二信号接收端和第二信号输出端，所述第二信号接收端用于接收所述监测信息信号，所述第二信号输出端用于输出所述洪水淹没预测信号；
所述比较电路，包括：第一比较信号输入端、第二比较信号输入端和比较信号输出端，所述第一比较信号输入端用于接收所述洪水淹没预测信号，所述第二比较信号输入端用于接收水深阈值信号，所述比较信号输出端用于输出所述报警信号。
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CN112985501A (zh) * 2021-02-09 2021-06-18 国网新疆电力有限公司阿克苏供电公司 一种集成多传感器的电线杆防灾减灾装置及其方法

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