CN217279784U - 风暴潮智能监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风暴潮智能监测系统，属于海洋潮位监测技术领域，包括设于岸上的监控管理中心平台、若干个远距离设置的潮位监测站及若干个用户终端，潮位监测站上设有数据采集单元、控制盒及供电单元，控制盒内设有数据处理模块及天线模块，用于处理数据采集单元采集的数据并发射；控制盒通过通讯模块与监控管理中心平台及用户终端通信连接。通过潮位监测站上的采集单元实时采集数据并通过控制盒发出，监控管理中心平台通过通讯模块接收数据并传输给若干个用户终端使用，各客户能够根据现场实时潮位资料确定灾害灾情风险，为人民生命财产安全提供保障。本实用新型有效提升海洋预警监测能力,为海洋防灾减灾等提供重要数据支撑和决策依据。

Description

风暴潮智能监测系统

技术领域

本实用新型属于海洋潮位监测技术领域，尤其涉及一种风暴潮智能监测系统。

背景技术

我国海岸线比较长，地理上的优势造就了沿海地区经济发展迅速，同时也是遭受各种海洋灾害影响最严重的地区，尤为风暴潮是造成直接经济损失的主要灾害类型。目前已有的海洋灾害监测设施有岸基观测站、海洋浮标、警戒潮位标志位物，但考虑到风暴潮侵入陆地过程中时间和空间复杂性，现有海洋监测设施间距较大，近岸海域潮位观测数据的采集密度严重不足，亟需进一步加强海洋灾害监测预警监测能力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种智能型风暴潮监测设施，旨在解决现有技术中海洋灾害监测设施间距大、近岸海域潮位观测数据采集密度严重不足的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种风暴潮智能监测系统，包括设于岸上的监控管理中心平台、若干个远距离设置的潮位监测站及若干个用户终端，所述潮位监测站上设有数据采集单元、控制盒和供电单元，所述数据采集单元及控制盒均与供电单元相连；所述控制盒内设有数据处理模块及天线模块，用于处理数据采集单元采集的数据并发射；所述控制盒通过通讯模块与监控管理中心平台及用户终端通信连接。

优选的，所述潮位监测站包括固定于海床上的消波筒，所述消波筒的侧壁上设有朝向陆地一侧的进水孔；所述数据采集单元包括潮位监测仪和气象数据采集仪，所述潮位监测仪设置于消波筒的内部，所述消波筒的顶部设有气象塔杆，所述气象数据采集仪设置于气象塔杆的顶部；所述供电单元设置于气象塔杆上。

优选的，所述消波筒的外部自下而上设有爬梯；所述消波筒与气象塔杆的交界处设有操作平台，所述操作平台的四周设有防护栏；所述操作平台的中部设有安装座，所述气象塔杆的底部固定于安装座上。

优选的，所述进水孔处设有斜向下的进水管，所述进水管与水平面呈45°夹角。

优选的，所述消波筒的底部设有嵌于海床上的钢筋混凝土底座，所述消波筒采用Φ426mm、屈服强度Q235B的螺旋缝埋弧焊钢管，所述安装座采用长、宽、高为0.6m×0.6m×1m的混凝土座；所述防护栏及气象塔杆均为镀锌钢管，所述气象塔杆的直径为150mm、高2.5m。

优选的，所述潮位监测仪为投入式水位计，所述投入式水位计通过导线与控制盒相连，所述操作平台的中部设有供导线通过的预留孔。

优选的，所述气象数据采集仪为一体式气象监测站，所述一体式气象监测站上的气象传感器包括温湿度仪、大气压检测仪、风速仪及风向仪。

优选的，所述供电单元为太阳能供电装置，所述太阳能供电装置包括控制器、太阳能电池板和蓄电池，所述太阳能电池板和蓄电池均与控制器相连。

优选的，所述潮位监测站还设有报警装置，所述报警装置包括报警灯和扩音喇叭，所述扩音喇叭设置于气象塔杆的顶部，所述扩音喇叭与监控管理中心平台无线连接；所述报警灯包括包裹于气象塔杆上的多个LED灯环，用于对应已核定的警戒潮位值。

优选的，所述LED灯环分别为蓝、黄、橙和红色，用于对应已核定岸段的4色警戒潮位值；所述LED灯环的外部包裹玻璃钢材质护罩。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型通过潮位监测站上的控制盒接收并发射数据采集单元所采集的数据，监控管理中心平台通过通讯模块接收多个潮位监测站发出的数据并传输给若干个用户终端使用。本实用新型能够获得现场实时潮位资料，提供风暴潮发生的实际潮高，进而得出确定的灾害灾情风险，为灾害救助，灾情分析，灾害链调查提供现场实时资料，为人民生命财产安全提供保障。利用本实用新型能够有效提升海洋预警监测能力,完善海洋灾害预警体系和能力建设,亦可为海洋灾害预警预报、海洋防灾减灾等提供重要数据支撑和决策依据。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种风暴潮智能监测系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中潮位监测站的结构示意图；

图3是图2中A处的局部放大图；

图中：100-监控管理中心平台，200-潮位监测站，201-控制盒，202-供电单元，203-报警装置，300-用户终端；1-通讯模块，2-海床，3-消波筒，4-潮位监测仪，5-气象数据采集仪，6-气象塔杆，7-爬梯，8-操作平台，9-防护栏，10-安装座，11-进水管，12-底座，13-导线，14-报警灯，15-扩音喇叭。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1、2所示，本实用新型提供的一种风暴潮智能监测系统，包括设于岸上的监控管理中心平台100、若干个远距离设置的潮位监测站200及若干个用户终端300，所述潮位监测站200上设有数据采集单元、控制盒201和供电单元202，所述数据采集单元及控制盒201均与供电单元202相连；所述控制盒201内设有数据处理模块及天线模块，用于处理数据采集单元采集的数据并发射；所述控制盒201通过通讯模块1与监控管理中心平台100及用户终端300通信连接。根据实际需要确定潮位监测站的数量及相邻潮位监测站之间的距离，通讯模块通过北斗卫星系统实现数据在控制盒与监控管理中心平台之间、监控管理中心平台与用户终端之间的传输。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图2、3所示，所述潮位监测站200包括固定于海床2上的消波筒3，所述消波筒3的侧壁上设有朝向陆地一侧的进水孔；所述数据采集单元包括潮位监测仪4和气象数据采集仪5，所述潮位监测仪4设置于消波筒3的内部，所述消波筒3的顶部设有气象塔杆6，所述气象数据采集仪5设置于气象塔杆6的顶部；所述供电单元202设置于气象塔杆6上。采用该结构的潮位监测站能够实时监测潮位及海洋气象，消波筒的内腔形成验潮井，可防止因海浪波动过大对测量结果造成影响。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图2所示，所述消波筒3的外部自下而上设有爬梯7；所述消波筒3与气象塔杆6的交界处设有操作平台8，方便设备安装和维护；所述操作平台8的四周设有防护栏9，提高工作人员工作时的安全系数；所述操作平台8的中部设有安装座10，所述气象塔杆6的底部固定于安装座10上。通过爬梯方便工作人员在维护或检修时上下操作平台。

具体制作时，如图3所示，所述进水孔处设有斜向下的进水管11，所述进水管11与水平面呈45°夹角。采用该结构能够达到良好的随潮性和消波性。进水孔的直径设计参照以下公式：

S₁/S₂=［μ(2gΔH)^1/2］^-1(dh/dt)max

式中：S₁-消波筒进水孔截面积，cm²; S₂-消波筒截面积，cm²; g-重力加速度，cm/s; ΔH-井内外潮位差,cm; (dh/dt)max-最大涨(落)潮率，cm/s; μ-流量系数。

具体施工时，如图2所示，所述消波筒3的底部设有嵌于海床2上的钢筋混凝土底座12，所述消波筒3采用Φ426mm、屈服强度Q235B的螺旋缝埋弧焊钢管，混凝土底座的长宽均为1.5m，可将消波筒的下端嵌于混凝土底座内，确保消波筒安装牢固，能够抵御沿海地区最大风力12级；所述安装座10采用长、宽、高为0.6m×0.6m×1m的混凝土座，气象塔杆的下端嵌于安装座内，可使气象塔杆安装牢固；所述防护栏9及气象塔杆6均为镀锌钢管，所述气象塔杆6的直径为150mm、高2.5m，可在其上部安装控制盒、供电单元及气象数据采集仪。底座及安装座均采用混凝土材质，坚固、耐腐蚀，同时镀锌钢管制作的防护栏及气象塔杆可减少恶劣天气下风浪阻力、具耐腐蚀性。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图2所示，所述潮位监测仪4为投入式水位计，所述气象数据采集仪5为一体式气象监测站，直接外购即可；所述投入式水位计通过导线13与控制盒201相连，所述操作平台8的中部设有供导线13通过的预留孔，投入式水位计的测量精度为±1cm，能够精确监测潮位信息；所述一体式气象监测站上的气象传感器包括温湿度仪、大气压检测仪、风速仪及风向仪，也可以根据相关数据需求的不断增加而进行传感器的扩展。为了提高安全系数，在一体式气象监测站的顶部安装避雷针，控制盒的外部设有防护罩。

作为一种优选方案，如图2所示，所述供电单元202为太阳能供电装置，所述太阳能供电装置包括控制器、太阳能电池板和蓄电池，所述太阳能电池板和蓄电池均与控制器相连。太阳能供电装置的规格为40W，蓄电池采用高性能胶体蓄电池,电压12V,容量38Ah,安装于密闭的电源箱内部,能够输出多路12V直流电,为全部用电器供应电能。为防止设备被海潮或海浪淹没时造成的短路危害内部控制电路, 供电单元在设计时已采用防短路保护措施。

另外，供电单元还包括风力发电机，风力发电机的风轮安装在气象塔杆的顶部。风力发电机与太阳能供电装置能够实现互补，共同为所有用电器材提供电源。根据实际情况设计该套供电系统能够满足监测点设备无充电情况下连续自动观测72h。

进一步优化上述技术方案，如图2所示，所述潮位监测站200还设有报警装置203，所述报警装置203包括报警灯14和扩音喇叭15，所述扩音喇叭15设置于气象塔杆6的顶部，所述扩音喇叭15与监控管理中心平台100无线连接，在紧急情况下,监控管理中心平台能够通讯模块无线控制扩音喇叭进行提前预警,提醒附近居民紧急转移安置,有效提升广大群众的防灾减灾和应急处置能力；所述报警灯14包括包裹于气象塔杆6上的多个LED灯环，用于对应已核定的警戒潮位值。其中，所述LED灯环分别为蓝、黄、橙和红色，用于对应已核定岸段的4色警戒潮位值；所述LED灯环的外部包裹玻璃钢材质护罩，耐腐蚀、抗强风,光源明亮,可在夜间发挥风暴潮潮位警示作用,有效视距满足实际需求。

具体设计时，通讯模块采用4G 通讯终端和北斗通讯终端来实现各个潮位监测站与监控管理中心平台之间的数据传递和控制。4G 通讯终端日常处于工作状态,负责潮位监测站点与监控中心间的日常通信传输，北斗通讯终端由于通信速率和单次容量方面的限制, 日常处于关闭状态,当检测到4G 通讯终端出现故障时主动唤醒,负责紧急情况下的信息传输。监控管理中心平台基于 B/S架构模式设计，用于对潮位数据进行采集、传输,并对数据进行质控、分析和存储等，监控管理中心平台还支持实时数据监视、设备运行状态监视、历史数据查询等业务应用。紧急情况下, 监控管理中心平台可通过无线终端传输方式远程触发警戒潮位标志物报警装置启动,及时发布戒备或撤离通告,最大限度地预防和减少海洋灾害造成的损失,提升海洋防灾减灾能力。

综上所述，本实用新型采用“智能硬件+综合平台”的体系构成，具有智能化程度高的优点，利用各个潮位监测站实时在线获取潮位数据和现场监控资料,提升了潮位监测的智能化、数据分析的标准化、预警发布的自动化等水平,有利于提高海洋灾害预警体系建设能力；通过消波筒顶部的报警装置增加社会公众对警戒潮位值的感性认识,提升海洋灾害防御知识的普及。利用本实用新型能够有效解决海洋观测能力不足的问题, 强化了海洋观测体系建设,有助于最大限度地预防和减少海洋灾害造成的损失,提升防灾减灾能力。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风暴潮智能监测系统，其特征在于：包括设于岸上的监控管理中心平台、若干个远距离设置的潮位监测站及若干个用户终端，所述潮位监测站上设有数据采集单元、控制盒和供电单元，所述数据采集单元及控制盒均与供电单元相连；所述控制盒内设有数据处理模块及天线模块，用于处理数据采集单元采集的数据并发射；所述控制盒通过通讯模块与监控管理中心平台及用户终端通信连接。

2.根据权利要求1所述的风暴潮智能监测系统，其特征在于：所述潮位监测站包括固定于海床上的消波筒，所述消波筒的侧壁上设有朝向陆地一侧的进水孔；所述数据采集单元包括潮位监测仪和气象数据采集仪，所述潮位监测仪设置于消波筒的内部，所述消波筒的顶部设有气象塔杆，所述气象数据采集仪设置于气象塔杆的顶部；所述供电单元设置于气象塔杆上。

3.根据权利要求2所述的风暴潮智能监测系统，其特征在于：所述消波筒的外部自下而上设有爬梯；所述消波筒与气象塔杆的交界处设有操作平台，所述操作平台的四周设有防护栏；所述操作平台的中部设有安装座，所述气象塔杆的底部固定于安装座上。

4.根据权利要求2所述的风暴潮智能监测系统，其特征在于：所述进水孔处设有斜向下的进水管，所述进水管与水平面呈45°夹角。

5.根据权利要求3所述的风暴潮智能监测系统，其特征在于：所述消波筒的底部设有嵌于海床上的钢筋混凝土底座，所述消波筒采用Φ426mm、屈服强度Q235B的螺旋缝埋弧焊钢管，所述安装座采用长、宽、高为0.6m×0.6m×1m的混凝土座；所述防护栏及气象塔杆均为镀锌钢管，所述气象塔杆的直径为150mm、高2.5m。

6.根据权利要求3所述的风暴潮智能监测系统，其特征在于：所述潮位监测仪为投入式水位计，所述投入式水位计通过导线与控制盒相连，所述操作平台的中部设有供导线通过的预留孔。

7.根据权利要求2所述的风暴潮智能监测系统，其特征在于：所述气象数据采集仪为一体式气象监测站，所述一体式气象监测站上的气象传感器包括温湿度仪、大气压检测仪、风速仪及风向仪。

8.根据权利要求1所述的风暴潮智能监测系统，其特征在于：所述供电单元为太阳能供电装置，所述太阳能供电装置包括控制器、太阳能电池板和蓄电池，所述太阳能电池板和蓄电池均与控制器相连。

9.根据权利要求1-8任一项所述的风暴潮智能监测系统，其特征在于：所述潮位监测站还设有报警装置，所述报警装置包括报警灯和扩音喇叭，所述扩音喇叭设置于气象塔杆的顶部，所述扩音喇叭与监控管理中心平台无线连接；所述报警灯包括包裹于气象塔杆上的多个LED灯环，用于对应已核定的警戒潮位值。

10.根据权利要求9所述的风暴潮智能监测系统，其特征在于：所述LED灯环分别为蓝、黄、橙和红色，用于对应已核定岸段的4色警戒潮位值；所述LED灯环的外部包裹玻璃钢材质护罩。

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