CN218122777U - 山洪灾害声光电监测一体化预警系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及山洪灾害监测预警领域，特别涉及一种山洪灾害声光电监测一体化预警系统，包括远程控制中心和分布于预警区域内的多个监测预警设备；所述远程控制中心设置有服务器和北斗指挥机；所述监测预警设备包括遥测预警终端、监控设备、语音播放装置以及与遥测预警终端连接的灾害检测装置、声光报警装置、北斗一体机和显示器；所述遥测预警终端根据灾害检测装置的检测信息控制声光报警装置是否发出声光报警；每个所述监测预警设备的遥测预警终端、监控设备和语音播放装置与服务器远程连接，北斗一体机与北斗指挥机远程连接。本申请的监测预警设备是一套集雨量、水位、图像、音频采集，多类别声光报警和数据传输于一体的监控系统。

Description

山洪灾害声光电监测一体化预警系统

技术领域

本申请涉及山洪灾害监测预警领域，特别涉及山洪灾害声光电监测一体化预警系统。

背景技术

山洪灾害一般是指由暴雨洪水引发、发生于山丘区小流域的洪灾及由洪水诱发的滑坡、泥石流等地质灾害，具有灾快、预测难、破坏性强等特点，已成为灾害性最强、预警预报最难的自然灾害之一。山洪灾害一旦发生往往造成毁灭性灾难，对国民经济和财产安全造成严重威胁。国际气象组织调查统计显示，山洪灾，害造成的损失在世界各类自然灾害中占据首位或次首位。中国地处东南沿海，气候因素多样，暴雨频发，幅员辽阔，地形地质复杂，是世界上山洪灾害最严重的国家之一。我国山区面积占国土总面积的57％，山洪危险区人口数量达7400万。

2002年，中央对山洪灾害防御进行批示：“必须把防治山洪灾害摆在重要位置，认真总结经验教训，研究山洪发生的特点和规律，采取综合防治对策，最大限度地减少灾害损失。”山洪灾害已严重制约浙江省经济社会的可持续发展，治理诉求非常强烈，党和政府十分关心，全社会普遍关注，加快山洪灾害防治、保障人民群众生命财产安全已成为关系经济社会发展全局的一项重大而紧迫的任务。

近年来，中国也加大了山洪灾害治理力度，2006年国务院批复全国山洪灾害防治规划，启动山洪灾害防治试点建设，2009年将试点范围扩展到全国103个县级行政区。2010年，水利部会同财政部等部门启动了全国山洪灾害防治县级非工程措施项目建设。

党的十八大以来，党中央高度重视防灾减灾救灾工作，多次做出系列重大决策部署，提出关于防灾减灾救灾“两个坚持”、“三个转变”的重要论述，即“坚持以防为主、防抗救相结合，坚持常态减灾和非常态救灾相统一，从注重灾后救助向注重灾前预防转变，从应对单一灾种向综合减灾转变，从减少灾害损失向减轻灾害风险转变。”

山洪灾害防御要坚持以人为本、以防为主、以避为上，防、避、抢、救相结合的原则，确保人民群众生命安全。监测预报预警是贯彻以防为主、以避为上的有效措施。

通过前期全国山洪灾害防治项目建设，适合我国国情的山洪灾害监测预警系统和群测群防体系初步建立，但我国山洪灾害防治工作总体上仍处于初级阶段，经济社会发展对山洪灾害防治提出了更高要求，山洪灾害防治项目建设和防御工作任重道远。

目前面临的主要挑战包括监测预警“最后一公里”尚未完全打通，监测预警范围尚未实现全覆盖，现代水利信息技术应用程度低等，同时对于山洪灾害的监测管理大部分还停留在单点监测，单点预警的阶段，系统性管理不足，管理者无法统筹预警区域内的所有监测预警设备，单一站点发生预警时，不能及时通知其他监测点提前预防，急需从技术层面解决以上这些问题，因此，开发一套行之有效的山洪灾害声光电监测一体化预警系统势在必行。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有山洪灾害监测预警“最后一公里”尚未完全打通，监测预警范围尚未实现全覆盖，现代水利信息技术应用程度低，系统性管理不足，管理者无法统筹预警区域内的所有监测预警设备，单一站点发生预警时，不能及时通知其他监测点提前预防的技术问题，提出一种整体统筹预警区域内的所有监测预警设备，实现一点多发、自组网、多站联动、远程监控等的山洪灾害声光电监测一体化预警系统。

本实用新型是通过以下技术措施来实现的：山洪灾害声光电监测一体化预警系统，包括远程控制中心和分布于预警区域内的多个监测预警设备；所述远程控制中心设置有服务器；所述监测预警设备包括监控设备、语音播放装置、遥测预警终端以及与遥测预警终端连接的灾害检测装置、声光报警装置；所述遥测预警终端根据灾害检测装置的检测信息控制声光报警装置是否发出声光报警；每个所述监测预警设备的遥测预警终端与服务器远程连接，将接收到的来自灾害检测装置的检测信息传输至服务器，并接收来自服务器的第一控制指令；语音播放装置与服务器通讯连接，用于播放来自服务器的文字、语音信息；监控设备与服务器通讯连接，将现场情况传输至服务器。

作为优选，所述远程控制中心还包括北斗指挥机，监测预警设备还包括与遥测预警终端连接的北斗一体机，所述监测预警设备的遥测预警终端通过北斗一体机和北斗指挥机与远程控制中心的服务器连接。

作为优选，所述监测预警设备的遥测预警终端与服务器通过有线或无线网络连接。

作为优选，相邻所述监测预警设备的遥测预警终端之间通讯连接，用于实现自组网和多站联动的全方位报警。

作为优选，还包括用于与服务器通信连接的移动终端；服务器将各监测预警设备的情况传输至移动终端，并接收来自移动终端的第二控制指令，根据第二控制指令控制监测预警设备。

作为优选，所述远程控制中心还设置有用于显示各个监测预警设备情况的显示屏。

作为优选，所述监控设备包括用于实时监测目标对象现场情况的摄像机和与摄像机连接的硬盘录像机。

作为优选，所述灾害检测装置、声光报警装置、监控设备、语音播放装置以及遥测预警终端均安装在一立柱上，遥测预警终端位于立柱上的控制箱内；所述立柱上还设有太阳能板；选择太阳能板或市电为灾害检测装置、声光报警装置、监控设备、语音播放装置、遥测预警终端或控制箱供电；控制箱内装有蓄电池，蓄电池作为无太阳能或者市电断电后的备用电源。

作为优选，所述灾害检测装置包括雨量计和水位检测计。

作为优选，所述遥测预警终端包括遥测终端模块和预警广播终端模块；遥测终端模块包括可控电源输出接口，可控电源输出接口与灾害检测装置连接，遥测终端模块控制可控电源输出接口在休眠状态和唤醒状态间切换，可控电源输出接口处于唤醒状态时，为灾害检测装置供电。

本申请的有益效果：本申请的监测预警设备是一套集雨量、水位、图像、音频采集，声光报警和数据传输于一体的监控系统，能够显示采集雨量、时段雨量、水位等数据，根据降雨量和水位的内部模型自行演算进行现地预警，还可以实现远程触发、文字转语音、远程喊话、多站联动、自组网等多形式全方位报警。支持预警平台、微信小程序、APP等多平台播报和远程拾音，远程控制中心和移动端可对监测预警设备进行远程监测和控制。能够将采集数据、图像及报警传输到远端，为应急部门指挥决策提供依据。监测预警设备采用模块化设计思路，雨量和水位的监测预警可独立成系统。该系统技术稳定先进，其集成了传感、物联网、数据分析算法等。同时结构设计巧妙，能迅速布置，维护简便，适合山洪的预警预报，契合山洪暴发的突发性特点，能及时发现暴雨、河道水位急速上涨并发出山洪警报通知村民疏散，保障人民群众的生命财产安全。

附图说明

附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：

图1为一体化预警系统结构示意图；

图2为遥测预警终端与服务器之间的第一种通讯连接框图；

图3为遥测预警终端与服务器之间的第二种通讯连接框图；

图4为监测预警设备结构框图；

图中：100、远程控制中心，110、服务器，120、北斗指挥机，130、显示屏，200、监测预警设备，210、遥测预警终端，220、北斗一体机，230、灾害检测装置，240、监控设备，250、声光报警装置，260、语音播放装置，270、显示器，300、移动终端。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

山洪灾害声光电监测一体化预警系统，如图1所示，包括远程控制中心100和分布于预警区域内的多个监测预警设备200。其中，远程控制中心不限于一个，远程控制中心用于统一管理和监控各个监测预警设备的工作情况，每个远程控制中心设置有服务器110，服务器与多台监测预警设备200连接，每个监测预警设备也可与多台服务器进行数据交互，实现一点多发的功能，使得不同的使用用户实现数据共享。当某处监测预警设备发生预警时，预警信息上传至服务器，经服务器通知其他站点提前采取预防措施。此外，该一体化预警系统还包括用于与服务器通信连接的移动终端300，服务器将各监测预警设备的位置和接收到的检测信息传输至移动终端，并接收来自移动终端的第二控制指令，根据第二控制指令控制监测预警设备。第二控制指令与第一控制指令部分或全部相同。

如图2所示，监测预警设备200包括监控设备240、语音播放装置260、遥测预警终端210和与遥测预警终端连接的声光报警装置250、灾害检测装置230以及显示器270。遥测预警终端即为现场控制器，可以由单片机来实现控制功能。灾害检测装置采用雨量计和/或水位检测计。水位检测计用于实时采集河道的水位信息，将采集到的水位信息传输到遥测预警终端。雨量计用于实时采集山洪灾害危险区的雨量，包括5分钟、1小时、3小时、6小时、日雨量，将采集到的雨量信息传输到遥测预警终端。遥测预警终端将收到的水位信息和/或雨量信息经模拟验算后与设定的阈值进行对比，如果超过阈值则通过声光报警装置发出预警信号，可进行黄色、红色二个等级的报警，高等级的报警可以打断低等级的报警。等级可以依据实际情况增加，预警信号的单次报警时间、报警间隔和报警次数均可依据需要设定。遥测预警终端在模拟验算时，依据超阈值平稳1分钟或多分钟的方法剔除水浪大幅波动造成的误报。当前水位、1小时雨量、3小时雨量、6小时雨量、日雨量、系统电压以及预警信号，通过显示器进行显示，显示器上的信息也可根据需要进行定制显示。

遥测预警终端根据灾害检测装置的检测信息控制声光报警装置是否发出声光报警。将监控设备的监测数据和接收到的来自灾害检测装置的检测信息传输至服务器，并接收来自服务器的第一控制指令。具体地，声光报警装置可选择一体式装置，也可包括光报警器和声报警器。若声光报警装置为一体式装置，当发生预警时，遥测预警终端会控制声光报警装置同时发出光报警信号和声报警信号。若声光报警装置为包括光报警器和声报警器的分体结构，遥测预警终端中的预警广播终端模块单独控制声报警器发出声音预警，遥测预警终端中的遥测终端模块控制光报警器发出闪烁的灯光。语音播放装置与服务器通讯连接，用于播放来自服务器的文字、语音信息。远程控制中心通过服务器接收来自遥测预警终端的监测信息，也可以通过文字转语音、实时语音喊话、文件广播、录音广播等方式实现远程播报，通过语音播放装置或者预警广播终端模块向监测预警设备所在区域进行喊话，语音播放装置支持敏感词屏蔽等。第一控制指令包括雨量监测使能设置指令、水位监测使能设置指令、水位黄色报警阈值设置指令、水位红色报警阈值设置指令、雨量1小时黄色报警阈值设置指令、雨量1小时红色报警阈值设置指令、雨量3小时黄色报警阈值设置指令、雨量3小时红色报警阈值设置指令、雨量6小时黄色报警阈值设置指令、雨量6小时红色报警阈值设置指令、单次报警时间设置指令、报警间隔设置指令、报警次数设置指令、开启黄色报警指令、开启红色报警指令、关闭报警指令、文字转语音指令、语音呼叫指令、联动设置指令、设备责任人绑定指令、修改遥测站地址指令、查询设备时间指令、查询设备版本指令、查询实时数据指令、查询时段数据指令、图像获取指令、恢复出厂指令、初始化存储指令、远程重启指令、远程升级指令等。

监控设备包括摄像机和与摄像机连接的硬盘录像机，摄像机用于实时监测预警区域内河道的情况，将监测的图像、声音通过有线或者无线方式上传到远端的服务器。摄像机将山洪灾害危险区河道的情况录制下来后，存储到硬盘录像机中，以供服务器后台可以随时调看。摄像机可以使用串口摄像机，遥测预警终端通过串口摄像机抓拍图片后通过网络将图片上传到服务器。

如图3所示，监测预警设备的遥测预警终端与服务器可以通过网络进行通讯连接。此外，远程控制中心还包括与服务器连接的北斗指挥机120，监测预警设备包括与遥测预警终端连接的北斗一体机220，监测预警设备的遥测预警终端通过北斗一体机与远程控制中心的北斗指挥机、服务器依次连接连接,借助北斗网络进行数据传输，如图4所示。据此实现检测数据和控制指令的多通道同步传输，防止恶劣的天气下移动网络中断造成数据传输的中断。远程控制中心还设置有与服务器连接的显示屏130，用于显示服务器处理后的数据、图像、报警等信息，方便管理人员查看。服务器上布设有数据通信中心和山洪灾害监测预警平台，同时将数据、图像、报警信息同步到移动端微信小程序或者APP，不限于此。数据通信中心与测预警设备进行数据交互，山洪灾害监测预警平台、微信小程序或者APP展示相关的数据、图像、报警等信息，可以对测预警设备进行远程参数修改、控制、升级等操作。

移动终端包括手机和pad，服务器可将接收到的数据、图像、报警信息同步到移动终端的微信小程序或者APP。管理人员通过服务器或者移动终端就可查看预警范围内各处的监控情况，方便快捷，还可通过服务器或者移动终端对监测预警设备进行管理。服务器端的山洪灾害监测预警平台以及移动终端的微信小程序或者APP一般都包括有：工程综合信息模块，显示山洪灾害监测预警项目的一些基本信息；实时水雨情模块，实时显示相关监测站点的雨量、水位等信息；地图模块，可以展示监测预警设备的位置，点击设备可以查看实时监测信息、视频监控情况和预警状态，以绿、黄、红三色表示，绿灯代表正常无预警，黄灯代表超过警戒值，红灯代表超过超限值，不同的报警状态会用相应颜色的报警灯显示；历史数据模块，可查询相关历史的监测数据和预警记录，便于工作人员分析；预警模块，可以对水位、雨量等预警规则进行设置，可以远程开启和关闭报警，可以实现文字转语音、语音喊话等多种形式预警；设备参数模块，可以对设备站点编码、低电压阈值、中心站地址、采集频率等参数进行设置和修改，可以查询系统电压、信号强度、拾音反馈、设备状态等，可对预警设备进行远程诊断和升级；站点管理模块，可以对山洪灾害监测预警站点进行增加、删除，对站点的信息进行修改；视频监控模块，可以展示各个站点的视频，点击站点可以查看当前和历史的视频画面，可以远程控制摄像机；短信模块，山洪灾害监测预警站点可以绑定相应的责任人，当发生报警时，可以自动发短息给责任人，也可以手动发短信给责任人；人员组织结构模块，可显示工作人员的相关信息和操作记录，可以增加和减少工作人员，可以修改工作人员相关信息；数据统计模块，可以对相关数据进行统计，按年、月、日导出电子报表；GPS模块，用于各山洪灾害监测预警站点定位信息的展示。

灾害检测装置、声光报警装置、监控设备、语音播放装置、北斗一体机、显示器以及遥测预警终端均安装在一立柱上，遥测预警终端位于立柱上的控制箱内。立柱上还设有太阳能板，控制箱内装有电池组以及相关的控制元件，电池组作为无太阳能或者市电断电后的备用电源。遥测预警终端包括可控电源输出接口，可控电源输出接口与灾害检测装置连接，遥测预警终端控制可控电源输出接口在休眠状态和唤醒状态间切换，可控电源输出接口处于唤醒状态时，为灾害检测装置供电。具体地，遥测预警终端系统的可控电源输出接口可在灾害检测装置需要电源的时候提供所需的电源，当数据采集完毕后，遥测预警终端系统控制可控电源接口停止供电，并可进入休眠状态，等到下一次采集时间到达时，遥测预警终端系统从休眠状态中唤醒，然后控制可控电源输出接口为需要电源的灾害检测装置供电，使得遥测预警终端系统既可及时采集相关的信息，又能使功耗大幅度降低，大大增加了一体化预警系统在野外环境下的适用性。

相邻监测预警设备的遥测预警终端之间可进行通讯连接，当一个相邻监测预警设备处于预警状态时，通知下游的其他监测预警设备进行提前预警，实现多站联动、自组网式联动等报警。

此外，本申请的一体化预警系统采用B/S结构，管理者通过Web网页访问系统平台，也可以通过微信小程序或者APP进行查看和处理，进行报表打印、山洪灾害声光电监测一体化预警站点的监测管理和工作人员信息的管理，且可实时监控各山洪灾害声光电监测一体化预警站点的相关情况，及时处理各种报警信息，通知疏散村民，保障人民群众的生命财产安全。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.山洪灾害声光电监测一体化预警系统，其特征在于，包括远程控制中心和分布于预警区域内的多个监测预警设备；

所述远程控制中心设置有服务器；

所述监测预警设备包括监控设备、语音播放装置、遥测预警终端以及与遥测预警终端连接的灾害检测装置、声光报警装置；所述遥测预警终端根据灾害检测装置的检测信息控制声光报警装置是否发出声光报警；

每个所述监测预警设备的遥测预警终端与服务器远程连接，将接收到的来自灾害检测装置的检测信息传输至服务器，并接收来自服务器的第一控制指令；语音播放装置与服务器通讯连接，用于播放来自服务器的文字、语音信息；监控设备与服务器通讯连接，将现场情况传输至服务器。

2.根据权利要求1所述的山洪灾害声光电监测一体化预警系统，其特征在于，所述远程控制中心还包括北斗指挥机，监测预警设备还包括与遥测预警终端连接的北斗一体机，所述监测预警设备的遥测预警终端通过北斗一体机和北斗指挥机与远程控制中心的服务器连接。

3.根据权利要求1所述的山洪灾害声光电监测一体化预警系统，其特征在于，所述监测预警设备的遥测预警终端与服务器通过有线或无线网络连接。

4.根据权利要求1所述的山洪灾害声光电监测一体化预警系统，其特征在于，相邻所述监测预警设备的遥测预警终端之间通讯连接，用于实现自组网和多站联动的全方位报警。

5.根据权利要求1所述的山洪灾害声光电监测一体化预警系统，其特征在于，还包括用于与服务器通信连接的移动终端；服务器将各监测预警设备的情况传输至移动终端，并接收来自移动终端的第二控制指令，根据第二控制指令控制监测预警设备。

6.根据权利要求1所述的山洪灾害声光电监测一体化预警系统，其特征在于，所述远程控制中心还设置有用于显示各个监测预警设备情况的显示屏。

7.根据权利要求1所述的山洪灾害声光电监测一体化预警系统，其特征在于，所述监控设备包括用于实时监测目标对象现场情况的摄像机和与摄像机连接的硬盘录像机。

8.根据权利要求1所述的山洪灾害声光电监测一体化预警系统，其特征在于，所述灾害检测装置、声光报警装置、监控设备、语音播放装置以及遥测预警终端均安装在一立柱上，遥测预警终端位于立柱上的控制箱内；所述立柱上还设有显示器和太阳能板；选择太阳能或市电为灾害检测装置、声光报警装置、监控设备、语音播放装置、遥测预警终端、控制箱供电；控制箱内装有蓄电池，蓄电池作为无太阳能或者市电断电后的备用电源。

9.根据权利要求8所述的山洪灾害声光电监测一体化预警系统，其特征在于，所述灾害检测装置包括雨量计和水位检测计。

10.根据权利要求1所述的山洪灾害声光电监测一体化预警系统，其特征在于，所述遥测预警终端包括遥测终端模块和预警广播终端模块；遥测终端模块包括可控电源输出接口，可控电源输出接口与灾害检测装置连接，遥测终端模块控制可控电源输出接口在休眠状态和唤醒状态间切换，可控电源输出接口处于唤醒状态时，为灾害检测装置供电。

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