本发明涉及一种城市水利监测领域，尤其涉及一种城市内涝监测预警系统及预警方法。
背景技术：
随着我国城镇化进程的加快，城市排水设施也在持续性的建设和发展，科技的进步使得城市排水设施的监测手段也在不断的完善，各种监测信息也实现了长期的数据积累，而这些数据仅仅只是记录和存储无法发挥其应该的功能，从迫切需要一种集监测、采集、传输、统计、分析、预警、控制于一体的综合系统。为更准确的掌握城市中心城区现有排水设施情况，改变传统信息数据管理模式，实现监测信息的数字化，提高市政设施系统运行和管理效率，辅助决策与调度，通过安装城市内涝监测预警控制系统，从而实现水雨情监测、排水设施查询、无线数据传输、数据智能统计分析、排水设备控制监测及管理等多种功能，为更好的实现城市市政排水设施系统的科学高效管理，全面掌握城市道路低洼地区积水排水情况、实时降雨信息、排水管网运行状况、重点积水地段视频监控，同时实现上述监测数据的综合传输处理，结合大数据及深度学习人工智能系统进行进一步的分析和统计，发布早期预警信息，提前生成处理规划措施，对各站点电气设备实施智能控制，促进城市管理的数字化、智能化进程，为实现“智慧城市”奠定良好基础。
为了能够利用先进的物联网技术、ai深度学习技术、云计算技术、gis技术、互联网技术、自动控制技术、无线通讯技术、数据库技术、系统集成等技术，实现城市积水排水全过程监管、排水设施智能监测、信息记录分析、业务协同管理、应急快速指挥、科学决策、公众服务于一体的专业化、智能化、多维度、图文一体化的信息化系统，实现市政设施监管可视化、业务管理一体化、排水决策科学化，提高市政设施运行和管理效率，有效实施市政设施的数字化建设、在线监测、早期调度、提前决策。
因此，亟需开发一种新的城市内涝监测预警系统及预警方法，以解决上述问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种城市内涝监测预警系统及预警方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种城市内涝监测预警系统，其包括：处理单元、与所述处理单元点电性相连的地表径流积水深度监测单元、地下排水管网监测单元、气象信息监测单元、雨量监测单元、通信单元和排水单元；其中所述处理单元适于通过地表径流积水深度监测单元采集各个监测点的地表径流实际流量和地面积水深度；所述处理单元适于通过地下排水管网监测单元采集各个监测点的地下排水管网疏水状态；所述处理单元适于通过气象信息监测单元采集各个监测点的气象信息；所述处理单元适于通过雨量监测单元采集各个监测点的降水量；所述处理单元适于根据各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息和降水量对城市内涝状况作出判断，并通过通信单元实时将城市内涝状况上传至服务器；以及当所述处理单元判断城市发生内涝时，并控制排水单元进行排水。
进一步，所述地表径流积水深度监测单元包括：若干分别设置在各个监测点的流量计和若干分别设置在各个监测点的预埋式水位计；所述处理单元适于通过流量计采集地表径流实际流量；所述处理单元适于通过预埋式水位计采集地面积水深度。
进一步，所述地下排水管网监测单元包括：若干分别设置在各个监测点的摄像头和若干分别设置在各个监测点的投入式水位计；所述处理单元适于通过摄像头和投入式水位计对地下排水管网疏水状态进行监测。
进一步，所述气象信息监测单元包括：若干分别设置在各个监测点的气象监测设备；所述处理单元适于通过气象监测设备采集气象信息。
进一步，所述雨量监测单元包括：若干分别设置在各个监测点的雨量传感器；所述处理单元适于通过雨量传感器采集降水量。
进一步，所述处理单元适于将各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息和降水量进行分类存储、建立表格、统计并绘制直方图和绘制时间历史曲线,并进行同比环比增长统计；所述处理单元通过通信单元从服务器中获取历史气象水文信息，并通过深度人工智能结合各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息、降水量和历史气象水文信息进行综合分析及绘制对比曲线，对异常测量参数进行自动复测及数据补偿，即所述处理单元对城市内涝状况作出判断。
进一步，当所述处理单元判断城市发生内涝时，所述处理单元适于通过通信模块向服务器发送深度预警信息、禁止通行报警信息、大雨信息、积水路段、积水深度、排水情况以提示行人车辆安全通行和定制安全出行路线计划。
另一方面，本发明提供一种城市内涝监测预警方法，其包括：采集各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息、降水量；根据各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息和降水量对城市内涝状况作出判断，并实时将城市内涝状况上传至服务器；以及当判断城市发生内涝时，控制排水单元进行排水。
进一步，将各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息和降水量进行分类存储、建立表格、统计并绘制直方图和绘制时间历史曲线,并进行同比环比增长统计；从服务器中获取历史气象水文信息，并通过深度人工智能结合各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息、降水量和历史气象水文信息进行综合分析及绘制对比曲线，对异常测量参数进行自动复测及数据补偿，即对城市内涝状况作出判断。
进一步，当判断城市发生内涝时，向服务器发送深度预警信息、禁止通行报警信息、大雨信息、积水路段、积水深度、排水情况以提示行人车辆安全通行和定制安全出行路线计划。
本发明的有益效果是，本发明通过全面掌握城市道路低洼地区积水排水情况、实时降雨信息、排水管网运行状况、重点积水地段视频监控，同时实现上述监测数据的综合传输处理，结合大数据及深度学习ai系统进行进一步的分析和统计，发布早期预警信息，提前生成处理规划措施，对各站点电气设备实施智能控制，促进城市管理的数字化、智能化进程，实现市政设施监管可视化、业务管理一体化、排水决策科学化，提高市政设施运行和管理效率，有效实施市政设施的数字化建设、在线监测、早期调度、提前决策。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的城市内涝监测预警系统的原理框图；
图2是本发明的城市内涝监测预警系统的结构框图；
图3是本发明的城市内涝监测预警方法的流程图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
图1是本发明的城市内涝监测预警系统的原理框图。
在本实施例中，如图1所示，本发明提供了一种城市内涝监测预警系统，其包括：处理单元、与所述处理单元点电性相连的地表径流积水深度监测单元、地下排水管网监测单元、气象信息监测单元、雨量监测单元、通信单元和排水单元；其中所述处理单元适于通过地表径流积水深度监测单元采集各个监测点的地表径流实际流量和地面积水深度；所述处理单元适于通过地下排水管网监测单元采集各个监测点的地下排水管网疏水状态；所述处理单元适于通过气象信息监测单元采集各个监测点的气象信息；所述处理单元适于通过雨量监测单元采集各个监测点的降水量；所述处理单元适于根据各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息和降水量对城市内涝状况作出判断，并通过通信单元实时将城市内涝状况上传至服务器；以及当所述处理单元判断城市发生内涝时，并控制排水单元进行排水。
图2是本发明的城市内涝监测预警系统的结构框图。
在本实施例中，如图2所示，处理单元包括：主机和设置在各个监测点的从机；主机和各从机通过通信模块进行数据传输；所述通信单元包括：无线通信模块和有线数字通信模块。
请参阅图2，在本实施例中，主机和其中任一从机的结构连接如图2所示。
在本实施例中，处理单元通过多通道i/o输入输出模块对排水单元进行监测、智能控制和故障预警；排水单元可以为城市内排水设施。
在本实施例中，本实施例通过全面掌握城市道路低洼地区积水排水情况、实时降雨信息、排水管网运行状况、重点积水地段视频监控，同时实现上述监测数据的综合传输处理，结合大数据及深度学习ai系统进行进一步的分析和统计，发布早期预警信息，提前生成处理规划措施，对各站点电气设备实施智能控制，促进城市管理的数字化、智能化进程，实现市政设施监管可视化、业务管理一体化、排水决策科学化，提高市政设施运行和管理效率，有效实施市政设施的数字化建设、在线监测、早期调度、提前决策。
为了采集各个监测点的地表径流实际流量和地面积水深度，所述地表径流积水深度监测单元包括：若干分别设置在各个监测点的流量计和若干分别设置在各个监测点的预埋式水位计；所述处理单元适于通过流量计采集地表径流实际流量；所述处理单元适于通过预埋式水位计采集地面积水深度。
为了采集各个监测点的地下排水管网疏水状态，所述地下排水管网监测单元包括：若干分别设置在各个监测点的摄像头和若干分别设置在各个监测点的投入式水位计；所述处理单元适于通过摄像头和投入式水位计对地下排水管网疏水状态进行监测。
在本实施例中，通过摄像头实时监测重点积水地点。
为了采集各个监测点的气象信息，所述气象信息监测单元包括：若干分别设置在各个监测点的气象监测设备；所述处理单元适于通过气象监测设备采集气象信息。
为了采集各个监测点的降水量，所述雨量监测单元包括：若干分别设置在各个监测点的雨量传感器；所述处理单元适于通过雨量传感器采集降水量。
为了能够结合历史气象水文信息和采集数据进行分析，所述处理单元适于将各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息和降水量进行分类存储、建立表格、统计并绘制直方图和绘制时间历史曲线,并进行同比环比增长统计；所述处理单元通过通信单元从服务器中获取历史气象水文信息，并通过深度人工智能结合各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息、降水量和历史气象水文信息进行综合分析及绘制对比曲线，对异常测量参数进行自动复测及数据补偿，即所述处理单元对城市内涝状况作出判断。
在本实施例中，处理单元通过深度人工智能自动分析提取服务器中数据库中各种有效数据，包括文字、图像、声音、视频等多种形式的数据信息，并对数据的有效性及实用性进行智能分析，将当前测量数据及历史气象水文信息进行综合对比，从而对采集的数据进行分析、补充及完善，同时对未来的积水排水趋势进行分析，整合预期数据，使其无限接近实际积水、排水情况，从而可以提前规划处理预案、重点地区提前布防、人员安排提早就位、发布早期积水路段预警、提前排除部分排水设施隐患，更可进一步作为城市排水设施规划的重要参考资料。
为了合理规划城市排水工作，当所述处理单元判断城市发生内涝时，所述处理单元适于通过通信模块向服务器发送深度预警信息、禁止通行报警信息、大雨信息、积水路段、积水深度、排水情况以提示行人车辆安全通行和定制安全出行路线计划。
在本实施例中，本城市内涝监测预警系统包括：若干与所述处理单元电性相连的led显示屏；所述led显示屏用于显示各监测点采集数据信息、深度预警信息、禁止通行报警信息、大雨信息、积水路段、积水深度、排水情况以提示行人车辆安全通行和定制安全出行路线计划。
在本实施例中，本城市内涝监测预警系统还包括：与所述处理单元电性相连的报警单元；处理单元适于控制报警单元进行内涝报警。
实施例2
图3是本发明的城市内涝监测预警方法的流程图。
在实施例1的基础上，在本实施例中，如图3所示，本实施例提供一种城市内涝监测预警方法，其包括：采集各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息、降水量；根据各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息和降水量对城市内涝状况作出判断，并实时将城市内涝状况上传至服务器；以及当判断城市发生内涝时，控制排水单元进行排水。
具体的，将各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息和降水量进行分类存储、建立表格、统计并绘制直方图和绘制时间历史曲线,并进行同比环比增长统计；从服务器中获取历史气象水文信息，并通过深度人工智能结合各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息、降水量和历史气象水文信息进行综合分析及绘制对比曲线，对异常测量参数进行自动复测及数据补偿，即对城市内涝状况作出判断。
具体的，当判断城市发生内涝时，向服务器发送深度预警信息、禁止通行报警信息、大雨信息、积水路段、积水深度、排水情况以提示行人车辆安全通行和定制安全出行路线计划。
综上所述，本发明通过全面掌握城市道路低洼地区积水排水情况、实时降雨信息、排水管网运行状况、重点积水地段视频监控，同时实现上述监测数据的综合传输处理，结合大数据及深度学习ai系统进行进一步的分析和统计，发布早期预警信息，提前生成处理规划措施，对各站点电气设备实施智能控制，促进城市管理的数字化、智能化进程，实现市政设施监管可视化、业务管理一体化、排水决策科学化，提高市政设施运行和管理效率，有效实施市政设施的数字化建设、在线监测、早期调度、提前决策。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
技术特征：
1.一种城市内涝监测预警系统，其特征在于，包括：
处理单元、与所述处理单元点电性相连的地表径流积水深度监测单元、地下排水管网监测单元、气象信息监测单元、雨量监测单元、通信单元和排水单元；其中
所述处理单元适于通过地表径流积水深度监测单元采集各个监测点的地表径流实际流量和地面积水深度；
所述处理单元适于通过地下排水管网监测单元采集各个监测点的地下排水管网疏水状态；
所述处理单元适于通过气象信息监测单元采集各个监测点的气象信息；
所述处理单元适于通过雨量监测单元采集各个监测点的降水量；
所述处理单元适于根据各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息和降水量对城市内涝状况作出判断，并通过通信单元实时将城市内涝状况上传至服务器；以及
当所述处理单元判断城市发生内涝时，并控制排水单元进行排水。
2.如权利要求1所述的城市内涝监测预警系统，其特征在于，
所述地表径流积水深度监测单元包括：若干分别设置在各个监测点的流量计和若干分别设置在各个监测点的预埋式水位计；
所述处理单元适于通过流量计采集地表径流实际流量；
所述处理单元适于通过预埋式水位计采集地面积水深度。
3.如权利要求1所述的城市内涝监测预警系统，其特征在于，
所述地下排水管网监测单元包括：若干分别设置在各个监测点的摄像头和若干分别设置在各个监测点的投入式水位计；
所述处理单元适于通过摄像头和投入式水位计对地下排水管网疏水状态进行监测。
4.如权利要求1所述的城市内涝监测预警系统，其特征在于，
所述气象信息监测单元包括：若干分别设置在各个监测点的气象监测设备；
所述处理单元适于通过气象监测设备采集气象信息。
5.如权利要求1所述的城市内涝监测预警系统，其特征在于，
所述雨量监测单元包括：若干分别设置在各个监测点的雨量传感器；
所述处理单元适于通过雨量传感器采集降水量。
6.如权利要求1所述的城市内涝监测预警系统，其特征在于，
所述处理单元适于将各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息和降水量进行分类存储、建立表格、统计并绘制直方图和绘制时间历史曲线,并进行同比环比增长统计；
所述处理单元通过通信单元从服务器中获取历史气象水文信息，并通过深度人工智能结合各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息、降水量和历史气象水文信息进行综合分析及绘制对比曲线，对异常测量参数进行自动复测及数据补偿，即
所述处理单元对城市内涝状况作出判断。
7.如权利要求6所述的城市内涝监测预警系统，其特征在于，
当所述处理单元判断城市发生内涝时，所述处理单元适于通过通信模块向服务器发送深度预警信息、禁止通行报警信息、大雨信息、积水路段、积水深度、排水情况以提示行人车辆安全通行和定制安全出行路线计划。
8.一种城市内涝监测预警方法，其特征在于，包括：
采集各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息、降水量；
根据各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息和降水量对城市内涝状况作出判断，并实时将城市内涝状况上传至服务器；以及
当判断城市发生内涝时，控制排水单元进行排水。
9.如权利要求8所述的城市内涝监测预警方法，其特征在于，
将各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息和降水量进行分类存储、建立表格、统计并绘制直方图和绘制时间历史曲线,并进行同比环比增长统计；
从服务器中获取历史气象水文信息，并通过深度人工智能结合各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息、降水量和历史气象水文信息进行综合分析及绘制对比曲线，对异常测量参数进行自动复测及数据补偿，即
对城市内涝状况作出判断。
10.如权利要求9所述的城市内涝监测预警方法，其特征在于，
当判断城市发生内涝时，向服务器发送深度预警信息、禁止通行报警信息、大雨信息、积水路段、积水深度、排水情况以提示行人车辆安全通行和定制安全出行路线计划。
技术总结
本发明涉及一种城市内涝监测预警系统及预警方法，本城市内涝监测预警系统包括：处理单元、与所述处理单元点电性相连的地表径流积水深度监测单元、地下排水管网监测单元、气象信息监测单元、雨量监测单元、通信单元和排水单元；所述处理单元适于根据各个监测点的地表径流实际流量、地面积水深度、地下排水管网疏水状态、气象信息和降水量对城市内涝状况作出判断，并通过通信单元实时将城市内涝状况上传至服务器；以及当所述处理单元判断城市发生内涝时，并控制排水单元进行排水；本发明通过对监测数据的综合传输处理，结合大数据及深度学习人工智能进行分析和统计，发布早期预警信息，提前生成处理规划措施，对各站点电气设备实施智能控制。
技术研发人员：史潇;吴坤;黄亮;罗晓春;艾文文;李玉涛;孙明;单禅;王茂祥;周俊
受保护的技术使用者：江苏省气象服务中心;常州爱特科技股份有限公司
技术研发日：.08.15
技术公布日：.12.03
