一种基于流量分析的城市积水深度记录系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于流量分析的城市积水深度记录系统，包括喇叭形入水口、水流量传感器、GPRS模块和电箱；喇叭形入水口上设有贯穿的入水孔，水流量传感器设置在喇叭形入水口底部，水流量传感器的入水口正对入水孔下方，所述水流量传感器与GPRS模块相连接，且水流量传感器、GPRS模块分别与电箱中的电路相连接，通过水流量传感器与GPRS模块，将实时流量数据，传输给上位记录计算机。本发明专利技术大大节省经费、人力，改善了监控点器材易被盗的情况，实现了自动化、持续性、有效性的城市积水深度记录和内涝监控。

An urban water accumulation depth recording system based on flow analysis

The invention discloses a city water depth recording system based on traffic analysis, including the horn shaped water inlet and a water flow sensor, GPRS module and electric box; the trumpet shaped inlet is provided with a through entering hole, water flow sensor is arranged on the trumpet shaped inlet bottom, the inlet water flow sensor is below the water and the water flow sensor is connected with the GPRS module, and the circuit of water flow sensor, the GPRS module is connected with the electric box is connected by water flow sensor and GPRS module, the real-time traffic data transmission to the host computer record. The invention greatly saves funds and manpower, improves the situation that monitoring points are easily stolen, realizes automatic, continuous and effective urban water depth record and Waterlogging Monitoring.

【技术实现步骤摘要】
一种基于流量分析的城市积水深度记录系统
本专利技术属于水文水利自动化
，涉及一种基于流量分析的城市积水深度记录系统。
技术介绍
在水文水利自动化领域，水文遥测站用来实现对原始的水文信息进行采集和远程传输，这些水文信息包括降雨量、水位、流量等。水文遥测站一般由各种传感器、数据采集器、远程通讯设备、电源设备组成。其中传感器负责将水文信息转換为电信号，而数据采集器负责釆集这些电信号并将其转換为实际的物理量数值，通过远程通讯设各将这些数据发送给数据中心，由数据中心进行处理、分析。目前应用于水位测量的传感器从数据的输出方式上看可以分为2种：纯被动式传感器：这类水位传感器测量都需要数据采集器主动发起，自身无法主动发起测量，传感器只有在接收到数据釆集器发出的测量命令或电源激励后，才能进行釆样，并将数据转換为电信号输出给数据采集器。目前在水文遥测站中应用的水位传感器绝大多数都属于被动式传感器。主动式传感器：这类传感器自身可以发起水位测量，并能够将测量的数据主动上传给数据采集器，也可以按收数据采集器发送的命令发起测量，并将测量结果反馈给数据采集器。水文遥测站往往安装在偏远地区，而针对城市径流数据的收集、研究。现行的同类专利技术，使用红外线、激光、超声波等技术，装置造价不菲，技术门槛高。各高校学生探究团队的使用，受到相当大的限制。
技术实现思路
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于流量分析的城市积水深度记录系统，大大节省经费、人力，为高校学生团体的使用，提供了一种切实可行的方案。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种基于流量分析的城市积水深度记录系统，其特征在于：包括喇叭形入水口、水流量传感器、GPRS模块和电箱；所述喇叭形入水口上设有贯穿的入水孔，水流量传感器设置在喇叭形入水口底部，水流量传感器的入水口正对入水孔下方，所述水流量传感器与GPRS模块相连接，且水流量传感器、GPRS模块分别与电箱中的电路相连接。通过水流量传感器与GPRS模块，将实时流量数据，传输给上位记录计算机。上位记录计算机绘制出各(设备ID)设备地点的“实时流量—时间”二维柱状图(以圆柱底面圆心的位置为时间值，圆柱高为实时流量)。从“实时流量—时间”图上的某一流量大于预设阈值Q1、Q2的点开始，流量值沿“实时流量—时间”图，连续且都大于预设阈值Q1、Q2。当持续时间超过预设时间t时。上位记录计算机发出预警信号。由于各地地理条件不一，发生内涝时的积水深度不一，通过水流量传感器的流量不同，本专利技术通过“极限强度法”，确定其临界流量一：Q1＝0.018m3/s，其两倍值为临界流量二：Q2＝0.036m3/s。持续时间t＝20min。(可自由设定)，当达到临界流量一时，应提醒内涝发生地点周边市民注意安全，当达到临界流量二时，应立即通知相关部门对内涝发生地点采取相应应急响应。与此同时，上位记录计算机通过已知的各流量数据，查询由“小孔出流”原理(将雨水口作为出流小孔，取汇水面积为直径25m的圆)，计算得到的“压力水头～出孔流量表”，能够得到“实时积水深度-时间(实时径流深)”数据。所述水流量传感器包括铜阀体、水流转子组件、稳流组件和霍尔元件，所述铜阀体安装在底板上，并且与喇叭形入水口连接，所述水流转子组件位于铜阀体入水口处，所述稳流组件位于铜阀体水流流通的中部，所述霍尔元件置于铜阀体侧壁内。所述水流量传感器用于测量进水流量；当水流过水流转子组件时，磁性转子转动，并且转速随着进水流量成线性变化，霍尔元件输出相应的脉冲信号反馈给控制器，由控制器判断水流量的大小，调节控制GPRS模块的电流。作为优选方案，所述的基于流量分析的城市积水深度记录系统，其特征在于：所述水流量传感器的启动流速为0.001m3/s，即流速大于0.001m3/s时，控制器调节GPRS模块的电流，使得GPRS模块工作，避免上位记录计算机，积攒过多的无用信息。作为优选方案，所述的基于流量分析的城市积水深度记录系统，其特征在于：所述喇叭形入水口底部设有用于与水流量传感器、GPRS模块、电箱连接的支架。作为优选方案，所述的基于流量分析的城市积水深度记录系统，其特征在于：所述喇叭形入水口的材质为球墨铸铁。作为优选方案，所述的基于流量分析的城市积水深度记录系统，其特征在于：所述电箱与水流量传感器、GPRS模块连接的电路外设有密封包裹层。进一步地，所述电箱内设置有智能电路和锂电池。作为优选方案，所述的基于流量分析的城市积水深度记录系统，其特征在于：所述喇叭形入水口主体为上方直径15～18cm，下方直径3～5cm的空心圆台，壁厚0.5～0.7cm。作为优选方案，所述的基于流量分析的城市积水深度记录系统，其特征在于：所述入水孔为椭圆孔，所述入水孔的底部安装有滤网，防止杂物通过入水孔进入正下方的水流量传感器。进一步地，所述水流量传感器入水孔为圆孔，直径3～5cm。作为优选方案，所述的基于流量分析的城市积水深度记录系统，其特征在于：所述喇叭形入水口的顶部安装有用于与雨水口的雨水篦子勾连的支架。所述的基于流量分析的城市积水深度记录系统，内置的GPRS模块，具有定位功能，可由上位记录计算机追踪，改善了监控点器材易被盗的情况。有益效果：本专利技术提供的一种基于流量分析的城市积水深度记录系统，具有以下优点：1.以往用于记录城市内涝的记录站点造价昂贵，极容易丢失，所以之前布控的城市水位记录仪往往不了了之。本专利技术以喇叭形入水口为基础，利用市政规划中雨水井常处于易积水点处的特点，节省了监控点的建造费用，内置的GPRS模块，具有定位功能，可由上位记录计算机追踪，改善了监控点器材易被盗的情况；2.本专利技术使用GPRS模块，通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换，投入小的同时得到的用户数据速率相当可观。同时，由于不再需要现行无线应用所需要的中介转换器，连接及传输都更方便容易；3.本专利技术使用的GPRS模块与其上位记录计算机群，组成了城市内涝在线监控与信息服务数字化系统，进一步形成城市防洪排涝和排水管网的综合监管平台。借助该系统，相关防洪排涝部门可以全面掌握城市排水及内涝现状、及时采取防洪排涝措施，可实现城市内涝的全方位监控和全局化管理；4.本专利技术由上位记录计算机绘制出各(设备ID)设备地点的“实时流量—时间”二维柱状图(以圆柱底面圆心的位置为时间值，圆柱高为实时流量)。原理简单，实践性强。能实时反映各记录点雨水井的过水情况，并及时发现雨水井堵塞的问题，消除隐患；5.本专利技术由上位记录计算机，本专利技术由上位记录计算机，记录各(设备ID)设备地点的“实时流量—时间”数据，由各流量数据，查询“压力水头-出孔流量表”，能够得到“实时积水深度-时间”数据。附图说明图1为本专利技术的总体结构示意图；图2为本专利技术部分细节图；图3为水流传感器的细节图；图4为各记录点的记录情况示意图及箭头处的“实时流量—时间”二维柱状图；图中：1、喇叭形入水口，2、入水孔，3、水流量传感器，4、GPRS模块，5、电箱，6、记录点，7、记录点的“实时流量—时间”二维柱状图，8、记录区域俯视图，9、铜阀体，10、水流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于流量分析的城市积水深度记录系统，其特征在于：包括喇叭形入水口、水流量传感器、GPRS模块和电箱；所述喇叭形入水口上设有贯穿的入水孔，水流量传感器设置在喇叭形入水口底部，水流量传感器的入水口正对入水孔下方，所述水流量传感器与GPRS模块相连接，且水流量传感器、GPRS模块分别与电箱中的电路相连接，通过水流量传感器与GPRS模块，将实时流量数据，传输给上位记录计算机。

【技术特征摘要】
1.一种基于流量分析的城市积水深度记录系统，其特征在于：包括喇叭形入水口、水流量传感器、GPRS模块和电箱；所述喇叭形入水口上设有贯穿的入水孔，水流量传感器设置在喇叭形入水口底部，水流量传感器的入水口正对入水孔下方，所述水流量传感器与GPRS模块相连接，且水流量传感器、GPRS模块分别与电箱中的电路相连接，通过水流量传感器与GPRS模块，将实时流量数据，传输给上位记录计算机。2.根据权利要求1所述的基于流量分析的城市积水深度记录系统，其特征在于：所述水流量传感器包括铜阀体、水流转子组件、稳流组件和霍尔元件，所述铜阀体安装在底板上，并且与喇叭形入水口连接，所述水流转子组件位于铜阀体入水口处，所述稳流组件位于铜阀体水流流通的中部，所述霍尔元件置于铜阀体侧壁内。3.根据权利要求2所述的基于流量分析的城市积水深度记录系统，其特征在于：所述水流量传感器用于测量进水流量；当水流过水流转子组件时，磁性转子转动，并且转速随着进水流量成线性变化，霍尔元件输出相应的脉冲信号反馈给控制器，由控制器判断水流量的大小，调节控制GPRS模块的电流。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢昊文，周宏，刘俊，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32