本发明专利技术公开了一种基于大数据的城市排水网络监控控制系统，所述市级监控模块将该市的灾情数据上传至分布式服务器中，所述市级监控模块将城市分为若干个面积相同的监控分区，每个监控分区内都设置有区级监控模块和若干个数据采集模块，所述数据采集模块设置在监控分区中低洼的位置。能够对各个采集点进行监控，保证排水能力稳定。能够根据不同的实地情况进行划分，并做出针对性的应对措施，提高应对措施的准确度。对全国的监控分区进行排水能力的分级，为以后城市排水网络的改造提供模板和参考，同时能够为预警功能提供数据进行对比参考，提高预警功能的准确度。设置有预警功能，为抗洪抗积水争取准备时间，减少灾情带来的损失。
A Monitoring and Control System of Urban Drainage Network Based on Big Data
The invention discloses a monitoring and control system of urban drainage network based on large data. The city-level monitoring module uploads disaster data of the city to a distributed server. The city-level monitoring module divides the city into several monitoring zones with the same area. Each monitoring zone is equipped with a district-level monitoring module and several data acquisition modules, and the data acquisition module is provided. Set in the low-lying position of the monitoring area. It can monitor every collection point to ensure the stability of drainage capacity. Can be divided according to different field conditions, and make targeted response measures to improve the accuracy of response measures. To classify the drainage capacity of national monitoring zones, provide template and reference for future urban drainage network transformation, and provide comparative reference for data for early warning function, so as to improve the accuracy of early warning function. It has the function of early warning to fight floods and prevent flooding and reduce losses caused by disasters.
【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据的城市排水网络监控控制系统
本专利技术涉及排水监控领域，具体涉及一种基于大数据的城市排水网络监控控制系统。
技术介绍
城市排水系统是处理和排除城市污水和雨水的工程设施系统，在长时间使用后，容易发生堵塞，导致在降雨时，形成局部积水，严重时，形成大范围的积水灾情，同时在雨季时，降雨量和降雨强度较大时，排水能力较弱的区域容易形成洪涝灾害，造成巨大的经济损失。现有的方法是对排水网络进行定期疏导，并根据天气预报提前做出应对措施，但定期疏导费时费力，工程量较大，无法快速、准确的找出容易发生局部积水的地区，并及时进行检修。而天气预报就是应用大气变化的规律，根据当前及近期的天气形势，对某一地未来一定时期内的天气状况进行预测。它是根据对卫星云图和天气图的分析，结合有关气象资料、地形和季节特点、群众经验等综合研究后作出的。无法给出详尽的降雨数据，且通常为一至三天的预报，准确度较低，无法及时获取最新的降雨数据，导致应对措施与实际情况不匹配，导致预警效果不好。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于大数据的城市排水网络监控控制系统。本专利技术所要解决的技术问题为：(1)如何区分出非气象因素导致的局部灾情。(2)如何针对不同位置做出不同灾情的判断。(3)如何提供预警功能，并提高准确性。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于大数据的城市排水网络监控控制系统，包括数据采集模块、区级监控模块、市级监控模块和多个设置在全国各地的分布式服务器，所述市级监控模块将该市的灾情数据上传至分布式服务器中，所述市级监控模块将城市分为若干个面积相同的监控分区，每个监控分区内都设置有区级监控模块和若干个数据采集模块，所述数据采集模块设置在监控分区中低洼的位置，作为采集点，所述区级监控模块与所述监控分区内的所有数据采集模块无线通信连接，所述市级监控模块与该市内所有的区级监控模块通信连接，所述市级监控模块与最近的分布式服务器通信连接。所述数据采集模块用于采集路面水位高度、排水井水位高度、采集点的降雨时长和平均降雨强度，所述区级监控模块包括数据分析单元和灾情处理单元，其中数据分析单元用于接收并处理数据采集模块采集到的数据，分析出各个采集点的灾情报告，所述灾情处理单元统计所属监控分区内的灾情报告，再根据灾情报告分析出洪涝程度，并根据洪涝程度实行不同等级的管控方案，所述市级监控模块包括雨洪预警单元和分级评估单元，其中所述分级评估单元根据历史灾情数据对每个监控分区的排水能力进行分级，所述雨洪预警单元从分布式服务器中获取一定距离范围外的位置的气象信息，并根据气象信息和各个监控分区的分级对每个监控分区做出针对性的预警。所述数据分析单元在路面水位高度不低于25cm时，将路面积水情况标记为高位，在路面水位高度大于5cm小于25cm时，将路面积水情况标记为中位，在路面水位不超过5cm时，将路面积水情况标记为正常。在排水井水位不低于设计的最高水位的80％时，将井下积水情况标记为高位，在排水井水位高度超过设计的最高水位的30％且小于80％时，将井下积水情况标记为中位，在排水井水位高度不超过设计的最高水位的30％时，将井下积水情况标记为正常。数据分析单元在路面积水情况与井下积水情况都正常时，将灾情报告标记为无灾害，在路面积水情况与井下积水情况中其中一个为正常，另一个为高位或中位时，将灾情报告并标记为待检修，在路面积水情况与井下积水情况均为中位或其中一个为高位，另一个为中位时，获取降雨时长和平均降雨强度并将灾情报告标记为积水，在路面积水情况与井下积水情况均为高位时，获取降雨时长和平均降雨强度并将灾情报告标记为洪涝。所述灾情处理单元获取监控分区内所有采集点的灾情报告，当标记为洪涝的采集点的占比超过50％时，则向该监控分区发出洪涝警报并启动洪涝管控方案，并向市级监控模块发送包含该监控分区降雨时长和平均降雨强度的洪涝记录，当标记为积水的采集点的占比超过50％时，则该监控分区启动积水管控方案，并向市级监控模块发送包含该监控分区降雨时长和平均降雨强度的积水记录，当存在标记为待检修的采集点时，向城市排水管理部门发出检修申请和待检修采集点的位置。所述分级评估单元获取各个监控分区最近十次的积水记录和洪涝记录，根据平均值计算公式，计算发生洪涝时，该监控分区降雨时长的平均值和平均降雨强度的平均值，以及发生积水时，该监控分区降雨时长的平均值和平均降雨强度的平均值，获取全国所有监控分区降雨时长的平均值和平均降雨强度的平均值，并对各个监控分区的抗洪涝能力以及抗积水能力进行排名，降雨强度越大，排位越前，相同降雨强度比较降雨时长，降雨时长越长，排名越前，将排名位于前10％的监控分区评级为一级，将排名位于前20％的监控分区评级为二级，将排名位于前30％的监控分区评级为三级，以此类推，共分为十个等级，并获取各个等级中降雨强度的最低值和降雨时长的最低值，作为该等级对应的洪涝预警值和积水预警值。所述雨洪预警单元进行预警的步骤如下：S1、天气预报预计有降雨后，选取n个监控分区作为预警区，所述预警区环状等距分布在以雨洪预警单元所属城市中心处为圆心，半径为r的圆上；S2、雨洪预警单元实时监控各个预警区的气象信息，当某一预警区生成积水记录或洪涝记录后，从中获取预警区实时的降雨时长和平均降雨强度，并获取预警区相对雨洪预警单元所属城市的方向，作为雨云方向。S3、雨洪预警单元再获取位于雨云方向上且距该预警区100km的监控分区作为对照区，并获取对照区的最新的积水记录或洪涝记录，并从中获取最近降雨的时间，根据速度公式计算雨云从对照区移动至该预警区的雨云移动速度，再根据雨云移动速度计算雨云从预警区移动至雨洪预警单元所属城市所需的时间，作为预计降雨时间。S4、雨洪预警单元将获取到的降雨时长和平均降雨强度与该城市中各个监控分区对应自身等级的洪涝预警值和积水预警值进行对比，若降雨时长和平均降雨强度均大于积水预警值，则向监控分区对应的灾情处理单元发出进行积水预警以及预计降雨时间，若降雨时长和平均降雨强度均大于洪涝预警值，则向监控分区对应的灾情处理单元发出进行洪涝预警以及预计降雨时间。进一步的，所述n和r满足公式[n]＝180°/arcsin(50/r)，其中r大于150km。进一步的，所述数据采集模块与数据分析单元通过移动数据网络进行数据传输。本专利技术的有益效果：(1)能够对各个采集点进行监控，可发现需要检修的位置，及时解决非气象因素导致的局部积水，保证排水能力稳定。(2)通过设置不同的监控分区，能够根据不同的实地情况进行划分，对每个监控分区的灾情进行判断，并做出针对性的应对措施，提高应对措施的准确度。(3)根据监控分区的历史数据，对全国的监控分区进行排水能力的分级，为以后城市排水网络的改造提供模板和参考，同时能够为预警功能提供数据进行对比参考，提高预警功能的准确度。(4)设置有预警功能，能够实现预估降雨时间的功能，还能对降雨强度进行预估，做出匹配各个监控分区排水能力的预警，为抗洪抗积水争取准备时间，减少灾情带来的损失。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1是本专利技术的系统框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于大数据的城市排水网络监控控制系统，其特征在于，包括数据采集模块、区级监控模块、市级监控模块和多个设置在全国各地的分布式服务器，所述市级监控模块将该市的灾情数据上传至分布式服务器中，所述市级监控模块将城市分为若干个面积相同的监控分区，每个监控分区内都设置有区级监控模块和若干个数据采集模块，所述数据采集模块设置在监控分区中低洼的位置，作为采集点，所述区级监控模块与所述监控分区内的所有数据采集模块无线通信连接，所述市级监控模块与该市内所有的区级监控模块通信连接，所述市级监控模块与最近的分布式服务器通信连接；所述数据采集模块用于采集路面水位高度、排水井水位高度、采集点的降雨时长和平均降雨强度，所述区级监控模块包括数据分析单元和灾情处理单元，其中数据分析单元用于接收并处理数据采集模块采集到的数据，分析出各个采集点的灾情报告，所述灾情处理单元统计所属监控分区内的灾情报告，再根据灾情报告分析出洪涝程度，并根据洪涝程度实行不同等级的管控方案，所述市级监控模块包括雨洪预警单元和分级评估单元，其中所述分级评估单元根据历史灾情数据对每个监控分区的排水能力进行分级，所述雨洪预警单元从分布式服务器中获取一定距离范围外的位置的气象信息，并根据气象信息和各个监控分区的分级对每个监控分区做出针对性的预警；所述数据分析单元在路面水位高度不低于25cm时，将路面积水情况标记为高位，在路面水位高度大于5cm小于25cm时，将路面积水情况标记为中位，在路面水位不超过5cm时，将路面积水情况标记为正常；在排水井水位不低于设计的最高水位的80％时，将井下积水情况标记为高位，在排水井水位高度超过设计的最高水位的30％且小于80％时，将井下积水情况标记为中位，在排水井水位高度不超过设计的最高水位的30％时，将井下积水情况标记为正常；数据分析单元在路面积水情况与井下积水情况都正常时，将灾情报告标记为无灾害，在路面积水情况与井下积水情况中其中一个为正常，另一个为高位或中位时，将灾情报告并标记为待检修，在路面积水情况与井下积水情况均为中位或其中一个为高位，另一个为中位时，获取降雨时长和平均降雨强度并将灾情报告标记为积水，在路面积水情况与井下积水情况均为高位时，获取降雨时长和平均降雨强度并将灾情报告标记为洪涝；所述灾情处理单元获取监控分区内所有采集点的灾情报告，当标记为洪涝的采集点的占比超过50％时，则向该监控分区发出洪涝警报并启动洪涝管控方案，并向市级监控模块发送包含该监控分区降雨时长和平均降雨强度的洪涝记录，当标记为积水的采集点的占比超过50％时，则该监控分区启动积水管控方案，并向市级监控模块发送包含该监控分区降雨时长和平均降雨强度的积水记录，当存在标记为待检修的采集点时，向城市排水管理部门发出检修申请和待检修采集点的位置；所述分级评估单元获取各个监控分区最近十次的积水记录和洪涝记录，根据平均值计算公式，计算发生洪涝时，该监控分区降雨时长的平均值和平均降雨强度的平均值，以及发生积水时，该监控分区降雨时长的平均值和平均降雨强度的平均值，获取全国所有监控分区降雨时长的平均值和平均降雨强度的平均值，并对各个监控分区的抗洪涝能力以及抗积水能力进行排名，降雨强度越大，排位越前，相同降雨强度比较降雨时长，降雨时长越长，排名越前，将排名位于前10％的监控分区评级为一级，将排名位于前20％的监控分区评级为二级，将排名位于前30％的监控分区评级为三级，以此类推，共分为十个等级，并获取各个等级中降雨强度的最低值和降雨时长的最低值，作为该等级对应的洪涝预警值和积水预警值；所述雨洪预警单元进行预警的步骤如下：S1、天气预报预计有降雨后，选取n个监控分区作为预警区，所述预警区环状等距分布在以雨洪预警单元所属城市中心处为圆心，半径为r的圆上；S2、雨洪预警单元实时监控各个预警区的气象信息，当某一预警区生成积水记录或洪涝记录后，从中获取预警区实时的降雨时长和平均降雨强度，并获取预警区相对雨洪预警单元所属城市的方向，作为雨云方向；S3、雨洪预警单元再获取位于雨云方向上且距该预警区100km的监控分区作为对照区，并获取对照区的最新的积水记录或洪涝记录，并从中获取最近降雨的时间，根据速度公式计算雨云从对照区移动至该预警区的雨云移动速度，再根据雨云移动速度计算雨云从预警区移动至雨洪预警单元所属城市所需的时间，作为预计降雨时间；S4、雨洪预警单元将获取到的降雨时长和平均降雨强度与该城市中各个监控分区对应自身等级的洪涝预警值和积水预警值进行对比，若降雨时长和平均降雨强度均大于积水预警值，则向监控分区对应的灾情处理单元发出进行积水预警以及预计降雨时间，若降雨时长和平均降雨强度均大于洪涝预警值，则向监控分区对应的灾情处理单元发出进行洪涝预警以及预计降雨时间。...
【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的城市排水网络监控控制系统，其特征在于，包括数据采集模块、区级监控模块、市级监控模块和多个设置在全国各地的分布式服务器，所述市级监控模块将该市的灾情数据上传至分布式服务器中，所述市级监控模块将城市分为若干个面积相同的监控分区，每个监控分区内都设置有区级监控模块和若干个数据采集模块，所述数据采集模块设置在监控分区中低洼的位置，作为采集点，所述区级监控模块与所述监控分区内的所有数据采集模块无线通信连接，所述市级监控模块与该市内所有的区级监控模块通信连接，所述市级监控模块与最近的分布式服务器通信连接；所述数据采集模块用于采集路面水位高度、排水井水位高度、采集点的降雨时长和平均降雨强度，所述区级监控模块包括数据分析单元和灾情处理单元，其中数据分析单元用于接收并处理数据采集模块采集到的数据，分析出各个采集点的灾情报告，所述灾情处理单元统计所属监控分区内的灾情报告，再根据灾情报告分析出洪涝程度，并根据洪涝程度实行不同等级的管控方案，所述市级监控模块包括雨洪预警单元和分级评估单元，其中所述分级评估单元根据历史灾情数据对每个监控分区的排水能力进行分级，所述雨洪预警单元从分布式服务器中获取一定距离范围外的位置的气象信息，并根据气象信息和各个监控分区的分级对每个监控分区做出针对性的预警；所述数据分析单元在路面水位高度不低于25cm时，将路面积水情况标记为高位，在路面水位高度大于5cm小于25cm时，将路面积水情况标记为中位，在路面水位不超过5cm时，将路面积水情况标记为正常；在排水井水位不低于设计的最高水位的80％时，将井下积水情况标记为高位，在排水井水位高度超过设计的最高水位的30％且小于80％时，将井下积水情况标记为中位，在排水井水位高度不超过设计的最高水位的30％时，将井下积水情况标记为正常；数据分析单元在路面积水情况与井下积水情况都正常时，将灾情报告标记为无灾害，在路面积水情况与井下积水情况中其中一个为正常，另一个为高位或中位时，将灾情报告并标记为待检修，在路面积水情况与井下积水情况均为中位或其中一个为高位，另一个为中位时，获取降雨时长和平均降雨强度并将灾情报告标记为积水，在路面积水情况与井下积水情况均为高位时，获取降雨时长和平均降雨强度并将灾情报告标记为洪涝；所述灾情处理单元获取监控分区内所有采集点的灾情报告，当标记为洪涝的采集点的占比超过50％时，则向该监控分区发出洪涝警报并启动洪涝管控方案，并向市级监控模块发送包含该监控分区降雨时长和平均降雨强度的洪涝记录，当标记为积水的采...
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳集智云创科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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