一种智慧城市防洪排水远程监控系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于SWMM模型的智慧城市防汛方法，包括区域分配，信息录入及系统装备，设定模拟值及数据分析等四个步骤。本发明专利技术操作简便、通用性好，且自动化、模块化程度高；可全面对城市内涝情况进行整理、分析、模拟仿真，并根据仿真结果及时发现城市内涝易发点和制约城市洪水排水不畅的排水节点，从而达到科学合理的城市防汛策略和城市建设规划的目的。

A remote monitoring system and method for flood control and drainage in smart city

【技术实现步骤摘要】
一种智慧城市防洪排水远程监控系统及方法
本专利技术涉及一种智慧城市防洪排水远程监控系统及方法，属城市防汛监控检测

技术介绍
目前，随着工业化、城市化发展，城市人口、建筑密度及城市规模飞速发展，并严重超过了城市的自主排水能力，同时城市在建设中，也对城市地质结构、土壤结构及河道结构造成了不同程度的改变和影响，同时加之城市极端天气日益突出、暴雨频发，从而导致城市内涝受灾区域和危害不断扩大，并造成了严重的人员、财产损失和环境污染，而针对这一问题，当前尚无可对城市内涝情况进行全面监控、预判、仿真及提供科学整治方案的城市防汛方法，因此城市内涝的治理和防护成为当前城市建设和管理的重要工作及亟待解决的问题之一。针对这一现状，迫切需要开发一种城市内涝监控防汛方法，以满足实际使用的需要。
技术实现思路
本专利技术目的就在于克服上述不足，提供一种智慧城市防洪排水远程监控系统及方法。为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种智慧城市防洪排水远程监控系统，包括基于AI为基础的数据服务平台、基础操控平台和现场采集终端，现场数据采集终端和基础操控平台均若干，且各基础操控平台均与至少一个现场采集终端构成一个工作组，各工作组的基础操控平台间相互连接并分别通过通讯网络与基于AI为基础的数据服务平台连接。进一步的，所述基础操控平台为工业计算机、个人计算机、智能移动通讯终端中的任意一种或任意几种共用；所述现场采集终端包括雨量传感器、流量传感器、液位传感器、压力传感器、水质传感器、监控摄像头中的任意一种或几种共用。一种智慧城市防洪排水远程监控系统，包括以下步骤：第一步，区域分配，首先对城市功能区域分布结构、城市地表水、地下水、供排水管路、泄洪系统、污水处理系统分布位置及各城市功能区域土壤结构特征数据进行采集，然后根据采集数据对待监控防汛城市进行监控区域划分，最后根据划分的区域生成相应的电子地图；第二步，信息录入及系统装备，完成第一步后，首先建立一个基于AI为基础的数据服务平台，然后在基于AI为基础的数据服务平台中录入基于SWMM模型的城市防汛分析系统，同时一方面将第一步生成的电子地图、采集数据和当前待监控城市的地域地质结构分布图、城市区域地形图一同录入到基于AI为基础的数据服务平台中，并由基于AI为基础的数据服务平台结合基于SWMM模型的城市防汛分析系统对录入信息进行汇总，获得城市防汛综合信息电子图板及防汛综合监控系统平台，最后经各现场采集终端分别布置在城市排水管路系统、河道监控系统、污水处理系统及城市低洼地域建筑物处，从而对待监控城市整体防汛检测平台建设及监控作业；第三步，设定模拟值，完成第二步后，首先根据第一步采集的城市功能区域分布结构、城市地表水、地下水、供排水管路、泄洪系统、污水处理系统分布位置及各城市功能区域土壤结构特征数据，并结合待监控城市多年历史降水及城市洪水监控数据，一方面由基于AI为基础的数据服务平台分别为各场采集终端设定防汛检测预警水位数据标准，另一方面在基于SWMM模型的城市防汛分析系统，分别设定待监控城市中模拟降水量、各区域峰值排水量、降水持续时间及地质结构、土壤结构对雨水截留、渗流能力值，从而完成SWMM模型的城市防汛分析系统设定；第四步，数据分析及监控，完成第三步后，一方面利用各现场基础操控平台和现场采集终端对城市各采样位置信息进行采集，获得当前城市降水、排水及城区积水进行全程检测，并根据检测结果由AI为基础的数据服务平台向相应的现场基础操控平台发送防汛指挥信息，进行防汛调度作业；另一方面在保持对城市监控同时，由基于AI为基础的数据服务平台中通过运行基于SWMM模型的城市防汛分析系统首先对当前待监控城市发生城市洪水历史数据进行分析，获得城市洪水发生、变化规律及城市各功能区域发生洪水概率；然后对当前城市发生城市洪水的位置、概率和制约城市排水泄洪点进行模拟，从而最终生成城市水网防汛整改规划建议，指导城市防汛日常整改管理。进一步的，所述第一步和第二步中，城市功能区域分布结构、城市地表水、地下水、供排水管路、泄洪系统、污水处理系统分布位置及各城市功能区域土壤结构特征数据：a、一方面根据城市集水面积资料，地理位置的几何特征，区域内的坡度、糙率、地面入渗率，采用曼宁公式及马斯京根河道洪水演变过程求得坡面汇流及河沟汇流数据；b、据不滞流透水面积，城市管网分段直径，区域的降水量、城市的硬化率、城市管网的分段直径、坡度、管网水深、长度、摩阻坡度等，采用圣维南方程组求得城市管网汇流能力数据；c、根据城市天然透水面积而产生的坡面汇流及河沟汇流：城市不滞流透水面积及城市的硬化率产生的城市管网汇流及城市河网结构，采用马斯京根河道洪水演变过程，得出城市综合排洪能力数据。进一步的，所述第二步中，分别分布在城市排水窨井侧壁、河道堤坝侧壁、排水泵、河道调节闸门及建筑物外侧面。进一步的，所述第三步中，待监控城市多年历史降水及城市洪水监控数据连续统计年份不少于5年。本专利技术操作简便、通用性好，且自动化、模块化程度高；可全面对城市内涝情况进行整理、分析、模拟仿真，并根据仿真结果及时发现城市内涝易发点和制约城市洪水排水不畅的排水节点，从而达到科学合理的城市防汛策略和城市建设规划的目的。附图说明图1为本专利技术系统构成结构示意图；图2为本专利技术实施方法流程示意图。具体实施方式如图1所示，一种智慧城市防洪排水远程监控系统，包括基于AI为基础的数据服务平台1、基础操控平台2和现场采集终端3，现场数据采集终端3和基础操控平台2均若干，且各基础操控平台2均与至少一个现场采集终端构3成一个工作组，各工作组的基础操控平台2间相互连接并分别通过通讯网络4与基于AI为基础的数据服务平台1连接。进一步的，所述基础操控平台2为工业计算机、个人计算机、智能移动通讯终端中的任意一种或任意几种共用；所述现场采集终端3包括雨量传感器、流量传感器、液位传感器、压力传感器、水质传感器、监控摄像头中的任意一种或几种共用。如图2所示，一种智慧城市防洪排水远程监控系统，包括以下步骤：第一步，区域分配，首先对城市功能区域分布结构、城市地表水、地下水、供排水管路、泄洪系统、污水处理系统分布位置及各城市功能区域土壤结构特征数据进行采集，然后根据采集数据对待监控防汛城市进行监控区域划分，最后根据划分的区域生成相应的电子地图；第二步，信息录入及系统装备，完成第一步后，首先建立一个基于AI为基础的数据服务平台，然后在基于AI为基础的数据服务平台中录入基于SWMM模型的城市防汛分析系统，同时一方面将第一步生成的电子地图、采集数据和当前待监控城市的地域地质结构分布图、城市区域地形图一同录入到基于AI为基础的数据服务平台中，并由基于AI为基础的数据服务平台结合基于SWMM模型的城市防汛分析系统对录入信息进行汇总，获得城市防汛综合信息电子图板及防汛综合监控系统平台，最后经各现场采集终端分别布置在城市排水管路系统、河道监控系统、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智慧城市防洪排水远程监控系统，其特征在于：所述智慧城市防洪排水远程监控系统包括基于AI为基础的数据服务平台、基础操控平台和现场采集终端，所述现场数据采集终端和基础操控平台均若干，且各基础操控平台均与至少一个现场采集终端构成一个工作组，各工作组的基础操控平台间相互连接并分别通过通讯网络与基于AI为基础的数据服务平台连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种智慧城市防洪排水远程监控系统，其特征在于：所述智慧城市防洪排水远程监控系统包括基于AI为基础的数据服务平台、基础操控平台和现场采集终端，所述现场数据采集终端和基础操控平台均若干，且各基础操控平台均与至少一个现场采集终端构成一个工作组，各工作组的基础操控平台间相互连接并分别通过通讯网络与基于AI为基础的数据服务平台连接。


2.根据权利要求1所述的一种智慧城市防洪排水远程监控系统，其特征在于：所述基础操控平台为工业计算机、个人计算机、智能移动通讯终端中的任意一种或任意几种共用；所述现场采集终端包括雨量传感器、流量传感器、液位传感器、压力传感器、水质传感器、监控摄像头中的任意一种或几种共用。


3.一种智慧城市防洪排水远程监控系统，其特征在于：所述智慧城市防洪排水远程监控系统包括以下步骤：
第一步，区域分配，首先对城市功能区域分布结构、城市地表水、地下水、供排水管路、泄洪系统、污水处理系统分布位置及各城市功能区域土壤结构特征数据进行采集，然后根据采集数据对待监控防汛城市进行监控区域划分，最后根据划分的区域生成相应的电子地图；
第二步，信息录入及系统装备，完成第一步后，首先建立一个基于AI为基础的数据服务平台，然后在基于AI为基础的数据服务平台中录入基于SWMM模型的城市防汛分析系统，同时一方面将第一步生成的电子地图、采集数据和当前待监控城市的地域地质结构分布图、城市区域地形图一同录入到基于AI为基础的数据服务平台中，并由基于AI为基础的数据服务平台结合基于SWMM模型的城市防汛分析系统对录入信息进行汇总，获得城市防汛综合信息电子图板及防汛综合监控系统平台，最后经各现场采集终端分别布置在城市排水管路系统、河道监控系统、污水处理系统及城市低洼地域建筑物处，从而对待监控城市整体防汛检测平台建设及监控作业；
第三步，设定模拟值，完成第二步后，首先根据第一步采集的城市功能区域分布结构、城市地表水、地下水、供排水管路、泄洪系统、污水处理系统分布位置及各城市功能区域土壤结构特征数据，并结合待监控城市多年历史降水及城市洪水监控数据，一方面由基于AI为基础的数据服务平台分别为各场采集终端设定防汛检测预警水位数据标准，另一方面在...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱士建，孙志林，
申请(专利权)人：南京中科智慧生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32