【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及城市地下空间环境监测与预警，尤其是涉及一种地下空间环境监控与报警信息系统。
技术介绍
1、目前地下管网已遍布城市的每个角落，地下管道事故层出不穷，如泄露、火灾、爆炸、坍塌、内涝等；因此需要一种地下空间环境监控与报警信息系统来避免上述灾害的发生。
2、但现有的监测装置存在以下问题：
3、(1)功能具有单一性，单个装置仅能监测单一指标，导致地下空间中监测装置杂乱；
4、(2)传统监测装置供电需要布线，数据采集也采用有线传输的方式，使得线网密布，监测装置极易失效；
5、(3)对于采集的数据，需要人工进行分析研判，也不能实时发出预警信息，这远不能满足当前城市地下官网对于地下空间环境的安全管控要求。
6、因此，现有技术亟需一种具备多监测功能集成，能够自主评估灾害风险，并且及时发出报警信息的地下空间环境监控与报警信息系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具备多监测功能集成，能够自主评估灾害风险，并且及时发出报警信息的地下空间环境监控与报警信息系统。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术提供一种地下空间环境监控与报警信息系统，包括监控装置、信息传输模块和用户端，所述监控装置设于地下空间检查井的井壁上，所述地下空间检查井用以连通井盖和地下空间管道，所述监控装置包括控制器，与所述控制器连接的氧气监控传感器、可燃气体监控传感器、水
4、所述氧气监控传感器、所述可燃气体监控传感器、所述水位监控传感器和所述井盖倾斜缺失监控传感器分别将各自监测的数据发送至控制器，所述控制器将监测数据进行处理后，通过所述信息传输模块发送至用户端，所述用户端根据接受的监测数据进行处理，对于异常数据进行报警。
5、优选地，所述控制器实时接收所述可燃气体监控传感器测得的当前可燃气体浓度，同时对之后的可燃气体浓度进行预测，以确保预测数据和实际测量值一直保持在允许的范围之内。
6、优选地，根据k时刻的可燃气体浓度值，预测的k+1时刻的可燃气体浓度值为：
7、x(k+1|k)＝x(k|k)
8、式中，x(k|k)为k时刻系统状态的最优估算值，x(k|k)计算公式如下：
9、x(k|k)＝x(k|k-1)+kg(k)(z(k)-x(k|k-1))
10、式中，x(k|k-1)为根据系统前一状态预测得到的结果，kg(k)为算法的增益，z(k)为k时刻的传感器的监测数据；其中，x(k|k-1)的计算公式如下：
11、x(k|k-1)＝x(k-1|k-1)
12、kg(k)的计算公式如下：
13、kg(k)＝p(k|k-1)/(p(k|k-1)+r)
14、式中，p(k|k-1)为x(k|k-1)相对应的误差协方差，计算公式如下：
15、p(k|k-1)＝p(k-1|k-1)+q
16、式中，p(k-1|k-1)为相对应的协方差，q表示系统过程协方差。
17、优选地，所述监控装置包括装置外壳，所述外壳的顶部设有井盖倾斜缺失监控传感器接口，通过所述井盖倾斜缺失监控传感器接口与所述井盖倾斜缺失监控传感器连接，所述氧气监控传感器和所述可燃气体监控传感器设于所述装置外壳的侧壁上，所述控制器设于所述装置外壳的内部，所述水位监控传感器设于地下空间检查井的水位测量位置处。
18、优选地，所述装置外壳内还设有电源，所述电源为电池供电。
19、优选地，所述装置外壳通过螺丝固定在地下空间检查井的井壁上。
20、优选地，所述装置外壳为材料为ip67的防水外壳。
21、优选地，所述信息传输模块包括信号发射器、基站和云平台，所述信号发射器设于所述装置外壳的顶部，且与所述控制器连接。
22、优选地，所述信息传输模块为低功耗网络，采用nb无线传感组网方式实现组网，所述基站和所述云平台之间的消息传递为缓存机制，所述云平台将未送达的信息进行缓存，择机自动推送。
23、优选地，所述用户端包括监控中心大屏和移动端，所述监控中心大屏和所述移动端信息同步，均具备数据分析功能，能够显示监测所得的水位、气体状态和井盖状态等信息，并进行预警。
24、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
25、(1)本专利技术提供的一种地下空间环境监控与报警信息系统，通过在地下空间检查井的井壁上设置监控装置，该监控装置包括控制器和多个用以监测氧气、可燃气体浓度、地下水位和井盖缺失倾斜的监控传感器，实现了多监测功能集成，同时控制器实时接收并传递数据至用户端，能够实时处理数据并及时报警，降低灾害发生的风险。
26、(2)本专利技术提供的一种地下空间环境监控与报警信息系统，除了对当前时刻的可燃气体浓度进行监测外，还对之后的可燃气体浓度进行预测，以确保预测数据和实际测量值一直保持在允许的范围之内，降低着火和爆炸风险。
27、(3)本专利技术提供的一种地下空间环境监控与报警信息系统的电源为电池供电，无须布线，便于安装和维护。
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1.一种地下空间环境监控与报警信息系统，其特征在于，包括监控装置(4)、信息传输模块和用户端，所述监控装置(4)设于地下空间检查井的井壁上，所述地下空间检查井用以连通井盖(1)和地下空间管道(2)，所述监控装置(4)包括控制器(16)，与所述控制器(16)连接的氧气监控传感器(11)、可燃气体监控传感器(12)、水位监控传感器(13)和井盖倾斜缺失监控传感器(17)；
2.根据权利要求1所述的一种地下空间环境监控与报警信息系统，其特征在于，所述控制器(16)实时接收所述可燃气体监控传感器(12)测得的当前可燃气体浓度，同时对之后的可燃气体浓度进行预测，以确保预测数据和实际测量值一直保持在允许的范围之内。
3.根据权利要求2所述的一种地下空间环境监控与报警信息系统，其特征在于，根据k时刻的可燃气体浓度值，预测的k+1时刻的可燃气体浓度值为：
4.根据权利要求1所述的一种地下空间环境监控与报警信息系统，其特征在于，所述监控装置(4)包括装置外壳(9)，所述外壳(9)的顶部设有井盖倾斜缺失监控传感器接口(10)，通过所述井盖倾斜缺失监控传感器接口(1
5.根据权利要求4所述的一种地下空间环境监控与报警信息系统，其特征在于，所述装置外壳(9)内还设有电源(15)，所述电源(15)为电池供电。
6.根据权利要求4所述的一种地下空间环境监控与报警信息系统，其特征在于，所述装置外壳(9)通过螺丝固定在地下空间检查井的井壁上。
7.根据权利要求4所述的一种地下空间环境监控与报警信息系统，其特征在于，所述装置外壳(9)为材料为IP67的防水外壳。
8.根据权利要求4所述的一种地下空间环境监控与报警信息系统，其特征在于，所述信息传输模块包括信号发射器(14)、基站(5)和云平台(6)，所述信号发射器(14)设于所述装置外壳(9)的顶部，且与所述控制器(16)连接。
9.根据权利要求8所述的一种地下空间环境监控与报警信息系统，其特征在于，所述信息传输模块为低功耗网络，采用NB无线传感组网方式实现组网，所述基站(5)和所述云平台(6)之间的消息传递为缓存机制，所述云平台(6)将未送达的信息进行缓存，择机自动推送。
10.根据权利要求1所述的一种地下空间环境监控与报警信息系统，其特征在于，所述用户端包括监控中心大屏(7)和移动端(8)，所述监控中心大屏(7)和所述移动端(8)信息同步，均具备数据分析功能，能够显示监测所得的水位、气体状态和井盖状态等信息，并进行预警。
...【技术特征摘要】
1.一种地下空间环境监控与报警信息系统，其特征在于，包括监控装置(4)、信息传输模块和用户端，所述监控装置(4)设于地下空间检查井的井壁上，所述地下空间检查井用以连通井盖(1)和地下空间管道(2)，所述监控装置(4)包括控制器(16)，与所述控制器(16)连接的氧气监控传感器(11)、可燃气体监控传感器(12)、水位监控传感器(13)和井盖倾斜缺失监控传感器(17)；
2.根据权利要求1所述的一种地下空间环境监控与报警信息系统，其特征在于，所述控制器(16)实时接收所述可燃气体监控传感器(12)测得的当前可燃气体浓度，同时对之后的可燃气体浓度进行预测，以确保预测数据和实际测量值一直保持在允许的范围之内。
3.根据权利要求2所述的一种地下空间环境监控与报警信息系统，其特征在于，根据k时刻的可燃气体浓度值，预测的k+1时刻的可燃气体浓度值为：
4.根据权利要求1所述的一种地下空间环境监控与报警信息系统，其特征在于，所述监控装置(4)包括装置外壳(9)，所述外壳(9)的顶部设有井盖倾斜缺失监控传感器接口(10)，通过所述井盖倾斜缺失监控传感器接口(10)与所述井盖倾斜缺失监控传感器(17)连接，所述氧气监控传感器(11)和所述可燃气体监控传感器(12)设于所述装置外壳(9)的侧壁上，所述控制器(16)设于所述装置外壳(9)的内部，所述水位监控传感器(13)设于地下空间检...
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