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首页 / 专利分类库 / 水利工程;基础;疏浚 / 城市防洪预警系统及方法

城市防洪预警系统及方法

申请号 CN202311268390.6 申请日 2023-09-28 公开(公告)号 CN117912197A 公开(公告)日 2024-04-19
申请人 江苏叁拾叁信息技术有限公司; 发明人 韩庚宝; 邓俊辰; 邓章; 张梓强; 刘卫民; 张立智; 孙崇明; 吴玉涛;
摘要 本 发明 公开了一种城市防洪预警系统及方法,包括 水 位 传感器 ,设置在下水管道内,用于监测下水管道内的水位状态;通讯模 块 ,与水位传感器连接,用于将水位传感器监测到的水位状态发送到主控模块;封堵盖板,封堵盖板设置在低洼处入口 位置 ,封堵盖板可翻转将低洼处入口封堵;封堵盖板驱动组件,用于驱动封堵盖板翻转,将低洼处入口封堵;主控模块,用于接收水位状态,控制封堵盖板驱动组件动作,以及输出报警状态。本发明提供的城市防洪预警系统,能够实时检测各个相关区域的水位,来作为判断当前水位对 车库 等低洼处的影响;并通过设置自动的封堵盖板从而实现在特定的条件下自动将车库等低洼处进行封堵,能够有效的防止车库等低洼地区的雨水倒灌。
权利要求

1.一种城市防洪预警系统,其特征在于,包括:
传感器,设置在下水管道内,用于监测下水管道内的水位状态;
通讯模,与水位传感器连接,用于将水位传感器监测到的水位状态发送到主控模块;
封堵盖板,所述封堵盖板设置在低洼处入口位置,所述封堵盖板可翻转将低洼处入口封堵;
封堵盖板驱动组件,用于驱动封堵盖板翻转,将低洼处入口封堵;
主控模块,用于接收水位状态,控制封堵盖板驱动组件动作,以及输出报警状态。
2.根据权利要求1所述的一种城市防洪预警系统,其特征在于:所述水位传感器设置有
3组,第一组水位传感器设置在下水管道内,用于监测下水管道内的水位状态;第二组水位传感器设置在下水管道排放口,用于监测排放口处河道的水位;第三组水位传感器设置在低洼处入口位置,用于监测低洼处入口位置的水位。
3.根据权利要求1所述的一种城市防洪预警系统,其特征在于:还包括被动封堵盖驱动组件,所述的被动封堵盖驱动组件在低洼处入口达到设定水位时,自动驱动封堵盖板翻转,将低洼处入口封堵。
4.根据权利要求3所述的一种城市防洪预警系统,其特征在于,所述的封堵盖板驱动组件包括:
弹簧气弹簧的一端铰接于盖板上,另一端与低洼处入口位置的安装架铰接;
滚轮,滚轮通过支杆安装在封堵盖板的背面;
导向杆,所述导向杆安装在安装架上,导向杆的长度方向与所述封堵盖板的铰接轴平行;
套筒,所述套筒套设在导向杆上,套筒可沿导向杆长度方向移动;套筒沿自身长度方向的一端固定连接有用于卡接滚轮的卡钩,卡钩与套筒围成用于容纳滚轮的容纳槽套筒沿自身轴向的另一端固定连接有斜推板,容纳槽朝向斜推板的斜面设置,斜推板的斜面远离卡钩的一侧朝背离套筒的一侧倾斜;
拉簧,所述拉簧一端与导向杆连接,另一端与套筒连接,所述拉簧可拉动套筒在导向杆上移动;
限位板,设置在所述导向杆上,用于限制套筒在导向杆上移动的位置;
套筒驱动机构,可驱动套筒在导向杆上沿导向杆长度方向移动。
5.根据权利要求4所述的一种城市防洪预警系统,其特征在于:所述被动封堵盖驱动组件包括固定连接于安装架上的第一带轮、第二带轮、第三带轮以及第四带轮;第一带轮和第二带轮之间绕设第一同步带,第三带轮和第四带轮之间绕设第二同步带;第二带轮和第三带轮同轴心固定连接,第一带轮上固定连接有连杆,连杆远离第一带轮的一端活动连接有浮板,浮板能够在水的浮作用下升降,进而带动第一带轮转动;第二同步带上固定连接第一推板,第一推板在第二同步带的带动下能够推动套筒朝向靠近卡钩的限位板移动。
6.根据权利要求4所述的一种城市防洪预警系统,其特征在于:所述的套筒驱动机构包括滑移设置于安装架上的两个控制杆,控制杆的滑移方向与自身轴向平行,且控制杆的滑移方向与导向杆的长度方向平行,两个控制杆上均固定连接有用于推动套筒移动的顶推板;两个控制杆之间转动连接有齿轮,两个控制杆关于齿轮中心对称设置,两个控制杆的相对面上均固定连接有与齿轮啮合齿条;在安装架上还设置有用于驱动其中一个控制杆滑动的动力源。
7.根据权利要求1所述的一种城市防洪预警系统的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
水位传感器检测下水管道内的水位,发送到主控模块;
主控模块接收水位传感器水位信号,超出设定值时,输出报警,并发出信号给封堵盖板驱动组件,驱动封堵盖板翻转,将低洼处入口位置封堵。
8.根据权利要求7所述的一种城市防洪预警系统的控制方法,其特征在于,还包括:
检测下水管道排放口处河道的水位,并发送到主控模块;
主控模块将下水管道排放口处河道的水位与下水管道水位进行比对,若下水管道排放口处河道的水位高于下水管道内的水位,则输出报警,并发出信号给封堵盖板驱动组件,驱动封堵盖板翻转,将低洼处入口位置封堵。
9.根据权利要求7所述的一种城市防洪预警系统的控制方法,其特征在于,还包括:
检测低洼处入口的水位,并发送到主控模块;
接收低洼处入口的水位信号,同时主控模块判断下水管道内的水位信号是否超出设定值,如果不超出,输出报警,封堵盖板驱动组件不动作。

说明书全文

城市防洪预警系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及洪预警技术领域,尤其涉及一种城市防洪预警系统及方法。

背景技术

[0002] 随着气候变化的加剧,极端气候事件频发,其中洪涝灾害不仅给城市带来巨大的经济损失还严重威胁了城市,居民的安全。为了抵御洪涝灾害对城市的影响,需要进行防洪排涝险预测从而减轻其带来的损失。
[0003] 当城市出现洪涝问题时,雨水排不出去,就会往低处倒灌,尤其是车库等低洼处,如果发生雨水倒灌,则会造成车辆泡水,会造成巨大的经济财产的损失,因此需要在发生洪涝的时候及时的判断洪涝是否会对车库等低洼地区进行倒灌,并进行封堵;但是目前还是主要靠人工去判断,如果洪涝水位不高就封堵则会给人们生活带来不便,如果洪涝水位过高未能及时封堵车库等低洼处,则有可能造成车库等低洼处发生水流倒灌,造成财产损失。

发明内容

[0004] 为了能够精准的判断洪涝对车库等低洼处造成的影响,及时的进行处置,本发明提供了一种城市防洪预警系统及方法。
[0005] 为达到此目的,本发明采用以下技术方案:
[0006] 一种城市防洪预警系统,包括:
[0007] 水位传感器,设置在下水管道内,用于监测下水管道内的水位状态;
[0008] 通讯模,与水位传感器连接,用于将水位传感器监测到的水位状态发送到主控模块;
[0009] 封堵盖板,所述封堵盖板设置在低洼处入口位置,所述封堵盖板可翻转将低洼处入口封堵;
[0010] 封堵盖板驱动组件,用于驱动封堵盖板翻转,将低洼处入口封堵;
[0011] 主控模块,用于接收水位状态,控制封堵盖板驱动组件动作,以及输出报警状态。
[0012] 作为本发明的优选,所述水位传感器设置有3组,第一组水位传感器设置在下水管道内,用于监测下水管道内的水位状态;第二组水位传感器设置在下水管道排放口,用于监测排放口处河道的水位;第三组水位传感器设置在低洼处入口位置,用于监测低洼处入口位置的水位。
[0013] 作为本发明的优选,还包括被动封堵盖驱动组件,所述的被动封堵盖驱动组件在低洼处入口达到设定水位时,自动驱动封堵盖板翻转,将低洼处入口封堵。
[0014] 作为本发明的优选,所述的封堵盖板驱动组件包括:
[0015] 气弹簧气弹簧的一端铰接于盖板上,另一端与低洼处入口位置的安装架铰接;
[0016] 滚轮,滚轮通过支杆安装在封堵盖板的背面;
[0017] 导向杆,所述导向杆安装在安装架上,导向杆的长度方向与所述封堵盖板的铰接轴平行;
[0018] 套筒,所述套筒套设在导向杆上,套筒可沿导向杆长度方向移动;套筒沿自身长度方向的一端固定连接有用于卡接滚轮的卡钩,卡钩与套筒围成用于容纳滚轮的容纳槽套筒沿自身轴向的另一端固定连接有斜推板,容纳槽朝向斜推板的斜面设置,斜推板的斜面远离卡钩的一侧朝背离套筒的一侧倾斜;
[0019] 拉簧,所述拉簧一端与导向杆连接,另一端与套筒连接,所述拉簧可拉动套筒在导向杆上移动;
[0020] 限位板,设置在所述导向杆上,用于限制套筒在导向杆上移动的位置;
[0021] 套筒驱动机构,可驱动套筒在导向杆上沿导向杆长度方向移动。
[0022] 作为本发明的优选,所述被动封堵盖驱动组件包括固定连接于安装架上的第一带轮、第二带轮、第三带轮以及第四带轮;第一带轮和第二带轮之间绕设第一同步带,第三带轮和第四带轮之间绕设第二同步带;第二带轮和第三带轮同轴心固定连接,第一带轮上固定连接有连杆,连杆远离第一带轮的一端活动连接有浮板,浮板能够在水的浮作用下升降,进而带动第一带轮转动;第二同步带上固定连接第一推板,第一推板在第二同步带的带动下能够推动套筒朝向靠近卡钩的限位板移动。
[0023] 作为本发明的优选,所述的套筒驱动机构包括滑移设置于安装架上的两个控制杆,控制杆的滑移方向与自身轴向平行,且控制杆的滑移方向与导向杆的长度方向平行,两个控制杆上均固定连接有用于推动套筒移动的顶推板;两个控制杆之间转动连接有齿轮,两个控制杆关于齿轮中心对称设置,两个控制杆的相对面上均固定连接有与齿轮啮合齿条;在安装架上还设置有用于驱动其中一个控制杆滑动的动力源。
[0024] 本发明还公开了上述城市防洪预警系统的控制方法,包括以下步骤:
[0025] 水位传感器检测下水管道内的水位,发送到主控模块;
[0026] 主控模块接收水位传感器水位信号,超出设定值时,输出报警,并发出信号给封堵盖板驱动组件,驱动封堵盖板翻转,将低洼处入口位置封堵。
[0027] 作为本发明的优选,上述方法还包括:
[0028] 检测下水管道排放口处河道的水位,并发送到主控模块;
[0029] 主控模块将下水管道排放口处河道的水位与下水管道水位进行比对,若下水管道排放口处河道的水位高于下水管道内的水位,则输出报警,并发出信号给封堵盖板驱动组件,驱动封堵盖板翻转,将低洼处入口位置封堵。
[0030] 作为本发明的优选,上述方法还包括:
[0031] 检测低洼处入口的水位,并发送到主控模块;
[0032] 接收低洼处入口的水位信号,同时主控模块判断下水管道内的水位信号是否超出设定值,如果不超出,输出报警,封堵盖板驱动组件不动作。
[0033] 本发明的有益效果为:
[0034] 1、本发明提供的一种城市防洪预警系统,能够实时检测各个相关区域的水位,来作为判断当前水位对车库等低洼处的影响;并通过设置自动的封堵盖板从而实现在特定的条件下自动将车库等低洼处进行封堵,能够有效的防止车库等低洼地区的雨水倒灌,避免了经济财产的损失。
[0035] 2、本发明还通过设置被动封堵盖驱动组件,在发生预警系统失效或者判断错误时,能够根据低洼处入口的实际水位,自动驱动封堵盖板进行封堵,并且被动封堵盖驱动组件与防洪预警系统的封堵盖板驱动组件互不干涉,进一步的保证了安全性能。附图说明
[0036] 图1是本发明的城市防洪预警系统的逻辑框图
[0037] 图2是本发明车库入口处的结构示意图
[0038] 图3是车库入口处封堵盖板翻转封堵后的结构示意图;
[0039] 图4是本发明用于体现封堵盖板驱动组件的结构示意图;
[0040] 图5是本发明用于体现被动封堵盖驱动组件的结构示意图;
[0041] 图6是本发明用于体现车库入口处挡墙结构的示意图;
[0042] 图7是本发明用于体现封堵盖板与挡墙卡扣的结构示意图。
[0043] 图中各部件为:
[0044] 1、排水槽;11、安装架;12、封堵盖板;13、挡墙;14、多孔板;2、封堵盖板驱动组件;21、气弹簧;22、滚轮;23、导向杆;24、套筒;25、卡钩;26、容纳槽;27、斜推板;28、限位板;29、拉簧;3、被动封堵盖驱动组件;31、第一带轮;32、第二带轮;33、第三带轮;34、第四带轮;35、第一同步带;36、第二同步带;37、连杆;38、浮板;4、第一推板;41、第二推板;5、主动控制单元;51、控制杆;52、齿轮;53、齿条;54、电缸;55、顶推板;6、限位辊;61、壳体;62、插槽;63、限位座;64、斜导向面;65、顶推弹簧;66、拉杆。

具体实施方式

[0045] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0046] 实施例1:
[0047] 参照图1,本实施例公开了一种城市防洪预警系统,该系统包括水位传感器,本实施例中,水位传感器设置有3组,第一组水位传感器设置在下水管道内,用于监测下水管道内的水位状态;第二组水位传感器设置在下水管道排放口,用于监测排放口处河道的水位;第三组水位传感器设置在低洼处入口位置,用于监测低洼处入口位置的水位。通讯模块,分别与3组水位传感器连接,用于将水位传感器监测到的水位状态发送到主控模块。封堵盖板,封堵盖板设置在低洼处入口位置,封堵盖板可翻转将低洼处入口封堵;封堵盖板驱动组件,用于驱动封堵盖板翻转,将低洼处入口封堵;主控模块,用于接收水位状态,控制封堵盖板驱动组件动作,以及输出报警状态;报警模块,与主控模块连接,用于显示报警状态。
[0048] 本实施例中,通讯模块采用GPRS、4G\5G等通讯模块,通讯模块根据实际需求选择,这都是现有技术,本实施例中不做过多阐述。主控模块采用上位机,也是本领域技术人员的常规手段,同样不做过多的描述。报警模块采用声光报警加显示的方式,也属于现有技术,同样不做过多的描述。
[0049] 本实施例中,为了更清楚的表述,本实施例以车库入口作为低洼处入口的代表进行阐述。
[0050] 参照图2和图3,车库入口位置的结构,包括安装架11,地下车库入口坡面开设有排水槽1,安装架11安装于排水槽1内,安装架11上铰接有用于覆盖排水槽1部分槽口的封堵盖板12,安装架11上设置有用于控制封堵盖板12翻转的封堵盖板驱动组件2。车库入口坡面上在排水槽1的两侧均固定连接有挡墙13,封堵盖板12上翻能够抵紧于两侧挡墙13上,从而对地下车库入口进行封堵。排水槽1在出口位置还设置有多孔板14,多孔板14用于供水流入排水槽1内,排水槽1连接下水管道。当封堵盖板12覆盖于排水槽1上时,多孔板14位于封堵盖板12远离铰接轴线的一侧。
[0051] 参照图4,封堵盖板驱动组件2包括铰接于安装架11上的气弹簧21,气弹簧21的另外一端铰接于封堵盖板12上,且当封堵盖板12覆盖于排水槽1上时,气弹簧21的轴向与封堵盖板12所在面平行。封堵盖板12朝向安装架11的一侧固定连接有支杆,支杆上转动连接有滚轮22,滚轮22在封堵盖板12上沿铰接轴线的轴向对称设置有两个,且滚轮22的转动轴向始终与封堵盖板12的铰接轴线垂直。安装架11上对应两个滚轮22位置均固定连接有导向杆23,导向杆23的轴向与封堵盖板12铰接轴线方向平行,导向杆23上滑移套设有套筒24,套筒
24与滚轮22一一对应,且套筒24不可在导向杆23上转动。套筒24沿自身轴向的一端固定连接有用于卡接滚轮22的卡钩25,卡钩25与套筒24围成用于容纳滚轮22的容纳槽26。套筒24沿自身轴向的另一端固定连接有斜推板27,容纳槽26朝向斜推板27的斜面设置,斜推板27的斜面远离卡钩25的一侧朝背离套筒24的一侧倾斜,斜推板27的斜面能够推动滚轮22使得封堵盖板12伸出排水槽1。
[0052] 导向杆23在套筒24的两端均固定连接有限位板28,套筒24能够在两个限位板28之间滑移。当套筒24抵接于靠近斜推板27的限位板28时,卡钩25能够卡接对应的滚轮22;当套筒24抵接于靠近卡钩25的限位板28时,斜推板27能够推动对应的滚轮22,将封堵盖板12推出排水槽1。套筒24靠近斜推板27的一端固定连接有拉簧29,且拉簧29远离套筒24的一端固定连接于导向杆23,拉簧29拉动套筒24朝向靠近斜推板27的限位板28抵接。
[0053] 在安装架11上还设置有用于控制套筒24同步移动的主动控制单元5。主动控制单元5包括滑移设置于安装架11上的两个控制杆51,控制杆51的滑移方向与自身轴向平行,且控制杆51的轴向与导向杆23的轴向平行,两个控制杆51上均固定连接有用于推动套筒24克服对应拉簧29拉力方向移动的顶推板55。两个控制杆51之间转动连接有齿轮52,两个控制杆51关于齿轮52中心对称设置,两个控制杆51的相对面上均固定连接有与齿轮52啮合的齿条53。机架上固定连接有电缸54,且电缸54的活塞杆固定连接于其中一个控制杆51上,电缸54控制其中一个控制杆51转动,在齿轮52的联动转动下,使得两个控制杆51反向移动,进而带动两个套筒24反向移动。
[0054] 本实施例中,电缸54通过无线模块与主控模块连接的,这样,当主控模块发出指令,电缸54接收到指令,就会带动电缸54动作,带动驱动杆51动作,带动对应的控制杆51滑移,在齿轮52的传动作用下,两个控制杆51反向移动带动两个套筒24反向移动,在顶推板55的推动作用下,使得两个套筒24背离对应拉簧29方向移动。该过程中,卡钩25逐渐解除对滚轮22的限位效果,且斜推板27的斜面推动滚轮22,将封堵盖板12推出排水槽1。最后封堵盖板12在气弹簧21的作用下翻转至抵接于挡墙13上,实现对地下车库入口的封堵效果。
[0055] 为了防止发生预警系统失效或者判断错误时,排水槽1内的水排不出去,向车库内倒灌,此时电缸54却不动作,无法带动封堵盖板12动作将车库入口封堵住的这种情况,本实施例中,还增设了一个被动封堵盖驱动组件3,用于在排水槽1内水位过高的时候驱动封堵盖板12,将车库入口处封堵。
[0056] 参照图5,被动封堵盖驱动组件3包括固定连接于安装架11上的第一带轮31、第二带轮32、第三带轮33以及第四带轮34。第一带轮31和第二带轮32之间绕设第一同步带35,第三带轮33和第四带轮34之间绕设第二同步带36,第一带轮31的直径小于第二带轮32、第三带轮33以及第四带轮34的直径,第三带轮33和第四带轮34直径相同并沿导向杆23的轴向间隔设置。第二带轮32和第三带轮33同轴心固定连接,第一带轮31上固定连接有连杆37,连杆37远离第一带轮31的一端活动连接有浮板38,浮板38能够在水的浮力作用下升降,进而带动第一带轮31转动,在第一同步带35的传动作用下带动第二带轮32和第三带轮33转动,进而使得第二同步带36移动。第二同步带36上固定连接第一推板4,套筒24朝向第二同步带36的一侧固定连接有第二推板41,第一推板4在第二同步带36的带动下能够推动第二推板41朝向靠近卡钩25的限位板28移动。
[0057] 当雨水顺着车库入口坡面流向排水槽1内,当排水槽1内的排水堵塞,或者排水速不及进水速度时,排水槽1内的水位会逐渐升高,进而带动浮板38抬升,浮板38抬升后带动连杆37翻转,进而带动第一带轮31转动,在第一同步带35和第二同步带36的传动作用下,带动第一推板4推动第二推板41朝背离拉簧29方向移动。该过程中,卡钩25逐渐解除对滚轮22的限位效果,且斜推板27的斜面推动滚轮22,将封堵盖板12推出排水槽1。最后封堵盖板12在气弹簧21的作用下翻转至抵接于挡墙13上,实现对地下车库入口的封堵效果。
[0058] 参照图6和图7,封堵盖板12上对应两个挡墙13位置均固定连接有限位辊6,限位辊6的轴向始终与封堵盖板12的铰接轴线垂直,挡墙13上安装有壳体61,壳体61上开设有用于供限位辊6穿设的插槽62。壳体61内沿封堵盖板12的铰接轴线方向滑移的限位座63,限位座
63朝向插槽62的一侧设置有斜导向面64,壳体61内设置有用于推动限位座63抵接于壳体61内壁的顶推弹簧65。壳体61靠近顶推弹簧65的一侧穿设有拉杆66,拉杆66贯穿壳体61并与限位座63固定连接。
[0059] 封堵盖板12翻转至抵接于挡墙13的过程中,封堵盖板12上的限位辊6插接于插槽62内,并推动斜导向面64,使得限位座63克服对应顶推弹簧65的弹力作用移动,待限位辊6越过限位座63后,限位座63在顶推弹簧65的弹力作用下复位,从而限制限位辊6脱离,进而实现对封堵盖板12的限位效果,使得封堵盖板12保持对地下车库入口的封堵效果。
[0060] 实施例2:
[0061] 本实施例公开了一种城市防洪预警系统的控制方法,控制方法是基于实施例1的城市防洪预警系统,该系统是以根据区域进行划分,以一个小区或者一个街道内多个小区为一个预警监测模块进行控制,其具体的控制方法包括以下步骤:
[0062] 水位传感器检测下水管道内的水位,发送到主控模块;
[0063] 主控模块接收水位传感器水位信号,超出设定值时,判断为下水管道排水故障,输出报警,并发出信号给封堵盖板驱动组件2,驱动封堵盖板12翻转,将车库入口位置封堵。
[0064] 水位传感器检测下水管道排放口处河道的水位,并发送到主控模块;
[0065] 主控模块将下水管道排放口处河道的水位与下水管道水位进行比对,若下水管道排放口处河道的水位高于下水管道内的水位,则代表后面积水有无法排出的风险,则输出报警,并发出信号给封堵盖板驱动组件2,驱动封堵盖板12翻转,将车库入口位置封堵。
[0066] 水位传感器检测车库入口排水槽1内的水位,并发送到主控模块;
[0067] 主控模块接收车库入口排水槽1内的的水位信号,同时主控模块判断下水管道内的水位信号是否超出设定值,如果不超出,则代表排水槽1被堵塞,车库雨水倒灌的风险不大,输出报警,提醒工作人员清理排水槽。
[0068] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。