一種可移動實時在線降雨數據採集系統與實施方法
2024-03-24 16:34:05
一種可移動實時在線降雨數據採集系統與實施方法
【專利摘要】本發明涉及一種可移動實時在線降雨數據採集系統與實施方法，屬於市政工程城市內澇災害防治【技術領域】，適用於實時在線水力模型的降雨輸入數據採集和輸入。系統包括降雨採集器（1）、輸水管道（2）、集水器（3）、電子稱重設備（4）、數據傳輸設備（5）、託架結構（6）和計算機（7）；輸水管道（2）將降雨採集器（1）採集的雨水輸送到集水器（3）；電子稱重設備（4）根據集水器（3）的容積大小和所需要的精度選配；數據傳輸設備（5）選用與電子稱重設備（4）集成在一起的產品或分體式產品；託架結構（6）起到組裝的作用；安裝有實時在線水力模型軟體計算機（7）與數據傳輸設備（5）連接，實時在線接收降雨數據，並根據設定的時段進行模擬計算，不斷循環，直至降雨結束。
【專利說明】一種可移動實時在線降雨數據採集系統與實施方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種可移動實時在線降雨數據採集系統與實施方法，屬於市政工程城市內澇災害防治【技術領域】，適用於實時在線水力模型的降雨輸入數據採集和輸入。
【背景技術】
[0002]隨著城市內澇災害問題的加劇、城市防災減災和城市安全對暴雨災害應對措施的嚴格要求以及實時預測預報準確程度的要求逐漸增加，對水力模型的方法運用和時效性提出了更高的要求。如何研究開發高精度效、實時在線降雨數據採集裝置與實時在線水力模型連接已成為當前城市內澇災害預測預警領域重要的研究課題。
[0003]傳統降雨數據採集裝置一般稱為自記雨量計，有虹吸式和翻鬥式兩種。虹吸式自記雨量計採用虹吸原理，將降雨過程記錄在記錄紙上。這種裝置有兩個問題，其一只能事後處理降雨記錄，無法實現實時在線功能；其二是在虹吸段會造成部分數據丟失。翻鬥式自記雨量計根據單位時間內翻鬥次數計量降雨過程，可以實現實時在線傳輸降雨數據，但是對安裝條件有一定要求，無法實現可移動性。與傳統的兩種自記雨量計相比，本發明裝置不僅可以實現實時採集和傳輸降雨過程數據，而且可以安裝在可以移動的運載工具內，對安裝條件沒有特殊要求，這樣，本發明裝置就可以配備到可以移動的城市內澇現場指揮車內，在現場進行實時在線模擬和預測預警，在降雨過程中進行城市內澇災害防災減災指揮和調度。因此具有可移動、實時在線、與水力模型模擬計算結合、採集數據精度高及適合現場指揮等優點的可移動實時在線降雨數據採集系統與實施方法已成為實時在線模擬技術和城市內澇防災領域的研究重點和熱點。
[0004]如何準確、實時預測預報城市內澇災害已成為世界各國城市內澇災害防災減災領域的研究熱點，其中如何實時精確採集降雨信息和與水力模型有機結合的方法研究的已經成為焦點和難點。但是，到目前為止，採用實時精確採集降雨信息和與水力模型有機結合的方法進行城市內澇災害實時在線模擬和預測預警的成功應用並不多見。其主要原因是傳統的自記雨量計無法滿足與水力模型有機結合的方法進行城市內澇災害實時在線模擬和預測預警的目的。
[0005]傳統的自記雨量計一般採用容量法進行計量，其記錄結果只能用於進行事件模擬，而無法進行實時在線模擬，傳統的自記雨量計主要參數如下:
[0006]《翻鬥式雨量計》為降水量測量一次儀表，其性能符合國家標準GB/T11832-2002和國家標準GB/T11831-2002《水文測報裝置遙測雨量計》相關要求。
[0007]主要技術參數
[0008]承雨口徑:Φ200ι?πι ;刃 口銳角:40。?45°
[0009]分辨力:0.5mm ；
[0010]測量準確度:<±3%
[0011]雨強範圍:0.0lmm?4mm/min (允許通過最大雨強8mm/min)
[0012]發訊方式:兩路幹簧管通斷信號輸出[0013]工作環境:
[0014]環境溫度:-10°C~50°C
[0015]相對溼度；<95%(40 V )
[0016]《虹吸式雨量計》為降水量測量一次儀表，虹吸式雨量計適用於水文、氣象等行業使用。國家氣象局標準儀器，為傳統產品。
[0017]技術參數
[0018]
【權利要求】
1.一種可移動實時在線降雨數據採集系統，其特徵在於:包括降雨採集器(I)、輸水管道(2)、集水器(3)、電子稱重設備(4)、數據傳輸設備(5)、託架結構(6)和計算機(7); 輸水管道(2 )將降雨採集器(I)採集的雨水輸送到集水器(3 );電子稱重設備(4 )根據集水器(3 )的容積大小和所需要的精度選配；數據傳輸設備(5 )選用與電子稱重設備(4 )集成在一起的產品或分體式產品；託架結構(6)起到組裝的作用；安裝有實時在線水力模型軟體計算機(7)與數據傳輸設備(5)連接，實時在線接收降雨數據，並根據設定的時段進行模擬計算，不斷循環，直至降雨結束。
2.應用權利要求1所述的可移動實時在線降雨數據採集系統的實施方法，其特徵在於，包括以下步驟: 1)運行水力模型軟體:根據天氣預報信息和實際天氣狀況，確定開始運行模型軟體的時間；根據流域條件和計算精度要求，確定模擬計算時間段長度；在運行水力模型軟體初期，由於實際降雨還沒有開始，所以降雨輸入值為O，模擬輸出值為設定的最小流量輸出值； 2)降雨數據採集:有降雨進入降雨採集器(I)，通過輸水管道(2)送到集水器(3 )，電子稱重設備(4)每Imin米集一個降雨量信息； 3)降雨數據傳輸:數據傳輸設備(5)將實時在線接收降雨數據傳輸到安裝有實時在線水力模型軟體計算機(7); 4)模擬流域產匯流計算:根據數據傳輸設備(5)傳輸的數據和設定的計算時段，進行模擬流域產匯流模擬計算，不斷循環，直至降雨結束； 5)城市內澇災害預測預報:當模擬計算的流量值超過了管網的排水能力時，計算機自動繪製會產生內澇地點的集水區範圍地圖，進行城市內澇災害預測預報。
【文檔編號】G06F19/00GK103927439SQ201410149543
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月13日 優先權日:2014年4月13日
【發明者】周玉文, 劉成林, 趙見, 劉子龍, 劉暢 申請人:北京工業大學