本發(fā)明涉及智能設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種城市漬水點模擬與數(shù)據(jù)采集設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

隨著科技的不斷發(fā)展，針對城市化帶來的城市排水性能下降后果，對城市雨洪設(shè)計的方法研究不斷向前推進(jìn)。最初的推理公式法，被運(yùn)用于我國傳統(tǒng)城市雨洪設(shè)計中。該方法利用最大設(shè)計暴雨強(qiáng)度來設(shè)計雨水管道。最新的xp-swmm軟件設(shè)計方法，通過一維和二維模擬功能為城市排水系統(tǒng)的模擬機(jī)設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持。但是，都不能直觀清晰的反應(yīng)漬澇區(qū)域漬澇范圍、漬澇形成過程及洪水走向，同時也不能形成系統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)存儲。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種城市漬水點模擬與數(shù)據(jù)采集設(shè)備及方法，系統(tǒng)及方法能直觀地看出漬水區(qū)域漬澇范圍、漬澇形成過程及洪水走向，為研究與治理漬澇提供了方便的實驗環(huán)境。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所設(shè)計的城市漬水點模擬與數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其特征在于，它包括框架、設(shè)置在框架底部的水槽、設(shè)置在框架頂部的模擬下雨管路、設(shè)置在框架中部的馬路漬水模擬平臺、設(shè)置在框架上的水泵和控制器以及中心控制板，其中，所述模擬下雨管路包括豎向?qū)Ч?、縱向主管和多個橫向支管，縱向主管和多個橫向支管位于同一水平面內(nèi)，每個橫向支管的一端分別連通縱向主管上對應(yīng)的支管連接口，每個橫向支管的另一端均設(shè)有堵頭，縱向主管的一端通過豎向?qū)Ч苓B接水泵的輸出端，縱向主管的另一端設(shè)有堵頭，所述每個橫向支管的一端均設(shè)有電控閥門，每個橫向支管上設(shè)有多個噴水口，所述水泵的輸入端設(shè)置在水槽內(nèi)；

所述馬路漬水模擬平臺包括模擬路面、位于模擬路面兩側(cè)的模擬路肩，所述模擬路面上設(shè)有通向水槽的模擬下水道，模擬下水道內(nèi)設(shè)置有水流速傳感器；

所述中心控制板的控制指令通信端連接控制器的控制指令通信端，所述控制器的各個電控閥門控制信號輸出端連接對應(yīng)電控閥門的控制信號輸入端，控制器的流速信號輸入端連接水流速傳感器的信號輸出端，控制器的水泵控制信號輸出端連接水泵的控制信號輸入端。

一種利用上述設(shè)備的城市漬水點模擬與數(shù)據(jù)采集方法，它包括如下步驟：

步驟1：根據(jù)實驗需要，中心控制板向控制器發(fā)出指定雨量等級和指定雨量范圍控制指令，控制器根據(jù)接收到的指定雨量等級控制指令控制水泵按指定流速將水槽中的水抽到縱向主管中，控制器根據(jù)接收到的指定雨量范圍控制指令控制對應(yīng)的電控閥門開啟，開啟的電控閥門對應(yīng)的橫向支管的噴水口噴出對應(yīng)雨量等級的水；

步驟2：噴水口噴出的水，下在模擬路面和\或模擬路肩上，并最終通過模擬下水道流回到水槽中；

步驟3：模擬下水道中的水流速傳感器實時感應(yīng)水流速數(shù)據(jù)，并將水流速數(shù)據(jù)實時傳輸給控制器。

本發(fā)明通過水流速傳感器與降雨裝置測量漬水點的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)有的傳感傳輸技術(shù)，處理器收集采取到的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)反饋給實驗人員，系統(tǒng)模型的運(yùn)作過程能夠直觀地看出漬水區(qū)域漬澇范圍、漬澇形成過程及走向。本發(fā)明通過中心控制板實行人機(jī)交互與控制，方便實驗人員對影響因素更改，進(jìn)行對城市漬水現(xiàn)象的進(jìn)一步實驗?？刂破魇占瘜嶒灁?shù)據(jù)，并在云端服務(wù)器進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)的存儲，便于以后實驗數(shù)據(jù)間的對比分析，從而找出深層次漬水原因。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中馬路漬水模擬平臺部分的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中電控部分的原理框圖；

圖4為本發(fā)明中縱向主管和多個橫向支管部分的仰視圖。

其中，1—框架、2—水槽、3—模擬下雨管路、3.1—縱向主管、3.2—橫向支管、3.3—豎向?qū)Ч堋?.4—噴水口、3.5—堵頭、4—馬路漬水模擬平臺、4.1—模擬路面、4.2—模擬路肩、4.3—擋板、4.4—模擬下水道、4.5—水流速傳感器、4.6—窨井蓋、5—水泵、6—控制器、7—中心控制板、8—電控閥門、9—風(fēng)扇、10—云端服務(wù)器、11—擋風(fēng)板。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

一種城市漬水點模擬與數(shù)據(jù)采集設(shè)備，如圖1～4所示，它包括框架1、設(shè)置在框架1底部的水槽2、設(shè)置在框架1頂部的模擬下雨管路3、設(shè)置在框架1中部的馬路漬水模擬平臺4、設(shè)置在框架1上的水泵5和控制器6以及中心控制板7，其中，所述模擬下雨管路3包括豎向?qū)Ч?.3、縱向主管3.1和多個橫向支管3.2(本實施例設(shè)有6個橫向支管3.2)，縱向主管3.1和多個橫向支管3.2位于同一水平面內(nèi)，每個橫向支管3.2的一端分別連通縱向主管3.1上對應(yīng)的支管連接口，每個橫向支管3.2的另一端均設(shè)有堵頭3.5，縱向主管3.1的一端通過豎向?qū)Ч?.3、連接水泵5的輸出端，縱向主管3.1的另一端設(shè)有堵頭3.5，所述每個橫向支管3.2的一端均設(shè)有電控閥門8，每個橫向支管3.2上設(shè)有多個噴水口3.4(本實施例中每個橫向支管3.2上并排設(shè)有6個噴水口3.4)，所述水泵5的輸入端設(shè)置在水槽2內(nèi)；

所述馬路漬水模擬平臺4包括模擬路面4.1、位于模擬路面4.1兩側(cè)的模擬路肩4.2，位于模擬路面4.1兩端的擋板4.3，所述模擬路面4.1上設(shè)有通向水槽2的模擬下水道4.4，模擬下水道4.4內(nèi)設(shè)置有水流速傳感器4.5；

所述中心控制板7的控制指令通信端連接控制器6的控制指令通信端，所述控制器6的各個電控閥門控制信號輸出端連接對應(yīng)電控閥門8的控制信號輸入端，控制器6的流速信號輸入端連接水流速傳感器4.5的信號輸出端，控制器6的水泵控制信號輸出端連接水泵5的控制信號輸入端。

上述技術(shù)方案中，所述框架1頂部的前后左右四個側(cè)面均設(shè)有擋風(fēng)板11。任意一個擋風(fēng)板11上設(shè)有風(fēng)扇9，所述控制器6的風(fēng)扇控制信號輸出端連接風(fēng)扇9的控制信號輸入端，所述風(fēng)扇9的出風(fēng)口面向所述噴水口3.4。擋風(fēng)板11用于防止實驗室的室內(nèi)側(cè)風(fēng)對本發(fā)明雨水模擬的影響。

上述技術(shù)方案中，水泵5的抽水功率用于控制降雨等級，風(fēng)扇9用于控制模擬降雨時的風(fēng)力條件，電控閥門8的開閉用于控制模擬降雨時的降雨范圍。

上述技術(shù)方案中，所述模擬下水道4.4頂部設(shè)有窨井蓋4.6，窨井蓋4.6用于模擬真實路況，減小流入模擬下水道4.4的水流速。

上述技術(shù)方案中，每個橫向支管3.2的噴水口3.4均朝下。噴水口3.4朝下能模擬降雨的自然下落過程。

上述技術(shù)方案中，它還包括云端服務(wù)器10，所述控制器6的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信端與云端服務(wù)器10的通信端之間無線通信連接。云端服務(wù)器10用于保存上述模擬數(shù)據(jù)，方便遠(yuǎn)端工作人員查詢。

一種利用上述設(shè)備的城市漬水點模擬與數(shù)據(jù)采集方法，它包括如下步驟：

步驟1：根據(jù)實驗需要，中心控制板7向控制器6發(fā)出指定雨量等級和指定雨量范圍控制指令，控制器6根據(jù)接收到的指定雨量等級控制指令控制水泵5按指定流速將水槽2中的水抽到縱向主管3.1中，控制器6根據(jù)接收到的指定雨量范圍控制指令控制對應(yīng)的電控閥門8開啟，開啟的電控閥門8對應(yīng)的橫向支管3.2的噴水口3.4噴出對應(yīng)雨量等級的水；

步驟2：噴水口3.4噴出的水，下在模擬路面4.1和\或模擬路肩4.2上，并最終通過模擬下水道4.4流回到水槽2中；

步驟3：模擬下水道4.4中的水流速傳感器4.5實時感應(yīng)水流速數(shù)據(jù)，并將水流速數(shù)據(jù)實時傳輸給控制器6。

上述技術(shù)方案的步驟1中，根據(jù)實驗需要，中心控制板7還向控制器6發(fā)出指定風(fēng)速等級控制指令，控制器6根據(jù)指定風(fēng)速等級控制指令控制風(fēng)扇9的功率，實現(xiàn)指定風(fēng)速等級的模擬。

上述技術(shù)方案的步驟3中，控制器6將實時的指定雨量等級、指定雨量范圍信息和指定風(fēng)速等級信息傳輸給云端服務(wù)器10。

本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。