本實用新型涉及城市防澇預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種道路積水監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

城市內(nèi)澇是指由于暴雨或連續(xù)性降水超過城市的排水能力，造成城市內(nèi)產(chǎn)生積水災(zāi)害的現(xiàn)象。近年來，城市化進(jìn)程改變了城市地表覆蓋面的狀態(tài)，不透水地面增加使得城市降雨的絕大部分在地面形成徑流面增加，促成了許多城市內(nèi)澇或嚴(yán)重內(nèi)澇的發(fā)生。而暴雨造成的城市內(nèi)澇災(zāi)害也日益突出，它加重了城市的防洪排澇的任務(wù),還造成交通癱瘓、財產(chǎn)受損、人員傷亡等災(zāi)害，嚴(yán)重影響了市民的工作和生活，制約了城市的發(fā)展。

目前我國許多城市對于城市內(nèi)澇的監(jiān)控和預(yù)警都過多地依賴于氣象信息，內(nèi)澇監(jiān)控還停留在“人巡”、“車巡”或安裝攝像頭監(jiān)控的方式，這些方法存在速度慢、數(shù)據(jù)量少、連續(xù)性差、時間滯后等缺陷，在暴雨時沒能讓相關(guān)部門迅速、及時、準(zhǔn)確地掌握內(nèi)澇情況，無法及時采取相應(yīng)措施和內(nèi)澇預(yù)警等；部分裝置采用了一些技術(shù)手段比如超聲波檢測、激光檢測、電子水尺等方式來監(jiān)控積水深度，但是因為受限于各種不確定性的環(huán)境因素，目前這些監(jiān)控手段只有在實驗室取得了不錯的監(jiān)控效果，在實際應(yīng)用中不多。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中道路積水監(jiān)控連續(xù)性差，時間滯后以及容易受不確定的環(huán)境因素的影響而監(jiān)控效果差的問題，而研究設(shè)計一種檢測數(shù)據(jù)多、連續(xù)性好、反應(yīng)及時且不受環(huán)境因素影響的道路積水監(jiān)控系統(tǒng)。

本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種道路積水監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括：

三維攝像頭，架設(shè)在道路上，用來測量所述三維攝像頭能夠覆蓋到的地面/水面的坐標(biāo)值；

雨水感應(yīng)器，用來檢測是否下雨；

控制器，當(dāng)雨水感應(yīng)器感應(yīng)到下雨時，控制器控制三維攝像頭打開對地面的積水深度進(jìn)行監(jiān)控。

進(jìn)一步地，所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括：

中央處理單元，所述三維攝像頭測量到的坐標(biāo)值通過GPRS通訊模塊傳輸給中央處理單元，設(shè)定地面無積水時，地面坐標(biāo)(X、Y、Z₀)，當(dāng)?shù)孛婢哂蟹e水時，所述中央處理單元將實時的水面坐標(biāo)的Z值與Z₀相比較，計算出積水深度ΔZ＝Z-Z₀，當(dāng)一個三維攝像頭測量的水面中積水最深的位置ΔZ超過設(shè)定的閾值t時，所述中央處理單元發(fā)出報警信號；

監(jiān)控顯示單元，將分布在道路上三維攝像頭位置通過GIS地圖顯示出來，并實時顯示積水深度，當(dāng)中央處理單元發(fā)出報警信號后在水深超過設(shè)定閾值的三維攝像頭位置的GIS地圖上顯示報警。

進(jìn)一步地，當(dāng)?shù)缆烦霈F(xiàn)積水后，所述三維攝像頭每隔五分鐘向中央處理單元發(fā)送一次水面坐標(biāo)信號。

進(jìn)一步地，所述中央處理單元記錄三維攝像頭的編號，所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括短信報警單元，將報警信號中三維攝像頭的位置和編號通過短信的方式發(fā)送給相關(guān)工作人員手機。

進(jìn)一步地，所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括固定在地面上的支架，所述三維攝像頭安裝在所述支架的上部，所述雨水感應(yīng)器固定在支架上。

進(jìn)一步地，所述支架的頂端具有上蓋板，所述支架的上端具有用來放置控制器的安放孔，所述上蓋板將所述安放孔密封，所述雨水傳感器設(shè)置在所述上蓋板的上側(cè)面上。更進(jìn)一步地，所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括固定在地面上的支架，所述三維攝像頭安裝在所述支架的上部，所述三維攝像頭的上方還具有與所述支架固定連接的遮雨板，所述雨水感應(yīng)器設(shè)置在所述遮雨板的上方，所述控制器固定在所述遮雨板的下方。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型顯而易見地具有以下有益效果：

1、三維攝像頭能夠測量所能覆蓋到的整個地面/水面的高度，對多個點同時測量，避免由于地面存在坡度，不能測量到積水最深處的水面而導(dǎo)致監(jiān)控數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，報警不及時。避免了激光測量法、超聲波測量法等傳統(tǒng)水深測量法的容易受環(huán)境影響測量精度的缺點。

2、多個三維攝像頭的位置和測量的水深情況通過GIS地圖實時顯示，能夠準(zhǔn)確直觀的看到監(jiān)測位置的水深情況。

3、具有報警功能，能夠?qū)⒓疃瘸^閾值的三維攝像頭的編號和位置通過短信發(fā)送給相關(guān)工作人員，及時做出施救。

4、設(shè)置雨水感應(yīng)器，當(dāng)下雨時才打開三維攝像頭，開始監(jiān)控，節(jié)省電能。

5、三維攝像頭通過GPRS模塊每五分鐘向中央處理單元發(fā)送一次坐標(biāo)信號，既能保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的及時反饋又減輕了GPRS通訊模塊和中央處理單元的負(fù)載。

6、在本實用新型的其中一個實施方式中，控制器設(shè)置在支架內(nèi)部并被上蓋板密封，結(jié)構(gòu)緊湊且很好的保護控制器。

7、在本實用新型的另一種實施方式中，三維攝像頭上方設(shè)置遮雨板，保護三維攝像頭和設(shè)置在遮雨板下方的控制器不被雨淋。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是圖1中A部放大圖；

圖3是本實用新型實施例2結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3中B部放大圖。

圖中，1、三維攝像頭，2、支架，21、安放孔，3、雨水感應(yīng)器，4、控制器，5、中央處理單元，6、監(jiān)控顯示單元，7、短信報警單元，8、上蓋板，9、遮雨板。

具體實施方式

為了使本實用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“徑向”、“軸向”、“上”、“下”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“設(shè)置”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

實施例1

如圖1和圖2所示的道路積水監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

三維攝像頭1，架設(shè)在道路上，用來測量三維攝像頭1能夠覆蓋到的地面/水面的坐標(biāo)值；

雨水感應(yīng)器3，用來檢測是否下雨；

控制器4，當(dāng)雨水感應(yīng)器3感應(yīng)到下雨時，控制器4控制三維攝像頭1打開；

中央處理單元5，三維攝像頭1測量到的坐標(biāo)值通過GPRS通訊模塊傳輸給中央處理單元5，設(shè)定地面無積水時，地面坐標(biāo)X、Y、Z0，當(dāng)?shù)孛婢哂蟹e水時，中央處理單元5將實時的水面坐標(biāo)的Z值與Z0相比較，計算出積水深度ΔZ＝Z-Z0，當(dāng)一個三維攝像頭1測量的水面中積水最深的位置ΔZ超過設(shè)定的閾值t時，中央處理單元5發(fā)出報警信號；

監(jiān)控顯示單元6，將分布在道路上三維攝像頭1位置通過GIS地圖顯示出來，并實時顯示積水深度，當(dāng)中央處理單元5發(fā)出報警信號后在水深超過設(shè)定閾值的三維攝像頭1位置的GIS地圖上顯示報警。

圖1中僅示出一個三維攝像頭1，道路上應(yīng)設(shè)置每間隔一段距離就應(yīng)設(shè)置一個三維攝像頭1作為監(jiān)測點。

當(dāng)?shù)缆烦霈F(xiàn)積水后，本實施例中，三維攝像頭1每隔五分鐘向中央處理單元5發(fā)送一次水面坐標(biāo)信號，當(dāng)然可以根據(jù)需要設(shè)置不同的間隔時間。

為了能夠使工作人員更好的確定積水超過閾值的三維攝像頭1的位置，每個三維攝像頭1均具有一個編號，中央處理單元5記錄三維攝像頭1的編號，監(jiān)控系統(tǒng)還包括短信報警單元7，將報警信號中三維攝像頭1的位置和編號通過短信的方式發(fā)送給相關(guān)工作人員手機。

本實施例中，監(jiān)控系統(tǒng)還包括固定在地面上的支架2，三維攝像頭1安裝在支架2的上部，雨水感應(yīng)器3固定在支架2上。

作為一種更優(yōu)選的實施方式，支架2的頂端具有上蓋板8，支架2的上端具有用來放置控制器4的安放孔21，上蓋板8將所述安放孔21密封，雨水傳感器設(shè)置在上蓋板8的上側(cè)面上。

三維攝像頭1區(qū)別于傳統(tǒng)攝像頭的一個顯著特點是可以讀出高度坐標(biāo)，即傳統(tǒng)攝像頭僅可讀出X向和Y向兩個維度的坐標(biāo)，而三維攝像頭1可讀出X向、Y向和Z向三個維度的坐標(biāo)，本實用新型正是應(yīng)用三維攝像頭1能夠讀出離地面高度的值即Z向的特點來實現(xiàn)對水位的監(jiān)測。

三維攝像頭1安裝到指定位置后，需要一個調(diào)校定標(biāo)的過程，即讀出當(dāng)前三維攝像頭1安裝位置距離地面的高度值，因為三維攝像頭1的掃描范圍是一個面而不是一個點，并且一般選擇的監(jiān)控區(qū)域都是由于坡度造成的積水坑點，因此需要根據(jù)XY坐標(biāo)值選擇幾個點進(jìn)行高度監(jiān)控，選擇相對低洼的地點進(jìn)行閾值監(jiān)控，記錄此時的高度初始值。記錄攝像頭的編號和地理坐標(biāo)值，在GIS地圖上顯示。

具體地，當(dāng)雨水感應(yīng)器3感應(yīng)到下雨時，觸發(fā)控制器4打開三維攝像頭1對地面進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)測量到的Z值大于Z₀時，代表地面開始積水，三維攝像頭1每隔5分鐘通過GPRS通訊模塊向中央處理單元5發(fā)送測量到的Z值，中央處理器計算出積水深度ΔZ，并可通過監(jiān)控顯示裝置以GIS地圖的形式顯示出來，當(dāng)鼠標(biāo)放在GIS地圖上代表某個三維攝像頭1的位置時，自動顯示出此三維攝像頭1處的積水深度值。當(dāng)積水深度ΔZ超過閾值t時，GIS地圖上進(jìn)行聲光報警，中央處理單元5同時將報警信息如三維攝像頭1編號和位置以短息形式發(fā)動到預(yù)先設(shè)置好的工作人員的手機上，通知工作人員及時施救。

實施例2

本實施例中，如圖3和圖4所示，三維攝像頭1安裝在支架2的上部，三維攝像頭1的上方還具有與支架2固定連接的遮雨板9，雨水感應(yīng)器3設(shè)置在遮雨板9的上方，控制器4固定在遮雨板9的下方，遮雨板9能夠保護三維攝像頭1和控制器4不被雨淋。

上述依據(jù)本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。