CN111519730A - 一种智能调节水速与水流路线规划*** - Google Patents
一种智能调节水速与水流路线规划*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种智能调节水速与水流路线规划***,具体包括:云端、水泵传感器和降雨量传感器;所述水泵传感器和所述降雨量传感器均通过无线网络的方式与所述云端连接;所述水泵传感器,安置于城市各处下水管道的排水泵,用于获取城市各处下水管道的排水情况;所述降雨量传感器,安置于城市各处路面,用于获取城市各处的降雨量情况;所述云端收集城市排水情况和降雨情况,进行降水量排往河流的路线规划,保证城市路面不出现雨水淤积。本发明的有益效果是:在不破坏原有的城市排水***的情况下,及时将城市内部雨水排出,解决了雨天城市道路因排水***故障导致的积水问题。
Description
技术领域
本发明涉及城市规划领域,尤其涉及一种智能调节水速与水流路线规划***。
背景技术
目前城市排水***现存问题较多,湿地公园、渗水地面等调水方法也只是一定程度上的解决,当降水量过大时,排水***泄水量不足以及时把雨水排入河流中去,雨水就会淤积、倒灌在城市的街道中,给人们造成极大的困扰,且部分排水管道、排水渠由于各种原因致无法使用也屡见不鲜,又会在雨天造成一定程度的交通问题,然而重修排水***等基础设施会给交通和市政预算造成较大负担,且排水泄水问题未必完全解决。基于此,本发明采用排水***不便,通过在城市内布置多个降水量采集传感器,排水道内也布置多个水流监测传感器。收集这些信息传送给互联网端进行人工智能分析处理,通过分析城市各部分的降水量和每个排水管道目前的排水能力,互联网人工智能云端规划出每个排水道的当前必须达到的水流量,然后互联网人工智能云端控制调速泵将其负责的那段排水道流速调至正确值,通过众多水泵的相互配合,短暂合理提高城市排水***或某一严重水涝区域的排水能力,使城市或城市严重水涝区域内积水可以及时排到城市河流中,减轻因积水造成的交通问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种智能调节水速与水流路线规划***。
本发明提供一种智能调节水速与水流路线规划***,包括:
云端、水泵传感器和降雨量传感器;所述水泵传感器和所述降雨量传感器均通过无线网络的方式与所述云端连接;所述水泵传感器有多个,分别设置于城市各处下水管道的排水泵中,用于获取城市各处排水道的排水情况;所述降雨量传感器有多个,分别设置于城市地表的不同位置,用于获取城市各处的降雨量情况;所述云端通过所述水泵传感器和所述降雨量传感器收集城市的排水情况和降雨情况,并规划降雨量排往河流的路线。
进一步地,每个所述水泵传感器包括安装于水泵上的摄像头和安装于水泵上的流速传感器;所述摄像头用于拍摄排水道的排水图像,并将排水图像上传至所述云端;所述流速传感器用于检测水泵排水数据,并将排水数据上传至所述云端;所述云端根据所述排水图像采用前馈卷积神经网络分析得到排水道是否堵塞;所述云端根据所述排水数据分析得到排水道的排水量;所述排水情况包括,排水道是否堵塞和排水道的排水量。
进一步地,所述降雨量传感器,包括单片机、电容传感器、承水器和电机;所述电机通过连接杆连接至承水器;所述承水器底部设置有所述电容传感器;所述电容传感器和所述电机均与所述单片机电性连接;所述单片机用于读入所述电容传感器的电容值从而计算水量;当水量增加时,电容传感器的电容值变大;当电容值达到达到预设的电容阈值时,所述承水器中的雨水溢出,所述电机转动带动所述承水器翻转,将水倒出,同时所述单片机记录电机转动的次数,确定降水总量。
进一步地,所述水泵是由电机带动水泵扇叶旋转,以进行水流调节的;所述电机还包括控制驱动装置,所述控制驱动装置也与所述云端通过无线网络连接;所述云端与所述控制驱动装置通信,调节所述电机转速,以调节排水量。
进一步地,所述水泵还安装有水泵行走机构轮子,用于排水道堵塞情况下的移动,疏通排水道。
进一步地,所述降雨量传感器在城市地表,每隔L m放置一个,以覆盖整座城市;L为预设值,且L>0。
进一步地,所述的排水道包括位于地表排水渠和位于地下排水管;所述排水渠和所述排水管均有多个,共同组成城市排水***。
所述云端通过所述水泵传感器和所述降雨量传感器收集城市的排水情况和降雨情况,并规划降雨量排往河流的路线,具体为:
S101:所述云端通过无线网络的方式,收集城市内安装的所述降雨量传感器检测的降雨量数据,进行汇总得到城市总降雨量;
S102:所述云端通过无线网络的方式,收集城市内安装的所述水泵传感器检测的排水情况,进行分析,得到存在故障的排水道、正常***的排水道和城市当前排水道总排水量;
S103:所述云端根据当前总排水量大于城市总降雨量的原则,对正常***的排水道内控制驱动装置发出控制信号,通过提高电机转速调节水泵扇叶的转速,以加大正常***的排水道内水泵的流速,加大排水量;对于存在故障的排水道,暂时通过降低电机转速调节水泵扇叶的转速,以降低存在故障的排水道内水泵的流速,减少排水量;同时,所述云端还通过短信方式通知相关人员存在故障的排水管道的具***置;
S104:相关人员通过水泵行走机构轮子改变所述存在故障的排水管道内水泵的位置疏通堵塞,或者替换水泵,以对存在故障的排水管道进行维修,使其恢复为正常***的排水道;
S105:所述云端对恢复为正常***的排水道,通过提高电机转速调节水泵扇叶的转速,以加大恢复为正常***的排水道内水泵的流速,进一步加大排水量,执行排水任务。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是:在不破坏原有的城市排水***的情况下,及时将城市内部雨水排出,解决了雨天城市道路因排水***故障导致的积水问题。
附图说明
图1为本发明一种智能调节水速与水流路线规划***的结构图;
图2是本发明实施例中卷积神经网络结构图;
图3是本发明实施例中降雨量传感器结构图;
图1中,各编号表示意义如下:
1.云端 2.水泵扇叶 3.水泵行走机构轮子 4.水泵传感器 5.降雨量传感器 6.地表 7.水泵 8.第一排水管 9.第二排水管 10.第一排水渠 11.第二排水渠 12.第三排水渠13.河流。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1,本发明的实施例提供了一种智能调节水速与水流路线规划***的结构图,具体包括:云端1、水泵传感器2和降雨量传感器5;所述水泵传感器2和所述降雨量传感器5均通过无线网络的方式与所述云端连接;所述水泵传感器2有多个,分别设置于城市各处下水管道的排水泵中,用于获取城市各处排水道的排水情况;所述降雨量传感器5有多个,分别设置于城市地表6的不同位置,用于获取城市各处的降雨量情况;所述云端通过所述水泵传感器2和所述降雨量传感器5收集城市的排水情况和降雨情况,并规划降雨量排往河流13的路线。
每个所述水泵传感器2包括安装于水泵7上的摄像头和安装于水泵7上的流速传感器;所述摄像头用于拍摄排水道的排水图像,并将排水图像上传至所述云端1;所述流速传感器用于检测水泵排水数据,并将排水数据上传至所述云端1;所述云端根据所述排水图像采用前馈卷积神经网络分析得到排水道是否堵塞;本发明实施例中,所述卷积神经网络是一种前馈神经网络,它的人工神经元可以响应一部分覆盖范围内的周围单元,提取图像特征。主要包含卷积层、池化层、全连接层;其具体结构参考图2,图2是本发明实施例中卷积神经网络结构图;其中,卷积层是一组平行的特征图,它通过在输入图像上滑动不同的卷积核并运行一定的运算而组成;池化层是一种非线性形式的降采样,本专利实施例中采用最大池化层的方法;在经过几个卷积和最大池化层之后,神经网络中的高级推理通过完全连接层来完成;卷积层输出后,将提取的图像特征输入两层全连接层,最后通过softmax层输出分类结果,即排水道是否堵塞。
请参考图3,图3是降雨量传感器结构图;所述降雨量传感,包括单片机、电容传感器、承水器和电机;所述电机通过连接杆连接至承水器;所述承水器底部设置有所述电容传感器;所述电容传感器和所述电机均与所述单片机电性连接;所述单片机用于读入所述电容传感器的电容值从而计算水量;当水量增加时,电容传感器的电容值变大;当电容值达到达到预设的电容阈值时,所述承水器中的雨水溢出,所述电机转动带动所述承水器翻转,将水倒出,同时所述单片机记录电机转动的次数,确定降雨总量。
所述云端1根据所述排水数据分析得到排水道的排水量;所述排水情况包括,排水道是否堵塞和排水道的排水量。
所述水泵7是由电机带动水泵扇叶2旋转,以进行水流调节的;所述电机还包括控制驱动装置,所述控制驱动装置也与所述云端1通过无线网络连接;所述云端1与所述控制驱动装置通信,调节所述电机转速,以调节排水量。
所述水泵7还安装有水泵行走机构轮子3,用于排水道堵塞情况下的移动,疏通排水道。
本实施例中,所述降雨量传感器5在城市地表6,每隔5m放置一个,以覆盖整座城市;。
所述的排水道包括位于地表6排水渠和位于地下排水管;所述排水渠和所述排水管均有多个,共同组成城市排水***。本实施例中,只列举出三个排水渠和两个排水管,分别为第一排水渠10、第二排水渠11、第三排水渠12、第一排水管8和第二排水管9.
所述云端通过所述水泵传感器2和所述降雨量传感器5收集城市的排水情况和降雨情况,并规划降雨量排往河流13的路线,具体为:
S101:所述云端1通过无线网络的方式,收集城市内安装的所述降雨量传感器5检测的降雨量数据,进行汇总得到城市总降雨量;
S102:所述云端1通过无线网络的方式,收集城市内安装的所述水泵传感器4检测的排水情况,进行分析,得到存在故障的排水道、正常***的排水道和城市当前排水道总排水量;
S103:所述云端1根据当前总排水量大于城市总降雨量的原则,对正常***的排水道内控制驱动装置发出控制信号,通过提高电机转速调节水泵扇叶2的转速,以加大正常***的排水道内水泵7的流速,加大排水量;对于存在故障的排水道,暂时通过降低电机转速调节水泵扇叶2的转速,以降低存在故障的排水道内水泵7的流速,减少排水量;同时,所述云端1还通过短信方式通知相关人员存在故障的排水管道的具***置;
S104:相关人员通过水泵行走机构轮子3改变所述存在故障的排水管道内水泵7的位置疏通堵塞,或者替换水泵7,以对存在故障的排水管道进行维修,使其恢复为正常***的排水道;
S105:所述云端1对恢复为正常***的排水道,通过提高电机转速调节水泵扇叶2的转速,以加大恢复为正常***的排水道内水泵7的流速,进一步加大排水量,执行排水任务。
本发明的有益效果是:在不破坏原有的城市排水***的情况下,及时将城市内部雨水排出,解决了雨天城市道路因排水***故障导致的积水问题。
在不冲突的情况下,本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种智能调节水速与水流路线规划***,其特征在于:云端(1)、水泵传感器(4)和降雨量传感器(5);所述水泵传感器(4)和所述降雨量传感器(5)均通过无线网络的方式与所述云端连接;所述水泵传感器(4)有多个,分别设置于城市各处下水管道的排水泵中,用于获取城市各处排水道的排水情况;所述降雨量传感器(5)有多个,分别设置于城市地表(6)的不同位置,用于获取城市各处的降雨量情况;所述云端通过所述水泵传感器(4)和所述降雨量传感器(5)收集城市的排水情况和降雨情况,并规划降雨量排往河流(13)的路线。
2.如权利要求1所述的一种智能调节水速与水流路线规划***,其特征在于:每个所述水泵传感器(4)包括安装于水泵(7)上的摄像头和安装于水泵(7)上的流速传感器;所述摄像头用于拍摄排水道的排水图像,并将排水图像上传至所述云端(1);所述流速传感器用于检测水泵排水数据,并将排水数据上传至所述云端(1);所述云端(1)根据所述排水图像采用前馈卷积神经网络分析得到排水道是否堵塞;所述云端(1)根据所述排水数据分析得到排水道的排水量;所述排水情况包括,排水道是否堵塞和排水道的排水量。
3.如权利要求1所述的一种智能调节水速与水流路线规划***,其特征在于:所述降雨量传感器(5),包括单片机、电容传感器、承水器和电机;所述电机通过连接杆连接至承水器;所述承水器底部设置有所述电容传感器;所述电容传感器和所述电机均与所述单片机电性连接;所述单片机用于读入所述电容传感器的电容值从而计算水量;当水量增加时,电容传感器的电容值变大;当电容值达到达到预设的电容阈值时,所述承水器中的雨水溢出,所述电机转动带动所述承水器翻转,将水倒出,同时所述单片机记录电机转动的次数,确定降雨总量。
4.如权利要求2所述的一种智能调节水速与水流路线规划***,其特征在于:所述水泵(7)是由电机带动水泵扇叶(2)旋转,以进行水流调节的;所述电机还包括控制驱动装置,所述控制驱动装置也与所述云端(1)通过无线网络连接;所述云端(1)与所述控制驱动装置通信,调节所述电机转速,以调节排水量。
5.如权利要求4所述的一种智能调节水速与水流路线规划***,其特征在于:所述水泵(7)还安装有水泵行走机构轮子(3),用于排水道堵塞情况下的移动,疏通排水道。
6.如权利要求1所述的一种智能调节水速与水流路线规划***,其特征在于:所述降雨量传感器(5)在城市地表(6),每隔Lm放置一个,以覆盖整座城市;L为预设值,且L>0。
7.如权利要求1所述的一种智能调节水速与水流路线规划***,其特征在于:所述的排水道包括位于地表(6)排水渠和位于地下排水管;所述排水渠和所述排水管均有多个,共同组成城市排水***。
8.如权利要求2所述的一种智能调节水速与水流路线规划***,其特征在于:所述云端通过所述水泵传感器(4)和所述降雨量传感器(5)收集城市的排水情况和降雨情况,并规划降雨量排往河流(13)的路线,具体为:
S101:所述云端(1)通过无线网络的方式,收集城市内安装的所述降雨量传感器(5)检测的降雨量数据,进行汇总得到城市总降雨量;
S102:所述云端(1)通过无线网络的方式,收集城市内安装的所述水泵传感器(4)检测的排水情况,进行分析,得到存在故障的排水道、正常***的排水道和城市当前排水道总排水量;
S103:所述云端(1)根据当前总排水量大于城市总降雨量的原则,对正常***的排水道内控制驱动装置发出控制信号,通过提高电机转速调节水泵扇叶(2)的转速,以加大正常***的排水道内水泵(7)的流速,加大排水量;对于存在故障的排水道,暂时通过降低电机转速调节水泵扇叶(2)的转速,以降低存在故障的排水道内水泵(7)的流速,减少排水量;同时,所述云端(1)还通过短信方式通知相关人员存在故障的排水管道的具***置;
S104:相关人员通过水泵行走机构轮子(3)改变所述存在故障的排水管道内水泵(7)的位置疏通堵塞,或者替换水泵(7),以对存在故障的排水管道进行维修,使其恢复为正常***的排水道;
S105:所述云端(1)对恢复为正常***的排水道,通过提高电机转速调节水泵扇叶(2)的转速,以加大恢复为正常***的排水道内水泵(7)的流速,进一步加大排水量,执行排水任务。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200811 |
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