[发明专利]基于异网通讯的城市内涝监控与信息服务系统及监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种城市内涝的监控技术，特别涉及一种基于异网通讯的城市内涝监控与信息服务系统及监控方法。

背景技术

逢雨必涝，逢暴雨必瘫，现在已成为国内外不少大中城市的通病。对于城市内涝这个热门话题，不少发达的欧美国家不同程度地开展了研究探索，利用计算机辅助的方式，进行监测、预警、仿真模拟等。英国Wallingford的FloodWorks（在线城市洪涝预报预警系统），可进行城市暴雨积水实时分析，评估洪涝风险，积水范围及影响程度等。美国EPA的SWMM（暴雨洪水管理模型)，对城市排水系统有很强的模拟计算功能，SWMM模型开发以来已被广泛应用于城市暴雨洪水、排污管道及其他排水系统的规划、分析和设计中。丹麦DHI的Mike Flood（一维和二维动态耦合的洪水模拟模型），它具有专门的洪水模拟功能，并广泛的应用了GIS平台和技术进行模型的自动开发和洪泛图的计算，易于结果的各种展示。Mike Flood已经在美国、欧洲、中国、澳大利亚和很多亚洲国家中广泛使用。

我国近年来城市内涝状况尤为严重，将计算机数字化管理技术用于城市内涝的研究，在我国虽然起步较晚，但发展迅速。如湖州城市暴雨内涝预警预报系统，能较好地对历史性大洪水的城市暴雨内涝过程进行反演，其在暴雨内涝模拟方面具有一定的监测、预报、灾害风险评估功能。上海城市暴雨积涝预警系统，依托气象中尺度监测预报系统，应用数学模型模拟暴雨积水灾害，暴雨积水监测预测已细化到街区，其对城市暴雨积涝预警、排水管网规划等提供科学依据。哈尔滨市城市内涝监测预警系统，仿真模型中对排水工程设施进行了数字概化,首次实现了地面积水与管道水体模拟之间的结合；通过运行该系统,可以提高对积水预报的准确度。基于GIS的西安城市强降水内涝预报预警系统，作为实况和模拟用的降雨边界条件,并结合西安市地理地貌特征、城市规划、排水系统特征、排水规则、防洪工程等多方面的非气象资料建立而成，具备一定的内涝动态监测预报能力,对拓展城市灾害预报服务领域,提高城市气象服务水平具有一定的作用。清华大学规划院在SWMM模型的基础上提出了Digital Water模型，为城市排水管网数据处理、实时监控、管网建模提供了一整套的解决方案等。

我国的内涝监控系统还存在以下突出问题：

（1）国内已经有不少学者在城市内涝的信息化系统上开展研究工作，但与国外相比仍存在较大差距，且在实际实现还存在一些问题，如资金投入不足、信息资料不足、资料共享困难、应用底子薄弱、实际应用较少等，需要更深入的研究。

（2）目前我国许多城市对于城市内涝的监控和预警都过多地依赖于气象信息，内涝监控还停留在“人巡”、“车巡”或安装摄像头监控的方式，这些方法存在速度慢、数据量少、连续性差、时间滞后等缺陷，在暴雨时没能让相关部门迅速、及时、准确地掌握内涝情况，无法及时采取相应措施和内涝预警等。

（3）现有的内涝预警系统主要是将数值模拟方法用于水灾研究，并结合3S（GPS、GIS、RS）技术来实现内涝的预测与预警，但实际上效果并不理想。

（4）内涝仿真模拟涉及到水文学、水力学、河流动力学、气象学、城市排涝以及给排水工程等多学科的知识，属于多学科交叉、具有系统工程特征的数学模型。然而，一个良好的模型需要大量精确的数据作为支撑，由于大部分城市水文、地理、气象等数据尚不完备，致使模拟结果精度低，可靠性差，误差大。同时，模型中需要的来自自动雨量站监测的降水信息，由于采样时间间隔长，实时性差，不能实时反应暴雨时造成的内涝现况。

目前我国内涝问题的治理也只是针对积水点的研究，而忽略了对整个排水系统的研究，无法有效地解决当前问题。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于异网通讯的城市内涝监控与信息服务系统，该系统实现了对城市内涝的实时监控、远程调度、数据采集、数据分析、自动报警和信息发布等功能，降低了城市的内涝损失。

本发明的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于异网通讯的城市内涝监控与信息服务系统的监控方法，该方法监控范围广，报警服务及时。

本发明的首要目的通过下述技术方案实现：基于异网通讯的城市内涝监控与信息服务系统，包括数据采集层—传输控制层—调度管理层—信息发布层的多层次体系结构，数据采集层由测控设备组成，传输控制层由远程测控智能终端组成，调度管理层由管理中心服务器组成，信息发布层由信息服务终端组成。用于城市内涝的数据采集、监控、调度和信息服务。