一种地铁给排水系统

本发明属于城市给排水监控管理系统领域，更具体地，涉及一种地铁给排水系统。

背景技术：

随着国民经济的持续快速发展，城市化进程不断加快，城市中的交通运输系统不断升级，高楼大厦建筑越来越多。而随着城市建筑密度的不断提高，汽车尾气和建筑物空调的使用，近年来，全球化气温上升愈演愈烈，导致热气流积厚，不断降雨，导致城市区域性内涝，由此形成了“雨岛效应”。为了解决“雨岛效应”这一现象，“海绵城市”的概念随之而来，提出了一种新的水资源管理策略和方法。

随着地铁运输网络的快速发展，地铁的给排水系统尤为引人关注，如2019年4月30日公开的申请号为201820850368.0的专利，名称为一种地铁车站给排水及消防系统，该专利虽然可以有效地解决地铁内的积水及消防问题，但是系统过于复杂，同时数字化管理不足，与城市数字化管理的信息共享不足、信息化检测手段、观测精准度、大数据信息分析不足，造成智慧管理水平较低，缺乏规划前瞻性，没有充分利用地铁网络密布的特点帮助城市缓解给排水压力，不利于推广使用。

技术实现要素：

本发明为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种地铁给排水系统，基于“海绵城市”理念，通过设置物联网系统和多级给排水管道能够统筹发挥自然生态功能和人工干预功能，有效控制和利用雨水径流，实现绿化、排涝、消防的功能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种地铁给排水系统，包括蓄水池、水泵机组、还包括用于收集雨水及渗漏水和市政排水管水的收集管道、用于地面绿化灌溉、地面消防和地铁消防的输出管道、和用于与智慧城市管理平台进行信息交互的物联网系统；所述的蓄水池连接设有一条主干路管道，所述的水泵机组置于所述的蓄水池内，并与所述的蓄水池和主干路管道连通，所述的主干路管道上还设有第一分支路管道和第二分支路管道，所述的第一分支路管道连接所述的输出管道，所述的第二分支路管道连接所述的收集管道，在主干路管道和各分支路管道上均设有阀门和流量计，所述的物联网系统通讯连接各阀门与流量计，所述的物联网系统将数据进行综合处理从而合理调配用水。所述的蓄水池可以利用水的自然沉淀或混凝沉淀的作用来除去水中的悬浮物，兼有积存和净化的作用。

在其中一个实施例中，所述的物联网系统包括，用于与智慧城市管理平台进行信息交互的信息系统、用于控制调节各阀门开闭的执行系统、和用于采集各流量计数据、识别执行系统与信息系统所传输数据的数据库；所述的信息系统分别通讯连接所述的执行系统与数据库，所述的执行系统通讯连接主干路管道和各分支路管道上的阀门，所述的执行系统可根据收到的信息系统的指令控制相应部位的阀门的工作状态，所述的数据库通讯连接主干路管道和各分支路管道上的流量计，所述的流量计将检测的数据实时传递给数据库，便于信息采集及识别；所述的数据库采集信息后，将数据传输给所述的信息系统，信息系统结合与智慧城市管理平台交互和信息和数据库中的数据，将优选的方案指令信号通讯传输给执行系统，进行水资源处理。其中，阀门根据使用情况，设置有安全阀、止回阀、排气阀、蝶阀和明杆闸阀等，均可根据流量和功能选择断面尺寸。

在其中一个实施例中，所述的阀门包括第一阀门，所述的流量计包括第一流量计和第二流量计，在所述的主干路管道上，从蓄水池端到第一分支路管道与主干路管道的交点端，依次设有第一流量计、第一阀门和第二流量计。所述的第二流量计用于监测主干路管道与第一分支路管道的交点处的流量数据，所述的第一阀门用于控制主干路管道与第一分支路管道的交点处的流量，所述的第一流量计用于监测所述的蓄水池排出流通的流量数据。

在其中一个实施例中，所述的第一分支路管道上还设有第三分支路管道、第四分支路管道和第五分支路管道；所述的输出管道包括，用于地铁消防用水的地铁消防水管道、用于地面消防用水的地面消防水管道和用于灌溉地面绿化的地面绿化水管道，其中，所述的地面消防水管道指除了地铁车站内消防用水外的其他消防用水管道，用于给地铁车站附近的消防系统供给水资源；所述的第三分支路管道连接所述的地铁消防水管道，所述的第四分支路管道连接所述的地面消防水管道，所述的第五分支路管道连接所述的地面绿化水管道。其中，可根据实际情况进行设置各个连通管道数量，所述的地铁消防水管道可用于连通地铁区间消防管，还可用于收集地铁隧道中的积水。

在其中一个实施例中，所述的阀门还包括第二阀门，所述的流量计还包括第三流量计；在所述的地铁消防水管道上设有第一消防连接口，从第三分支路管道与第一分支路管道的交点端至所述的第一消防连接口，依次设有所述的第三流量计和第二阀门。其中，所述的第三流量计配合所述的第二阀门监测与控制所述地铁消防水管道的水流量。

在其中一个实施例中，所述的阀门还包括第三阀门，所述的流量计还包括第四流量计；在所述的地面消防水管道上设有地面消防排水口，从第四分支路管道与第一分支路管道的交点端至所述的地面消防排水口，依次设有所述的第四流量计和第三阀门。其中，所述的第四流量计配合所述的第三阀门监测与控制所述地面消防水管道的水流量。

在其中一个实施例中，所述的阀门还包括第四阀门，所述的流量计还包括第五流量计；在所述的地面绿化水管道上设有过滤槽和绿化排水口，从第五分支路管道与第一分支路管道的交点端至所述的绿化排水口，依次设有所述的第五流量计、第四阀门和过滤槽。其中，所述的第五流量计配合所述的第四阀门监测与控制所述地地面绿化水管道的水流量；所述过滤槽的内外带孔侧壁之间内置陶粒，内层侧壁可拆卸，便于更换陶粒，所述的地面绿化水管道上加设过滤槽用于过滤植被用水，利于保护植被，保护生态环境。

在其中一个实施例中，所述的第二分支路管道上还设有第六分支路管道和第七分支路管道；所述的收集管道包括有雨水及渗漏管道，和用于连通市政排水管的市政雨水连接管道；所述的第六分支路管道连接所述的雨水及渗漏管道，所述的第七分支路管道连接所述的市政雨水连接管道。

在其中一个实施例中，所述的阀门还包括第五阀门和第六阀门，所述的流量计还包括第六流量计和第七流量计；在所述的雨水及渗漏管道上设有带有篦子的进水口，从第六分支路管道与第二分支路管道的交点端至进水口，依次设有第五阀门和第六流量计；在所述的市政雨水连接管道上设有市政雨水管连接口，从第七分支路管道与第二分支路管道的交点端至市政雨水管连接口，依次设有第六阀门和第七流量计。其中，所述的第六流量计配合所述的第五阀门监测与控制所述雨水及渗漏管道的水流量；所述的第七流量计配合所述的第六阀门监测与控制所述市政雨水连接管道的水流量；所述的进水口设有篦子，用于过滤雨水中的较大杂质，便于维护蓄水池内的水质保持一定的洁净。

在其中一个实施例中，还包括有水位测量模块和压力传感器，所述的水位测量模块与所述的压力传感器分别设于蓄水池的内壁上，分别与数据库通讯连接。所述的水位测量模块用于数据库监测蓄水池内的水位信息，所述的压力传感器用于预测现有流量下，蓄水池内还能容纳的水量，便于智能化控制，同时物联网系统可以根据压力传感器的监测数据和各支路流量计的数据，评估管道内的压力安全，当压力值较高时，由于水中含有一定量的气体，可以控制相应阀门中设置的排气阀，将气体排出，缓解管道中的压力。

与现有技术相比，有益效果是：本发明提供一种地铁给排水系统，利用地铁线路系统分布密集的特点，可以灵活设置站点，同时结合物联网系统，用数字化手段实时监测用水及排水量，提高观测精准度，本发明的物联网系统可以与城市的智慧城市管理平台进行互联，能及时接收城市的水资源需求信号，及时响应，同时当城市发生洪涝灾害或用水不足时，本发明能够通过物联网系统调控各个管道的阀门，结合本发明的数据分析，可以协助城市排水系统进行防洪和水资源供给，为形成海绵城市提供有力的支持，提高雨水积存和蓄滞能力，促进城市轨道交通系统与城市发展互融共生，提升了城市生态环境、居民生活质量，更加绿色环保。

附图说明

图1是本发明的一种地铁给排水系统结构示意图。

图2是本发明的一种地铁给排水系的物联网系统通讯连接示意图。

图3是本发明的一种地铁给排水系统工作流程示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1、2所示，一种地铁给排水系统，包括蓄水池1、水泵机组2、还包括用于收集雨水及渗漏水和市政排水管水的收集管道3、用于地面绿化灌溉水、地面消防水和地铁消防水的输出管道4、和用于与智慧城市管理平台进行信息交互的物联网系统5；蓄水池1连接设有一条主干路管道，水泵机组2置于蓄水池1内，主干路管道上还设有第一分支路管道和第二分支路管道，第一分支路管道连通输出管道4，第二分支路管道连通收集管道3，在主干路管道和各分支路管道上均设有阀门6和流量计7，物联网系统5通讯连接各阀门6与流量计7，物联网系统5将数据进行综合处理从而合理调配用水。蓄水池1可以利用水的自然沉淀或混凝沉淀的作用来除去水中的悬浮物，兼有积存和净化的作用。

在其中一个实施例中，收集管道3能够收集地铁车站的雨水和渗漏水，同时还能够连通市政排水管，与市政排水系统进行水资源互换；输出管道4可以用于灌溉地铁车站外的绿植，还可以用于连通地铁车站附近的地面消防水系统和地铁内的消防系统，为消防系统供给水资源；物联网系统5用于与城市的智慧城市管理平台进行信息互联，能够及时了解城市的水资源需求，及时响应；主干路管道能够监控各个分支路管道的流量，并且通过阀门控制流量大小，进而控制流量速度，还可以直接关闭主干路管道，阻止蓄水池1内的水资源进出。

在其中一个实施例中，如图1、2所示，物联网系统5包括，用于与智慧城市管理平台进行信息交互的信息系统51、用于控制调节各阀门6开闭的执行系统52、和用于采集各流量计7数据、识别执行系统52与信息系统51所传输数据的数据库53；信息系统51分别通讯连接执行系统52与数据库53，执行系统52通讯连接主干路管道和各分支路管道上的阀门6，执行系统52可根据收到的信息系统51的指令控制相应部位的阀门6的工作状态，数据库53通讯连接主干路管道和各分支路管道上的流量计7，流量计7将检测的数据实时传递给数据库53，便于信息采集及识别；数据库53采集信息后，将数据传输给信息系统51，信息系统51结合与智慧城市管理平台交互和信息和数据库53中的数据，将优选的方案指令信号通讯传输给执行系统52，进行水资源处理。其中，阀门6根据使用情况，设置有安全阀、止回阀、排气阀、蝶阀和明杆闸阀等，均可根据流量和功能选择断面尺寸。

在其中一个实施例中，如图1、2所示，阀门6包括第一阀门616，流量计7包括第一流量计71和第二流量计72，在主干路管道上，从蓄水池1端到第一分支路管道与主干路管道的交点端，依次设有第一流量计71、第一阀门61和第二流量计72。第二流量计72用于监测主干路管道与第一分支路管道的交点处的流量数据，第一阀门61用于控制主干路管道与第一分支路管道的交点处的流量，第一流量计71用于监测蓄水池1排出流通的流量数据。

在其中一个实施例中，如图1、2所示，第一分支路管道上还设有第三分支路管道、第四分支路管道和第五分支路管道；输出管道4包括，用于地铁消防用水的地铁消防水管道41、用于地面消防用水的地面消防水管道42和用于灌溉地面绿化的地面绿化水管道43，其中，地面消防水管道42指除地铁车站内消防以外的地面上的消防系统；第三分支路管道连接地铁消防水管道41，第四分支路管道连接地面消防水管道42，第五分支路管道连接地面绿化水管道43。其中，可根据实际情况进行设置各个连通管道数量，地铁消防水管道41可用于连通地铁区间消防管，还可用于收集地铁隧道中的积水。

在其中一个实施例中，如图1、2所示，阀门6还包括第二阀门626，流量计7还包括第三流量计73；在地铁消防水管道41上设有第一消防连接口41，从第三分支路管道与第一分支路管道的交点端至第一消防连接口411，依次设有第三流量计73和第二阀门62。其中，第三流量计73配合第二阀门62监测与控制地铁消防水管道41的水流量；地铁消防水管道41可以与地铁消防系统进行水资源互换。

在其中一个实施例中，如图1、2所示，阀门6还包括第三阀门636，流量计7还包括第四流量计74；在地面消防水管道42上设有地面消防排水口421，从第四分支路管道与第一分支路管道的交点端至地面消防排水口421，依次设有第四流量计74和第三阀门63。其中，第四流量计74配合第三阀门63监测与控制地面消防水管道42的水流量；地面消防水管道42可以与地铁站附近的消防站进行水资源互换。

在其中一个实施例中，如图1、2所示，阀门6还包括第四阀门646，流量计7还包括第五流量计75；在地面绿化水管道43上设有过滤槽431和绿化排水口432，从第五分支路管道与第一分支路管道的交点端至绿化排水口432，依次设有第五流量计75、第四阀门64和过滤槽431。其中，第五流量计75配合第四阀门64监测与控制地地面绿化水管道43的水流量；过滤槽431的内外带孔侧壁之间内置陶粒，内层侧壁可拆卸，便于更换陶粒，地面绿化水管道43上加设过滤槽431用于过滤植被用水，利于保护植被，保护生态环境。

在其中一个实施例中，如图1、2所示，第二分支路管道上还设有第六分支路管道和第七分支路管道；收集管道3包括有雨水及渗漏管道31，和用于连通市政排水管的市政雨水连接管道32；第六分支路管道连接雨水及渗漏管道31，第七分支路管道连接市政雨水连接管道32。

在其中一个实施例中，如图1、2所示，阀门6还包括第五阀门65和第六阀门66，流量计7还包括第六流量计76和第七流量计77；在雨水及渗漏管道31上设有带有篦子的进水口311，从第六分支路管道与第二分支路管道的交点端至进水口311，依次设有第五阀门65和第六流量计76；在市政雨水连接管道32上设有市政雨水管连接口321，从第七分支路管道与第二分支路管道的交点端至市政雨水管连接口321，依次设有第六阀门66和第七流量计77。其中，第六流量计76配合第五阀门65监测与控制雨水及渗漏管道31的水流量；第七流量计77配合第六阀门66监测与控制市政雨水连接管道32的水流量；进水口311设有篦子，用于过滤雨水中的较大杂质，便于维护蓄水池1内的水质保持一定的洁净。

在其中一个实施例中，还包括有水位测量模块8和压力传感器9，水位测量模块8与压力传感器9分别设于蓄水池1的内壁上，分别与数据库53通讯连接。水位测量模块8用于数据库53监测蓄水池1内的水位信息，压力传感器9用于预测现有流量下，蓄水池1内还能容纳的水量，便于智能化控制，同时物联网系统5可以根据压力传感器9的监测数据和各支路流量计7的数据，评估管道内的压力安全，当压力值较高时，由于水中含有一定量的气体，可以控制相应阀门6中设置的排气阀，将气体排出，缓解管道中的压力。

工作原理：

如图1、2、3所示，当信息系统51与智慧城市管理平台进行信息交互过程中，接收到市政排水系统中发生洪涝灾情，可立即结合数据库53监测的实时数据，进行数据识别和判断，当蓄水池1内可以继续容纳水量时，将相应的指令传输给执行系统52，执行系统52控制市政雨水连接管道32和主干路管道上的相应阀门6打开或者调大流量，同时关闭或调小其他连接管道上的阀门6，将市政排水系统中的多余水量引入蓄水池1，当蓄水池1无法继续容纳水量时，将关闭第六阀门96与第一阀门91，同理，当市政排水管系统供水不足时，将采取相反的操作；根据其他应急情况，本发明可灵活控制各个阀门6与监测各个流量计7、水位测量模块8和压力传感器9的实时数据，能够缓解用水、排水设施的压力，更加智能化，同时根据洪涝灾情信息，及时预测及防控用水、排水情况。本发明还利用地铁线路系统分布密集的特点可在相应的地铁站点设置本发明中的地铁给排水系统，从而为形成海绵城市提供更有力的支持。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。