一种基于排水量分段监测的隧道排水系统堵塞预警系统的制作方法

1.本技术属于隧道积水预警领域，尤其涉及一种基于排水量分段监测的隧道排水系统堵塞预警系统。


背景技术：

2.山岭隧道防排水技术主要包括以排为主的泄水型和防排结合的控制型两种方案，对于泄水型和防排结合型隧道，通畅的排水系统是保证结构和运营安全的前提；一旦排水系统堵塞，将给结构安全带来严重威胁。但是现有技术通常只能判断隧道是否发生了堵塞，但不能准确定位发生堵塞的位置。


技术实现要素：

3.本发明实施例的主要目的在于提供一种基于排水量分段监测的隧道排水系统堵塞预警系统，使得堵塞预警可以对隧道内不同的隧道段分别预警，可以快速准确的获取发生堵塞的隧道段，便于快速清理堵塞。
4.第一方面，提供了一种基于排水量分段监测的隧道排水堵塞预警的方法，所述方法包括：
5.通过预设于待预警隧道的多个数据监测点的多组明渠流量计获取对应位置的水流数据，每组明渠流量计包括设置于侧沟一的第一明渠流量计、设置于侧沟二的第二明渠流量计，设置于中心沟的第三明渠流量计，所述每组明渠流量计之间间隔相同的距离；
6.根据预设的水流统计算法和所述水流数据统计所述每个数据监测点每天的水流量q；
7.根据预设的分段水流统计算法获取每段隧道的水流量，所述分段水流统计算法为qn′
＝q
n-q
n-1
，所述qn′
为第n-1数据监测点至第n数据监测点的水流量，所述qn为第n数据监测点统计的水流量，所述q
n-1
为第n-1数据监测点统计的水流量；
8.将所述qn′
与预设的堵塞预警阈值进行比较，如果所述qn′
低于所述堵塞预警阈值则进行预警。
9.在一个可能的实现方式中，所述水流统计算法，具体为：其中，δt为间隔时间、v
1i
和h
1i
分别为所述侧沟一的平均断面流速和液位高度、v
2i
和h
2i
分别为所述侧沟二的平均断面流速和液位高度、v
3i
和h
3i
分别为所述中心沟的平均断面流速和液位高度、b1和b2分别为侧沟宽度和中心沟宽度。
10.在另一个可能的实现方式中，所述堵塞预警阈值为待预警日前后45天内对应隧道段水流量最低的水流量值。
11.在另一个可能的实现方式中，所述方法包括：
12.如果出现预警，通过人工实地巡检，核验是否发生堵塞，如果未发生堵塞，则对所
述堵塞预警阈值进行修正。
13.第二方面，提供了一种基于排水量分段监测的隧道排水堵塞预警的系统，所述系统包括：
14.水流数据获取模块，用于通过预设于待预警隧道的多个数据监测点的多组明渠流量计获取对应位置的水流数据，每组明渠流量计包括设置于侧沟一的第一明渠流量计、设置于侧沟二的第二明渠流量计，设置于中心沟的第三明渠流量计，所述每组明渠流量计之间间隔相同的距离；
15.水流量统计模块，用于根据预设的水流统计算法和所述水流数据统计所述每个数据监测点每天的水流量q；
16.隧道段水流量统计模块，根据预设的分段水流统计算法获取每段隧道的水流量，所述分段水流统计算法为qn′
＝q
n-q
n-1
，所述qn′
为第n-1数据监测点至第n数据监测点的水流量，所述qn为第n数据监测点统计的水流量，所述q
n-1
为第n-1数据监测点统计的水流量；
17.预警模块，用于将所述qn′
与预设的堵塞预警阈值进行比较，如果所述qn′
低于所述堵塞预警阈值则进行预警。
18.在一个可能的实现方式中，所述水流统计算法，具体为：其中，δt为间隔时间、v
1i
和h
1i
分别为所述侧沟一的平均断面流速和液位高度、v
2i
和h
2i
分别为所述侧沟二的平均断面流速和液位高度、v
3i
和h
3i
分别为所述中心沟的平均断面流速和液位高度、b1和b2分别为侧沟宽度和中心沟宽度。
19.在另一个可能的实现方式中，所述堵塞预警阈值为待预警日前后45天内对应隧道段水流量最低的水流量值。
20.在另一个可能的实现方式中，所述系统包括：
21.巡检修正模块，用于如果出现预警，通过人工实地巡检，核验是否发生堵塞，如果未发生堵塞，则对所述堵塞预警阈值进行修正。
22.第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如第一方面提供的基于排水量分段监测的隧道排水堵塞预警的方法。
23.第四方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面提供的基于排水量分段监测的隧道排水堵塞预警的方法。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对本技术实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
25.图1为本发明一个实施例提供的基于排水量分段监测的隧道排水堵塞预警的方法的流程图；
26.图2为本发明再一个实施例提供的基于排水量分段监测的隧道排水堵塞预警的方法的流程图；
27.图3为本发明一个实施例提供的基于排水量分段监测的隧道排水堵塞预警的系统的结构图；
28.图4为本发明再一个实施例提供的基于排水量分段监测的隧道排水堵塞预警的系统的结构图；
29.图5为本发明一种电子设备的实体结构示意图；
30.图6为本发明隧道内数据监测点的布置示意图；
31.图7为本发明隧道内防排水系统的横断面示意图；
32.图8为本发明隧道内侧沟和中心沟的位置示意图；
33.图9为本发明明渠流量计的安装示意图。
34.具体实现方式
35.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本发明的限制。
36.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、模块和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、模块、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称模块被“连接”或“耦接”到另一模块时，它可以直接连接或耦接到其他模块，或者也可以存在中间模块。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一模块和全部组合。
37.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实现方式作进一步地详细描述。
38.下面以具体地实施例对本技术的技术方案以及本技术的技术方案如和解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本技术的实施例进行描述。
39.如图1所示为本发明一个实施例提供的基于排水量分段监测的隧道排水堵塞预警的方法的流程图，所述方法包括：
40.步骤101，通过预设于待预警隧道的多个数据监测点的多组明渠流量计获取对应位置的水流数据，每组明渠流量计包括设置于侧沟一的第一明渠流量计、设置于侧沟二的第二明渠流量计，设置于中心沟的第三明渠流量计，所述每组明渠流量计之间间隔相同的距离；
41.步骤102，根据预设的水流统计算法和所述水流数据统计所述每个数据监测点每天的水流量q；
42.步骤103，根据预设的分段水流统计算法获取每段隧道的水流量，所述分段水流统计算法为qn′
＝q
n-q
n-1
，所述qn′
为第n-1数据监测点至第n数据监测点的水流量，所述qn为第n数据监测点统计的水流量，所述q
n-1
为第n-1数据监测点统计的水流量；
43.步骤104，将所述qn′
与预设的堵塞预警阈值进行比较，如果所述qn′
低于所述堵塞预警阈值则进行预警。
44.在本发明实施例中，隧道通常采用单向坡或人字坡，在隧道中每隔一段相同的距
离设置一组明渠流量计，设置明渠流量计的位置即为数据监测点，每组明渠流量计包括：设置于侧沟一的第一明渠流量计、设置于侧沟二的第二明渠流量计，设置于中心沟的第三明渠流量计。通过每组明渠流量计可以统计到该数据监测点为止的水流量。数据监测点之间的间隔距离可根据隧道实际的距离进行设置，本技术对此不做限定。优选的，数据监测点之间的间隔距离为50～60m。对于明渠流量计，可以固定在侧沟和中心沟的侧壁，该明渠流量计由流速检测传感器、液位传感器、电源线和数据传输线组成，该明渠流量计的电力可由隧道的动力照明电路提供。
45.其中，所述水流统计算法，具体为：其中，δt为间隔时间、v
1i
和h
1i
分别为所述侧沟一的平均断面流速和液位高度、v
2i
和h
2i
分别为所述侧沟二的平均断面流速和液位高度、v
3i
和h
3i
分别为所述中心沟的平均断面流速和液位高度、b1和b2分别为侧沟宽度和中心沟宽度。
46.其中，所述堵塞预警阈值为待预警日前后45天内对应隧道段水流量最低的水流量值。
47.本发明实施例，通过预设于待预警隧道的多个数据监测点的多组明渠流量计获取对应位置的水流数据，根据预设的水流统计算法统计所述每个数据监测点每天的水流量q，根据预设的分段水流统计算法获取每段隧道的水流量，所述分段水流统计算法为qn′
＝q
n-q
n-1
，将所述qn′
与预设的堵塞预警阈值进行比较，如果所述qn′
低于所述堵塞预警阈值则进行预警。使得堵塞预警可以对隧道内不同的隧道段分别预警，可以快速准确的获取发生堵塞的隧道段，便于快速清理堵塞。
48.如图2所示为本发明再一个实施例提供的基于排水量分段监测的隧道排水堵塞预警的方法的流程图，所述方法包括：
49.步骤105，如果出现预警，通过人工实地巡检，核验是否发生堵塞，如果未发生堵塞，则对所述堵塞预警阈值进行修正。
50.在本发明实施例中，如果出现了预警情况，还需要工作人员通过实地巡检，核验是否确实发生了堵塞，如果发生了堵塞，则进行堵塞清理，如果未发生堵塞，则需要对堵塞预警阈值进行修正更新，以保证下一次堵塞预警的准确。
51.如图3所示为本发明一个实施例提供的基于排水量分段监测的隧道排水系统堵塞预警系统的结构图，所述系统包括：
52.水流数据获取模块301，用于通过预设于待预警隧道的多个数据监测点的多组明渠流量计获取对应位置的水流数据，每组明渠流量计包括设置于侧沟一的第一明渠流量计、设置于侧沟二的第二明渠流量计，设置于中心沟的第三明渠流量计，所述每组明渠流量计之间间隔相同的距离；
53.水流量统计模块302，用于根据预设的水流统计算法和所述水流数据统计所述每个数据监测点每天的水流量q；
54.隧道段水流量统计模块303，根据预设的分段水流统计算法获取每段隧道的水流量，所述分段水流统计算法为qn′
＝q
n-q
n-1
，所述qn′
为第n-1数据监测点至第n数据监测点的水流量，所述qn为第n数据监测点统计的水流量，所述q
n-1
为第n-1数据监测点统计的水流量；
55.预警模块304，用于将所述qn′
与预设的堵塞预警阈值进行比较，如果所述qn′
低于所述堵塞预警阈值则进行预警。
56.在本发明实施例中，隧道通常采用单向坡或人字坡，在隧道中每隔一段相同的距离设置一组明渠流量计，设置明渠流量计的位置即为数据监测点，每组明渠流量计包括：设置于侧沟一的第一明渠流量计、设置于侧沟二的第二明渠流量计，设置于中心沟的第三明渠流量计。通过每组明渠流量计可以统计到该数据监测点为止的水流量。数据监测点之间的间隔距离可根据隧道实际的距离进行设置，本技术对此不做限定。优选的，数据监测点之间的间隔距离为50～60m。对于明渠流量计，可以固定在侧沟和中心沟的侧壁，该明渠流量计由流速检测传感器、液位传感器、电源线和数据传输线组成，该明渠流量计的电力可由隧道的动力照明电路提供。
57.其中，所述水流统计算法，具体为：其中，δt为间隔时间、v
1i
和h
1i
分别为所述侧沟一的平均断面流速和液位高度、v
2i
和h
2i
分别为所述侧沟二的平均断面流速和液位高度、v
3i
和h
3i
分别为所述中心沟的平均断面流速和液位高度、b1和b2分别为侧沟宽度和中心沟宽度。
58.其中，所述堵塞预警阈值为待预警日前后45天内对应隧道段水流量最低的水流量值。
59.本发明实施例，通过预设于待预警隧道的多个数据监测点的多组明渠流量计获取对应位置的水流数据，根据预设的水流统计算法统计所述每个数据监测点每天的水流量q，根据预设的分段水流统计算法获取每段隧道的水流量，所述分段水流统计算法为qn′
＝q
n-q
n-1
，将所述qn′
与预设的堵塞预警阈值进行比较，如果所述qn′
低于所述堵塞预警阈值则进行预警。使得堵塞预警可以对隧道内不同的隧道段分别预警，可以快速准确的获取发生堵塞的隧道段，便于快速清理堵塞。
60.如图4所示为本发明再一个实施例提供的基于排水量分段监测的隧道排水堵塞预警的系统的结构图，所述系统包括：
61.巡检修正模块305，用于如果出现预警，通过人工实地巡检，核验是否发生堵塞，如果未发生堵塞，则对所述堵塞预警阈值进行修正。
62.在本发明实施例中，如果出现了预警情况，还需要工作人员通过实地巡检，核验是否确实发生了堵塞，如果发生了堵塞，则进行堵塞清理，如果未发生堵塞，则需要对堵塞预警阈值进行修正更新，以保证下一次堵塞预警的准确。
63.图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)501、通信接口(communications interface)502、存储器(memory)503和通信总线504，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信。处理器可以调用存储器中的逻辑指令，以执行基于排水量分段监测的隧道排水堵塞预警的方法，该方法包括：通过预设于待预警隧道的多个数据监测点的多组明渠流量计获取对应位置的水流数据，每组明渠流量计包括设置于侧沟一的第一明渠流量计、设置于侧沟二的第二明渠流量计，设置于中心沟的第三明渠流量计，所述每组明渠流量计之间间隔相同的距离；根据预设的水流统计算法和所述水流数据统计所述每个数据监测点每天的水流量q；根据预设的分段水流统计算法获取每段隧道的水流量，所述分段水流统计算法为qn′
＝q
n-q
n-1
，所述qn
′
为第n-1数据监测点至第n数据监测点的水流量，所述qn为第n数据监测点统计的水流量，所述q
n-1
为第n-1数据监测点统计的水流量；将所述qn′
与预设的堵塞预警阈值进行比较，如果所述qn′
低于所述堵塞预警阈值则进行预警。
64.此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
65.另一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的基于排水量分段监测的隧道排水堵塞预警的方法，该方法包括：通过预设于待预警隧道的多个数据监测点的多组明渠流量计获取对应位置的水流数据，每组明渠流量计包括设置于侧沟一的第一明渠流量计、设置于侧沟二的第二明渠流量计，设置于中心沟的第三明渠流量计，所述每组明渠流量计之间间隔相同的距离；根据预设的水流统计算法和所述水流数据统计所述每个数据监测点每天的水流量q；根据预设的分段水流统计算法获取每段隧道的水流量，所述分段水流统计算法为qn′
＝q
n-q
n-1
，所述qn′
为第n-1数据监测点至第n数据监测点的水流量，所述qn为第n数据监测点统计的水流量，所述q
n-1
为第n-1数据监测点统计的水流量；将所述qn′
与预设的堵塞预警阈值进行比较，如果所述qn′
低于所述堵塞预警阈值则进行预警。
66.又一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的基于排水量分段监测的隧道排水堵塞预警的方法，该方法包括：通过预设于待预警隧道的多个数据监测点的多组明渠流量计获取对应位置的水流数据，每组明渠流量计包括设置于侧沟一的第一明渠流量计、设置于侧沟二的第二明渠流量计，设置于中心沟的第三明渠流量计，所述每组明渠流量计之间间隔相同的距离；根据预设的水流统计算法和所述水流数据统计所述每个数据监测点每天的水流量q；根据预设的分段水流统计算法获取每段隧道的水流量，所述分段水流统计算法为qn′
＝q
n-q
n-1
，所述qn′
为第n-1数据监测点至第n数据监测点的水流量，所述qn为第n数据监测点统计的水流量，所述q
n-1
为第n-1数据监测点统计的水流量；将所述qn′
与预设的堵塞预警阈值进行比较，如果所述qn′
低于所述堵塞预警阈值则进行预警。
67.如图6所示为本发明隧道内数据监测点的布置示意图；
68.如图7所示为本发明隧道内防排水系统的横断面示意图；
69.如图8所示为本发明隧道内侧沟和中心沟的位置示意图；
70.如图9所示为本发明明渠流量计的安装示意图。
71.应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一
部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
72.以上所述仅是本发明的部分实现方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。