本发明涉及用于监控排水的系统。
本发明还涉及监控排水的方法和用于监控排水的计算机程序产品。
背景技术：
城市和乡村中的排水网络的维护主要是基于规定了何时必须更换或维护排水网络的元件的长期计划。如果排水网络中的中央元件出故障，那么这常常借助于连续感测中央元件的运行的传感器而自动检测到，且这样的故障常常通过（长期）维护计划中规定的定期维护而被防止。然而，排水网络还具有很多分散元件。
公布的中国专利申请cn104727423a描述了用于控制排水网络的可控制元件（诸如泵、阀或甚至可控制堰）的运行的系统。系统试图尽可能最好地控制那些元件，使得水被排走而不引起任何问题。系统还可以使用从交通摄像机得到的信息。虽然这个系统试图通过控制排水网络的可控制元件来防止城市中的排水具有的问题，但是该系统并不打算用作且不能够检测一些元件（诸如无源分散元件）是否根据预期来运行。
技术实现要素：
排水网络具有很多分散元件，诸如设置在例如公共道路和停车场处的水槽、检修孔和雨水沟（stormdrain）/雨水道（stormsewer）。通常，这些分散元件并没有被自动监控，且当这样的分散元件出故障时，管理排水网络的当事方只在公众通知该当事方由此产生的问题时才知道这件事。问题常常没有被报告，并且在大部分情况下，这导致短和中长期上的更严重的问题。存在对于涉及排水网络的失灵元件的问题的更好的检测或报告系统的需要。
本发明的一目的是提供用于监控排水的系统，使得问题可被更有效地检测到。
为了这个目的，根据本发明的一方面，提供了如在权利要求中描述的用于监控排水的系统。
为了这个目的，根据本发明的另一方面，提供了如在权利要求中描述的监控排水的方法。
为了这个目的，根据本发明的又一方面，提供了如在权利要求中描述的用于监控排水的计算机程序产品。
系统包括传感器接口、储存器、大气降水单元和信号发生器。传感器接口得到来自传感器的传感器信号。传感器配置成检测相关表面处的水存在，并配置成产生指示相关表面处的水存在的传感器信号。储存器存储与相关表面有关的排水信息。排水信息包括归因于相关表面处的大气降水的相关表面上的水存在的特性。大气降水单元得到大气降水信息，其包括关于相关表面附近的最近大气降水的信息。信号发生器耦合到传感器接口、储存器和大气降水单元。信号发生器配置成i）通过将从储存器取回的排水信息应用于从大气降水单元接收的大气降水信息，得到预测的水存在数据，ii）比较从传感器接收的传感器信号与预测的水存在数据，以及iii）如果在比较中在传感器信号和预测的水存在之间检测到偏差，则产生指示关于相关表面的排水具有的问题的警告信号。
系统的措施具有下述效果：在相关表面上的检测到的水未被预测的情况下，警告信号自动产生。警告信号可显示在系统的用户接口上，或警告信号可发射到不得不维护排水网络的人，以通知他们例如位于相关区域处或靠近相关区域的分散排水元件可能有问题。因而，防止了排水具有的问题，因为问题被按时检测到，且可在更大的问题出现之前执行维护。此外，系统使得能够实现：起因于排水元件具有的问题的道路不安全道路条件可被更快地识别出。
系统在相关表面的已知排水特性（诸如例如，“给定大气降水的量，在水被排走之前平均花费特定量的时间”）的基础上工作—该信息例如是基于先前的观察。这样的已知特性也可涉及相关表面的特性，诸如例如“具有x度角的混凝土表面，水在该表面上流入特定方向”以及关于水流到的区域处可用的排水容量的信息。当对预测的水存在进行预测时，使用大气降水信息—在已知是否有大气降水的情况下，以及可选地，当知道多少大气降水落或已落在相关表面上时，大气降水信息使系统能够做出这样的预测。这个信息由大气降水单元得到。大气降水单元可以可选地包括从外部源得到大气降水信息的输入接口。输入接口可耦合到降水传感器，或输入接口可耦合到提供关于相关表面处或相关表面附近区域处的最近大气降水的信息的私有或公共数据源。大气降水信息与相关表面附近的最近大气降水有关，这意味着大气降水信息与相关表面处和/或相关表面附近的最近大气降水有关。
传感器接口可从外部传感器得到传感器信号。可选地，系统包括传感器，且传感器耦合到传感器接口，以用于向传感器接口提供传感器信号。
可选地，系统包括耦合到信号发生器的输出接口。输出接口提供所产生的警告信号。
可选地，系统包括耦合到传感器接口的多个传感器，且多个传感器配置成检测在相关表面处是否存在水，传感器与相应的相关表面单独地相关。此外，储存器用于存储与相关表面有关的排水信息，大气降水单元用于接收大气降水信息，其包括关于相关表面处和/或相关表面附近区域处的最近大气降水的信息。此外，信号发生器耦合到多个传感器，并配置成得到针对相关表面的预测的水存在数据，比较多个传感器的传感器信号与预测的水存在数据，以及如果在比较中在传感器信号之一和预测的水存在之间检测到偏差，则产生警告信号。在这个可选的实施例中，警告信号指示与偏差在该处被检测到的相关表面有关的排水具有的问题。这个可选的实施例使得能够实现例如与多个相关表面有关的排水元件的监控。因此，与公众不得不报告可能的排水问题的情况相比较，可以更早地检测到更多的问题。
这个可选的实施例还使得能够实现与相关表面的组的排水有关的排水网络的更多元件的监控。例如，单个水道（sewer）可将水从一组相关表面的一组雨水沟运输走。如果随后检测到这的相关表面处的排水有问题，则它指示水道可能被阻塞。
可选地，大气降水单元也耦合到传感器接口并接收多个传感器的传感器信号。因而，大气降水单元能够在不接收关于最近大气降水的外部信息的情况下产生大气降水信息。例如，如果在缺乏大气降水的时期之后一组传感器报告水在它们相应的相关表面上的存在，则大气降水单元可配置成推断出在相应的相关表面处下雨。如果只有单个传感器报告水存在，则最可能没有大气降水，且水可能起源于另一源或它可以是相关表面处或相关表面附近的失灵雨水沟的结果。
可选地，预测的水存在包括下述中的至少一个：水在相关表面上的存在的预期持续时间、存在于相关表面上的水的预期量、作为时间的函数的存在于相关表面上的水的预期量。可选地，传感器配置成检测相关表面上的水的量，且传感器信号指示存在于相关表面处的水的量。预期持续时间的预测允许检测排水具有的问题，如果水在相关表面上保留太久。例如，当水滩在街道上存在太长时间时，最可能雨水沟之一阻塞。预测水离开相关表面之前的时间的使用暗示：在正常情况下，问题只能在将水排走所花费的时间段之后被检测到。通过使用更高级的预测的水存在特性（其还预测相关上的水的量），并将它们与也能够检测相关表面上的水的量的传感器组合，可以更早地检测到问题，且因此通过接收警告信号的当事方采取的早期行动可以减少出现问题的规模。例如，在暴风雨期间，可检测到水没有足够快地从道路排走。如果例如道路是危险的（当甚至更多的水存在于那个道路上时），则在本文档中讨论的系统使得负责道路的当事方能够在早期就决定关闭道路或至少立即视察道路以修理或维护雨水沟。
可选地，系统的储存器也耦合到传感器接口，且储存器配置成存储至少一个传感器的传感器信号的历史。可选地，储存器还耦合到用于接收大气降水信息的大气降水单元，且储存器配置成存储大气降水信息的历史。可选地，信号发生器配置成从储存器还取回历史信息，并在得到预测的水存在数据和比较传感器信号与预测的水存在数据中考虑这个信息。通过存储不同时刻的多个传感器信号或传感器信号的信息和/或存储不同时刻的大气降水信息，信号发生器能够得到更准确的预测的水存在数据，且信号发生器能够更好地比较和检测在（多个）传感器信号和预测的水存在之间是否出现偏差。此外，如果没有检测到排水问题且存储（多个）传感器信号的历史和/或大气降水信息，则系统立即产生与相关表面有关的排水信息。该历史可被视为指示在暴风雨之后水多快地从相关表面排走的经验数据或指示关于特定量的大气降水，多少水存在于相关表面上的经验数据。
大气降水单元进一步配置成得到关于相关表面和/或相关表面附近区域的附加天气信息。附加天气信息例如是空气温度、风量、湿度、大气压力、日照持续时间、日照强度和/或蒸发指数，诸如例如标准化降水蒸散指数（spei）。这个附加天气信息帮助信号发生器更好地预测水存在。例如，当非常冷时，大气降水将最可能作为雪落下，且只有当雪作为较高温度的结果而融化时，水才不得不从相关表面排走。在冷的时间段之后，针对水在相关表面上的存在的一段时间的预测，或存在于相关表面上的水的量的预测，温度信息是非常有用的。如果有更多的风，如果温度相对高和/或如果湿度相对低，则由于水从相关表面的更多蒸发，相关表面将干得更快。
可选地，至少一个传感器布置在相关表面中或相关表面处，或远离相关表面地布置。远离在这个上下文中意指：不在相关表面中或相关表面处，并且离相关表面至少最小距离，然而足够接近相关表面，以用于确定在相关表面处是否有水存在。远离相关表面布置的传感器的示例是：i）用于得到相关表面的图像的摄像机和用于识别所得到图像中的相关表面上的水的图像处理电路；ii）用于得到相关表面的视频流的视频摄像机和用于识别所得到视频流中的相关表面上的水的视频处理电路；iii）用于得到红外图像的红外摄像机和用于基于存在于红外图像中的温度特性来检测水的存在的处理电路；iv）与用于测量反射的光的量的光传感器结合的光源和用于基于反射的光的特性来检测水的存在的检测电路；v）用于得到相关表面的环境的音频流的扩音器和用于基于所得到的音频流中的声音的特性来检测水在相关表面上的存在的音频处理电路。布置在相关表面中或相关表面处的传感器的示例是：i）设置在相关表面中或相关表面处的电阻传感器，和用于检测相关表面的电阻以及用于基于相关表面的检测到的电阻的特性来检测水在相关表面上的存在的检测电路；ii）设置在相关表面中或相关表面下的压力传感器，和用于检测相关表面上的压力以及用于基于相关表面上的检测到的压力的特性来检测存在于相关表面上的水的检测电路；iii）靠近相关表面设置、用于基于检测到的湿度值来检测水在相关表面上的存在的湿度传感器。
可选地，至少一个传感器包括a）用于发射编码光的光源；b）用于向光源提供调制功率信号并用于定位在相对于相关表面的第一位置处的驱动电路，该调制功率信号根据代码而调制；c）用于定位在相对于相关表面的第二位置处，并用于检测由相关表面反射的光的光传感器，反射的光包括反射的编码光；d）用于基于检测到的反射的编码光的特性来检测水的存在的检测电路。
例如，编码光相对快地接通和断开，使得人类肉眼不能检测接通和断开，且接通和断开根据由代码确定的模式来执行。当若干光源照亮相关表面时或当很多环境光可用时，这个可选的实施例是特别有用的。例如，一个或多个传感器分布在若干不同的传感器位置之上。例如，具有驱动电路的光源可设置在照亮例如停车场的一部分的第一灯杆中，且光传感器和检测电路设置在相邻于第一灯杆的第二灯杆中。于是（than），传感器能够检测水是否存在于第一灯杆和第二灯杆之间。多个传感器的单元可分布在多个灯杆之上，所述多个灯杆例如布置在停车场的阵列配置中，且从而传感器能够沿着大约整个停车场检测排水是否存在问题。
可选地，系统包括户外照明器，诸如例如户外灯杆。户外照明器包括至少一个传感器。当系统包括多个传感器时，该多个传感器可被设置并分布在多个户外照明器上。一个户外照明器也可具有两个或更多个传感器，其检测位于相对于户外照明器的位置的不同方向的相关表面处的水的存在。在这个可选的实施例中，现有的户外基础设施被使用，且在这些位置处，电力已经可得。因而，用于在特定位置处放置传感器的投资被减小。
可选地，如果系统包括多个传感器，则系统还可包括耦合到信号发生器的至少一个传感器信号接收机和一个或多个传感器信号发射机。可选地，多个传感器分布在多个户外照明器上并设置在多个户外照明器中，且传感器信号经由传感器信号发射机朝着信号发生器发射。传感器信号的发射可以是无线地或经由有线连接。可选地，有线连接使用电源线调制解调器，用于经由电源线发射信号。这个实施例允许传感器在例如街道照明系统或停车场照明系统的户外照明器中的集成，而不需要向现有基础设施提供附加电线用于将传感器信号传输到信号发生器。应注意，系统还可具有若干传感器信号接收机，例如每个户外照明器还具有传感器。因而（无线）连接可在相邻的户外照明器之间形成，且它们一起可形成覆盖整个户外照明系统的网络。然后，传感器信号经由不同的（无线）连接朝着信号发生器可用的位置发射。
可选地，储存器进一步存储与相关表面有关的一个或多个重要性特性。重要性特性与相关表面的可能的排水问题有多重要有关。信号发生器从储存器得到重要性特性。信号发生器在下述中的至少一个中考虑重要性参数：用于确定是否检测到偏差的传感器信号与预测的水存在数据的比较，和/或，用于可选地为信号的产生区分优先次序并可选地包括所产生的警告信号中的重要性值的警告信号的产生。重要性特性可以是例如指示相关表面处的排水问题严重与否的值。重要性特性也可以是例如与相关表面的交通值有关并从而间接地指示相关表面的排水问题多么严重的值。重要性特性可用于决定预测的水存在和传感器信号之间的偏差是否太大，例如决定偏差是否太大的阈值水平可取决于重要性特性。重要性特性也可用于为检测到的问题区分优先次序，特别是当系统从用于检测水在若干相关表面上的存在的若干传感器接收传感器信号时。也可在警告信号中提供重要性特性，使得警告信号的接收机能够为警告信号区分优先次序，特别是当接收机在短时间内接收到若干警告信号时。
根据另一方面，提供监控排水的方法。该方法包括：i）接收由传感器产生的传感器信号，传感器配置成检测水是否存在于相关表面处并产生指示水是否存在于相关表面处的传感器信号；ii）得到与相关表面有关的排水信息，该排水信息包括在相关表面处的大气降水的情况下的相关表面上的水存在的特性；iii）得到大气降水信息，该大气降水信息包括关于相关表面和相关表面附近区域中的至少一个的最近大气降水的信息；iv）通过将取回的排水信息应用于接收的大气降水信息来确定预测的水存在数据；v）比较所接收的传感器信号与预测的水存在数据；以及vi）如果在比较中在接收的传感器信号和预测的水存在之间检测到偏差，则产生指示与相关表面有关的排水具有的问题的警告信号。
监控排水的方法具有与上面讨论的用于监控排水的系统类似的实施例。该方法的实施例具有与系统的实施例类似的效果和优点。
根据本发明的又一方面，提供用于监控排水的计算机程序产品。该程序是操作的，以使处理器执行上面讨论的监控排水的方法。程序可包括指令，当程序被加载到包括处理器的计算机中时，该指令使处理器执行上面讨论的监控排水的方法。
在所附权利要求中给出根据本发明的设备和方法的另外的优选实施例，其公开通过引用合并于此。
附图说明
本发明的这些和其它方面将从实施例和附图而显而易见，并将参考实施例和参考附图而进一步阐释，所述实施例在下面的描述中以示例的方式描述，在附图中：
图1示意性地示出用于监控排水的系统的实施例，
图2示意性地示出用于监控排水的系统的另一实施例，
图3示意性地示出具有街道照明系统的街道，其中提供用于监控排水的系统的一个或多个实施例，
图4示意性地示出监控排水的方法，
图5示意性地示出计算机程序产品。
附图纯粹是概略的且并非按比例绘制。在附图中，与已经描述的元件对应的元件可具有相同的参考数字。
具体实施方式
图1示意性地示出用于监控排水的系统100的实施例。系统100包括传感器接口118、储存器120、信号发生器140、大气降水单元130和可选的输出接口150。
传感器接口118用于接收来自传感器110的传感器信号111。在实施例中，系统100还包括传感器110。传感器110配置成检测相关表面112处的水存在，并且其配置成产生传感器信号111以指示水114是否存在于相关表面112处。相关表面在传感器110附近，且传感器110相对于相关表面112布置在它能够检测到在相关表面112上是否存在水114的位置处。例如，如果传感器110包括摄像机，则摄像机聚焦在相关表面112上。如果传感器110是电阻传感器，则传感器110将布置在相关表面112中以测量相关表面112的电阻，以检测水存在于相关表面112处时电阻的变化。传感器可具有有限的能力。在示例中，传感器能够区分开“水存在于相关表面112处”和“没有水存在于相关表面112处”。在其它实施例中，传感器更高级并能够感测或测量多少水存在于相关表面112处。存在于相关表面112处的水的量可被表示为相关表面112上的水层的厚度，或可被表示为存在于相关表面112处的水的体积。
储存器120配置成存储与相关表面112有关的排水信息。排水信息与在相关表面处的大气降水的情况下的相关表面上的水的存在的特性有关。排水信息是允许信号发生器140预测水最可能存在于相关表面112处多久或多少水最可能存在于相关表面112处的信息，如果已知水是否和/或多少水在相关表面112处和/或相关表面112附近下落。例如，排水信息可基于以前在大气降水事件中收集的经验数据。因此，排水信息可与以前由传感器产生的传感器数据和/或以前得到的大气数据有关。也可从以前得到的传感器数据和以前得到的大气数据获得排水信息。例如，排水信息可规定第一时间段，该第一时间段的长度是在其期间当第一量的大气降水下落在相关表面112上时水存在于相关表面112处的时间段。也可存储：在第二时间段期间，当第二量的大气降水下落时水存在于相关表面112处。也可存储与水的存在有关的其它类型的经验数据。在前面的句子中已经讨论的排水信息的类型不一定基于经验数据。也可由模拟和/或计算得到这样的数据—例如可以模拟或计算，在给定相关表面112的一组特性的情况下，在水从相关表面112排走之前最可能花费多久。替代地或此外，排水信息也可规定相关表面112的排水特性，诸如相关表面112的渗水性、相关表面112的斜率（该数字与水流走得多快有关）、在相关表面112处或相关表面112附近的雨水沟的存在、雨水沟的排水容量、比相关表面112更高地放置的附近表面的尺寸、以及当大气降水下落到附近表面上时水从哪里流向相关表面112，等等。
大气降水单元130用于得到与相关表面112处和/或相关表面112附近区域处的最近大气降水有关的大气降水信息。例如，大气降水信息规定在上一个10分钟和/或上一个一小时期间多少雨下落在相关表面上和/或下落在其相邻表面处。例如，大气降水信息规定多少雨当前下落在相关表面上。大气降水信息允许信号发生器计算或预测（如果相关表面112的排水信息也是已知的）以预测或计算相关表面112上的水的存在的特性。大气降水信息的源可以是靠近相关表面112设置的降水传感器，但也可以是收集降水信息（例如借助于雷达）并经由网络（例如，经由互联网）分发这个信息的第三方。因此，大气降水单元130具有从源得到信息的特性。如果使用降水传感器，则大气降水单元130耦合到降水传感器并配置成接收由降水传感器产生的信号。如果经由网络从第三方得到大气降水信息，则大气降水单元130包括网络接口并配置成经由网络连接到第三方的服务器并从服务器取回大气降水信息。在这个段落中，假设最近大气降水数据也可以与相关表面112附近的区域有关。这个区域到相关表面有多近并不重要，且唯一重要的是，相关表面112附近的区域的降水数据提供相关表面处的大气降水的量的可靠指示。例如，如果相关表面112在乡村x中，则大气降水信息可与作为整体的乡村x或与例如乡村x的中心有关。在实施例中，可在大气降水单元130处接收与相关表面112和/或相关表面112附近区域有关的附加天气信息。这样的附加天气信息例如是空气温度、风量、湿度、大气压力、光照持续时间和/或光照强度。应注意，大气降水单元130也可由系统100中可得的数据确定大气降水信息。特别是，如将在图2的上下文中讨论的，系统可包括多个传感器。然后，如果例如一组传感器在没有大气降水的时期之后开始报告它们的相关表面处的水存在，则大气降水单元可配置成推断出存在一些最近大气降水。
信号发生器140耦合到用于接收传感器信号111的传感器接口118。信号发生器140也耦合到储存器120以取回所存储的信息。信号发生器140耦合到大气降水单元130以从大气降水单元130接收大气降水信息。
信号发生器140配置成通过将从储存器120取回的排水信息应用于从大气降水单元130接收的大气降水信息来得到预测的水存在数据。因此，基于特定的排水计算，预测存在于相关表面112处的水的特性。信号发生器140可使用例如排水模型，其具有从储存器120和大气降水单元130得到的输入变量。信号发生器140也可配置成应用为了将排水信息应用于大气降水信息而特别设计的专用公式，来预测多少水存在于相关表面112处和/或水存在于相关表面112处多久。在示例中，储存器存储关于最近大气降水和相关表面112上的水的存在之间的关系的经验数据，且信号发生器140在这个经验数据中搜索匹配当前接收的大气降水的事件，和/或，在所存储的经验数据的不同实例之间进行插入。因此，存储在储存器120中的信息、经由大气降水单元130得到的信息和计算或预测水存在数据的特定方式一起使得能够实现得到预测的水存在数据。因此，存储在储存器120中的信息、经由大气降水单元130得到的信息和计算或预测水存在数据的特定方式彼此协调。根据在传感器110的上下文中讨论的内容，信号发生器140可能能够预测是否预期水是否存在于相关表面112处，或在更高级的实施例中，信号发生器140可能能够预测在特定的时刻有多少水存在于相关表面112处。信号发生器140也可预测在不同的时刻存在多少水，并因此可以连同相关表面上的水的预期量创建时间线。如果在大气降水单元130处接收的信息还包括附加天气信息，则在得到预测的水存在数据时可考虑这个附加天气信息。例如，空气温度、风量、相关表面附近的空气的湿度可影响排水，因为例如被蒸发而不是排走的水的量强烈地被这些因素影响。
信号发生器140还配置成比较在传感器接口118处接收的、来自传感器110的传感器信号111与预测的水存在数据。在这个比较中，信号发生器140检测在传感器信号111的数据和预测的水存在数据之间是否存在偏差，并且可选地检测偏差是否太大，例如在偏差超过阈值或预定最大偏差的时候。例如，当预测的水存在数据指示在特定时刻相关表面112必须是干燥的且在那个特定时刻得到的传感器数据指示水存在于相关表面112处时，阈值可能被超过。例如，在特定时刻存在于相关表面112处的水的预测量与在那个特定时刻在相关表面112处的水的测量量之间的差异可大于这样的阈值。如上面所指示的，预测的水存在数据可与未来的时刻有关，且然后，比较只能在传感器110在未来时刻或在未来时刻附近检测到相关表面112处的水存在时发生。信号发生器140可配置成将预测的水存在数据存储在储存器中用于以后使用，并在预测的水存在数据变得相关的时刻取回预测的水存在数据。
信号发生器140配置成产生警告信号151，该警告信号151指示与相关表面有关的排水具有的问题，如果该比较揭露了传感器信号和预测的水存在之间的偏差，或可选地太大的偏差。警告信号151例如是指示是否存在偏差或可选地偏差是否太大的二进制信号。警告信号151也可以是指示大约在什么时间、针对哪个特定的相关表面112检测到偏差的消息，且可选地，也可以传递偏差的高度。警告信号151可在系统100内使用，例如用于在系统100的可选的用户界面上显现警告。此外或替代地，警告信号被提供到系统100的可选的输出接口150。例如，警报系统耦合到输出接口150，且警报系统向排水网络维护公司提供警告信号，该排水网络维护公司能够承担关于相关表面112处或相关表面112附近的排水网络的可能阻塞的排水元件的必要行动。
信号发生器140可由配置成执行信号发生器140的功能的专用硬件形成。在另一实施例中，信号发生器140是处理器，例如借助于计算机程序而编程的通用处理器，该计算机程序包括指令以使处理器执行信号发生器140的任务。
大气降水单元130可包括用于与外部信息源的通信的接口。大气降水单元130可由配置成执行大气降水单元130的功能的专用硬件形成。在另一实施例中，大气降水单元130是处理器，例如借助于计算机程序而编程的通用处理器，该计算机程序包括指令以使处理器执行大气降水单元130的任务。应注意，信号发生器140和大气降水单元130可被组合在单个单元中。
应注意，储存器120也可直接耦合到传感器接口118，且存储器120可配置成存储针对不同时刻的传感器信号的实例。例如，传感器信号的值连同时间戳一起被存储。储存器120也可直接耦合到大气降水单元130，且储存器120可配置成存储大气降水信息的实例。例如，所接收/取回的大气降水信息连同时间戳一起被存储。所存储的传感器数据和大气降水信息可被视为可用于产生或校准例如存储在储存器120中的排水信息的经验数据。在实施例中，所存储的传感器数据和/或大气降水信息可由信号发生器140取回，并可由信号发生器140使用以得到预测的水存在数据和/或比较传感器信号与预测的水存在数据。
如上面讨论的，传感器110用于检测水是否存在于相关表面112处。传感器100可具有若干个实施例。传感器110可布置在相关表面112中或相关表面112处，或者传感器110可以远离相关表面112而布置。远离在这个上下文中意指：不在相关表面112中或相关表面112处，并且离相关表面112至少最小距离，然而足够靠近相关表面112，用于确定水是否存在于相关表面112处。在实施例中，传感器110具有视频摄像机和视频处理电路。视频处理电路可从视频摄像机接收相关表面112的视频图像，并可利用图像/视频识别技术来识别相关表面112上的水。在实施例中，传感器110包括得到相关表面112的红外图像的红外摄像机，并包括处理电路。处理电路从红外摄像机得到图像。红外图像能够显示温度差异，且与相关表面上的水相关的温度差异由处理电路识别。在实施例中，传感器110包括与光传感器组合的光源。光源朝着相关表面112发射光，且光传感器接收反射的光的量。在这个实施例中，传感器110还包括耦合到光源的检测电路，且反射的光中的差异或在反射的光中检测到的图案用于感测水是否存在于相关表面112处。在实施例中，传感器110包括扩音器和该扩音器被耦合到的音频处理电路。音频处理电路配置成检测与水在相关表面上的存在有关的声音。在实施例中，传感器110包括设置在相关表面112中或相关表面112处的电阻传感器并包括检测电路。相关表面112的电阻被测量，且检测电路检测与水在相关表面上的存在有关的电阻的变化或特定值。在实施例中，传感器110包括设置在相关表面112中或相关表面112下的压力传感器并包括耦合到压力传感器的检测电路。压力传感器和检测电路的组合配置成检测相关表面112上的压力并基于检测特定压力或检测特定压力变化来检测水是否存在于相关表面112上。在实施例中，传感器110包括靠近相关表面设置、用于基于检测到的湿度值来检测水在相关表面上的存在的湿度传感器。
可在通过引用被并入的文档us202/0140233a1和de102008063564a1中找到传感器的特定实施例。
在传感器110的另一实施例中，传感器110包括光源和用于向光源提供调制的功率信号的驱动电路，且其中驱动电路配置成根据代码来调制功率信号，使得代码利用由光源发射的光来发射。至少光源布置在相对于相关表面112的第一位置处。在这个实施例中，传感器110还包括耦合到检测电路的光传感器，其中检测电路能够基于包括代码的反射的光的量或反射的编码光中的图案来检测水在相关表面112上的存在。至少光源布置在相对于相关表面的第二不同位置处。
在实施例中，储存器120进一步存储与相关表面有关的一个或多个重要性特性。重要性特性与相关表面112的可能的排水问题有多重要有关。信号发生器140从储存器120得到重要性特性。信号发生器140在下述的至少一个中考虑重要性参数：用于确定（太大的）偏差是否被检测到的传感器信号111与预测的水存在数据的比较，和/或，用于可选地为信号的产生区分优先次序并可选地在所产生的警告信号151中包括重要性值的警告信号的产生。重要性特性可以是例如指示相关表面处的排水问题是否严重的值。重要性特性也可以是例如与相关表面的交通值有关并从而间接地指示相关表面的排水问题有多严重的值。重要性特性可用于决定预测的水存在和传感器信号之间的偏差是否太大，例如用于决定偏差是否太大的阈值水平可取决于重要性特性。重要性特性也可用于为检测到的问题区分优先次序，特别是当系统从用于检测水在若干个相关表面上的存在的若干个传感器接收传感器信号时。也可在警告信号中提供重要性特性，使得警告信号的接收机能够为警告信号区分优先次序，特别是当接收机在短时间内接收到若干警告信号时。
在实施例中，信号发生器140也可能能够检测相关表面112的排水具有的问题多么严重。例如，信号发生器140可检测水正排走，但水正以比预期更低的速度排走。在这样的情况下，问题的严重性可被评估为“没有非常高”。例如，信号发生器140可检测没有排走水，以及只有自然原因（渗透和蒸发）对相关表面112上的水的量的减小作出贡献。于是，问题的严重性可被分类为“高”。检测到的严重性值可被包括在警告信号中，以帮助警告信号的接收机为所接收的警告区分优先次序。
图2示意性地示出用于监控排水的系统200的另一实施例。系统200类似于图1的系统100，且除非明确地讨论，系统200的元件具有与系统100的对应元件类似的功能效果和/或实施例。在系统200中，提供多个传感器210、212、216、218。未绘制传感器接口。在系统200中，传感器接口耦合到所有传感器210、212、216、218，并设置在传感器210、212、216、218和信号发生器240之间。在图2的示例中，绘制了四个传感器210、212、216、218，但系统的实施例不限于传感器210、212、216、218的这个数量。甚至可提供更多的传感器，或可提供至少2个传感器。上面在传感器110的上下文中讨论了传感器210、212、216、218的实施例。不同的传感器210、212、216、218与不同的相关表面280、282、286、288相关。例如，传感器212检测水是否存在于相关表面282上。在实施例中，传感器210、212、216、218无线地连接到信号发生器240，这意味着传感器信号朝着信号发生器240无线地发射。例如，每个传感器210、212、216、218耦合到对应的无线发射机211、213、217、219，该无线发射机211、213、217、219能够发射由相应的传感器210、212、216、218产生的传感器信号。在图2的示例中，存在一个耦合到信号发生器240的无线接收机241，且这个无线接收机241能够从不同的传感器210、212、216、218接收所有发射的传感器信号。在其它实施例中，若干传感器也可包括用于接收并发射传感器信号的收发机，使得这些收发机可以定位于信号发生器240的接收机241和在远处定位的特定传感器之间。然后，收发机可以接收在远处定位的特定传感器的传感器信号，并可将这个传感器信号朝信号发生器240转发。例如，自组网络（adhocnetwork）可在发射机、收发机和接收机之间形成，允许相对大区域的覆盖。网络作为整体配置成朝信号发生器240发射不同的传感器信号。在另一实施例中，传感器信号没有无线地发射到信号发生器240，但它们还可经由电线发射。例如，电源线调制解调器可用于经由向传感器210、212、216、218和/或信号发生器240提供电力的电源线来发射传感器信号。
储存器220配置成存储与相关表面280、282、286、288有关的排水信息。因此，为相关表面280、282、286、288存储信息，针对该相关表面280、282、286、288提供传感器210、212、216、218。该信息允许信号发生器240预测针对不同相关表面280、282、286、288的水存在数据。此外，大气降水单元230被稍微调适，使得它能够接收与相关表面280、282、286、288处和/或相关表面280、282、286、288附近区域处的最近大气降水有关的大气降水信息。
信号发生器240耦合到多个传感器210、212、216、218。如前面讨论的，这个耦合可借助于直接电线或借助于所绘制的无线发射技术。信号发生器240配置成得到针对相关表面280、282、286、288的预测的水存在数据，比较多个传感器210、212、216、218的传感器信号与预测的水存在数据，以及如果在比较中在传感器信号之一和预测的水存在数据之间检测到偏差则产生警告信号251。警告信号251指示与相关表面或针对其检测到偏差的相关表面有关的排水具有的问题。应注意，在该比较中，相关区域280、282、286、288中的特定的一个相关区域的预测的水存在数据与涉及相关区域280、282、286、288中的相同的特定的一个相关区域的传感器210、212、216、218的传感器信号之一进行比较。警告信号251被提供到输出接口150。
如图2所指示的，大气降水单元230能够接收大气降水信息，并可耦合到自动雨量计270，以用于接收大气降水信息。例如，当雨量计270在相关表面280、282、286、288附近定位时，它提供关于与相关表面280、282、286、288附近区域有关的最近大气降水的信息。雨量计270可能位于相关表面280、282、286、288之一处，且然后雨量计270提供关于相关表面280、282、286、288之一处的最近大气降水的信息，且假设相关表面280、282、286、288靠近彼此地位于相关表面280、282、286、288附近区域周围。
如在图2中指示的，大气降水单元230可耦合到网络260，例如互联网。然后大气降水单元230还包括网络接口。来自天气信息提供者的大气降水数据库262也可耦合到网络260，且该接口可从大气降水数据库262得到大气降水信息。大气降水数据库262可以存储例如针对所有城市和乡村的最近大气降水数据，其指示例如在相应的城市和乡村中在特定的时间间隔期间（例如，在每一刻钟期间）有多少雨落下。
在另一实施例中，大气降水单元230也耦合到多个传感器210、212、216、218，并使用所接收的传感器信号来确定是否有最近大气降水。
如在图2中指示的，（可选的）输出接口150也可耦合到网络260。然后，输出接口150也具有网络接口。输出接口150可提供形式为消息（例如，电子邮件）的警告信号251，并使用网络260来将警告信号251发射到当相关表面280、282、286、288之一的排水有问题时，必须被通知的管理机构的计算机、平板计算机、膝上型计算机或显示器264。
图3示意性地示出具有街道照明系统300的街道310，该街道照明系统300中设置了用于监控排水的系统的一个或多个实施例。沿着街道，设置雨水沟320、321、322、323。在图3的示例中，雨水沟321之一没有很好地起作用，且水滩314留在街道310上。沿着街道有形成街道照明系统300的灯杆330…335。在这个文档中，术语灯杆指杆自身连同杆顶部处的灯具（lightfixture）和设置在杆中和/或在杆顶部处的灯具中的附加可选驱动电路。对于灯杆330，已指示不同的元件，即灯具340、杆342和杆顶部处的构造元件341，其包括例如用于驱动灯具340中的灯的驱动电路。
在示例中，图1的系统100设置在灯杆330中。例如，传感器110设置在灯具340中并聚焦于灯杆330下的街道上。因此，靠近灯杆330的街道的一部分是这个传感器的相关区域。系统100的其它元件例如设置在元件341中，元件341还包括灯的驱动电路。如前面所讨论的，于是传感器也可包括灯，其可以是照亮街道310的该部分的灯杆的灯。灯的驱动电路也可以是传感器的部分，如果如前面讨论的，传感器使用编码光。用于发射编码光的这样的驱动电路调制驱动信号，使得代码存在于所发射的光中，并使得人类肉眼不能够看到所发射的光的调制。用于接收大气降水信息的接口可耦合到雨量计，其也可集成在灯杆330中，或可经由有线或无线连接耦合到网络。输出接口可经由电线或无线连接而连接到网络，以用于向负责的当事方发射警告信号，或输出接口可耦合到例如设置在灯杆330外部的红色警告灯。
在示例中，在街道照明系统300中设置图2的系统200。例如，灯杆331…335设置有传感器210、212…216、218之一，并设置有无线发射机211、213……217、219之一。灯杆331…335之一还包括无线接收机241、储存器220、信号发生器和大气降水单元230以及输出接口150。灯杆331…335中的每个传感器具有相关表面，其为靠近相应灯杆331…335并由相应灯杆331…335照亮的街道的一部分。例如，灯杆335可检测水滩314存在于灯杆335附近的街道上。如果没有最近大气降水，如由所接收的大气降水信息指示的，则信号发生器可检测针对灯杆335的相关区域的预测的水存在数据之间的偏差，且可以产生被提交到负责街道310的维护的管理机构的警告信号。随后，负责的管理机构可视察街道310以修理雨水沟321或使雨水沟321畅通。在另一实施例中，考虑了街道上的水滩314太危险且负责的管理机构可关闭街道310或激活警告标志，其向街道310用户指示有太多的水存在于街道310上。
图4示意性地示出监控排水的方法400。该方法包括：a）接收402由传感器产生的传感器信号，该传感器配置成检测相关表面处的水存在并产生指示相关表面处的水存在的传感器信号；b）得到或取回404与相关表面有关的排水信息（可选地来自储存器），该排水信息包括在相关表面处的大气降水的情况下、在相关表面上的水存在的特性；c）得到或接收406包括关于相关表面处和/或相关表面附近区域处的最近大气降水的信息的大气降水信息；d）通过将所取回的排水信息应用于所接收的大气降水信息，得到或确定408预测的水存在数据；e）比较410所接收的传感器信号与预测的水存在数据；以及f）如果在比较中，在所接收的传感器信号和预测的水存在之间检测到偏差，则产生412指示与相关表面有关的排水具有的问题的警告信号。
监控排水的方法400具有与上面讨论的用于监控排水的系统类似的实施例。方法400的实施例具有与系统的实施例类似的效果和优点。示意性地绘制的方法400以线性顺序示出方法400的不同阶段402…412。在不同阶段402…412不依赖于彼此的限度内，方法400的实施例不限于阶段402…412的所绘制的线性顺序。一些阶段可以按另一顺序执行，或可并行地执行。例如，在得到408预测的水存在数据之前，取回404排水信息，并接收406大气降水信息。然而，在接收406大气降水信息之前是否取回404排水信息或反过来并不重要。例如，可与接收406大气降水信息并行地取回404排水信息。
图5示意性地示出计算机程序产品510。计算机程序产品510是例如程序520存储于其上的光盘。程序520的实施例是操作的以使处理器执行上面讨论的监控排水的方法的实施例。程序可包括包含指令，当程序加载到包括处理器的计算机内时，该指令使处理器执行上面讨论的监控排水的方法。处理器可以是通用处理器，且处理器可以是也可具有特别配置成更高效地执行方法的阶段中的一些阶段的一些硬件的专用处理器。计算机程序产品510的实施例不限于光盘。程序还可以提供于另一载体中或另一载体处，或可以被提供为可下载的程序。例如，载体可包括存储介质（诸如rom，例如cdrom或半导体rom）或磁性记录介质（例如软盘或硬盘）。此外，载体可以是可传输载体，诸如电或光信号，其可以经由电缆或光缆或通过无线电或其它手段来传送。当程序表达于这样的信号中时，载体可由这样的缆线或其它设备或手段构成。可替代地，载体可以是其中嵌有程序的集成电路，该集成电路被调适，以用于执行相关方法或用于在相关方法的执行中使用。
总之，本文档提供用于监控排水的系统和监控排水的方法。用于监控排水的系统包括传感器接口、储存器、大气降水单元和信号发生器。传感器检测水是否存在于相关表面处并产生传感器信号。储存器存储排水信息，其与相关表面有关，并包括在大气降水的情况下的相关表面上的水存在的特性。大气降水单元接收最近大气降水信息。信号发生器i）通过将从储存器取回的排水信息应用于大气降水信息来得到预测的水存在数据，ii）比较从传感器接收的传感器信号与预测的水存在数据，以及iii）如果在比较中检测到太大的偏差，则产生指示排水具有的问题的警告信号。
应注意，使用可编程部件，在硬件和/或软件中可以实现本发明。用于实现本发明的方法具有对应于为如参考图1描述的系统定义的功能的步骤。
将领会，为了清楚，上面的描述参考不同的功能单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，将显然的是，可使用在不同的功能单元或处理器之间的功能的任何适当分布而不偏离本发明。例如，图示为由分开的单元、处理器或控制器执行的功能可由相同的处理器或控制器执行。因此，对特定功能单元的引用只被视为对用于提供所描述功能的适当装置的引用，而非指示严格的逻辑或物理结构或组织。本发明可以以包括硬件、软件、固件或这些的任何组合的任何适当形式实现。
应注意，在本文档中，词语“包括”并不排除存在除了所列出的那些元件或步骤以外的其它元件或步骤，且元件前面的词语“一（a或an）”并不排除存在多个这样的元件，任何参考符号并不限制权利要求的范围，本发明可借助于硬件和软件两者来实现，以及若干“装置”或“单元”可由硬件或软件的相同项表示，且处理器可实现一个或多个单元的功能（可能与硬件元件协作）。此外，本发明不限于实施例，且本发明在于上面描述或在相互不同的从属权利要求中列举的每个新颖特征或特征的组合。