一种铁路水害风险预警装置及其预警方法与流程

本发明涉及铁路安全，更具体地说，它涉及一种铁路水害风险预警装置及其预警方法。

背景技术：

1、铁路是国民经济的大动脉，是我国交通运输体系的骨干，是经济发展的桥梁和纽带，但铁路的生态环境极其脆弱，台风、暴雨、短时强降水、雷电等灾害性天气及山洪、地质灾害和泥石流等次生灾害对铁路设施、运输安全构成了严重的威胁；

2、铁路在运营时，对其铺设环境的安全检测及风险预警是重要的项目之一，在风险预警中，水害预警是重要项目之一，并且水害中，降雨是重要的水害方式之一；

3、经检索，中国专利（公开号：cn209656918u）公开了一种铁路水害防御气象保障服务系统，该专利包括依次连接的监测站，气象服务处理中心和信息显示装置；监测站包括沿线气象监测站、遥感监测设备，铁路气象信息数据库、气象数据采集服务器、水害防御气象信息生成模块分别与铁路气象服务中心连接，水害防御气象信息生成模块连接信号遮断机。

4、在现有技术中，在对铁路水害进行风险预警时，尤其是降雨，需要从较多的因素对风险进行预警，以提高风险预警的准确度；

5、在对降雨量进行检测时，由于降雨方向不同，在采用水平开口的采集装置进行采集时，降雨的收集方向与降雨的方向之间纯在偏差，导致降雨收集的质量较差，降雨收集的数量与实际降雨量之间的差距较大；

6、并且在铁路及附近区域地面有凹陷区域时，凹陷区域容易堆积雨水，具有安全隐患，因此在对降雨进行预警时，对凹陷区域雨水的堆积速度同样需要进行检测，因此，本发明提出了一种铁路水害风险预警装置及其预警方法。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种铁路水害风险预警装置及其预警方法。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种铁路水害风险预警装置，包括主控箱，所述主控箱的底部安装有多个支架，用于将主控箱支撑在检测区域；

3、所述主控箱的下表面安装有连接筒，且主控箱的顶端安装有雨水聚集箱，所述连接筒的两侧均安装有侧臂架，两组所述侧臂架远离连接筒的一侧均安装有雨水检测模块；

4、所述雨水检测模块包括连接箱，所述连接箱的内部安装有气缸，所述气缸的输出端朝上，且安装有立柱，所述立柱的外侧和顶部均安装有雨向检测板；

5、所述雨水聚集箱包括组装箱，所述组装箱的内部设置有第一转向机构和雨量箱，雨量箱与第一转向机构的输出端相连接，并且其顶部设置有收集降雨的开口；

6、所述雨量箱的内部安装有至少一组水位模块，且雨量箱顶端的一侧安装有第二转向机构，所述第二转向机构内部的底端转动连接有转动架，转动架的一端与第二转向机构的输出端相连接，且转动架的侧面与雨量箱之间安装有折叠套。

7、进一步的，组装箱的底部与主控箱之间设置有多个连接块，多个连接块之间设置有空隙；

8、雨量箱的底部设置有排水阀，排水阀打开后，雨水从雨量箱的排水阀流下，并从空隙排出。

9、进一步的，铁路水害风险预警装置还包括聚水框，聚水框用于嵌入至地面中，其底端的水平高度不高于铁路检测路段中水平高度最低的部位；

10、所述连接筒的内部安装有水位检测模块，所述水位检测模块的底端安装有浮力件；

11、浮力件延伸至聚水框的内部，用于对聚水框内部的水位进行检测。

12、进一步的，所述水位检测模块包括与连接筒内部顶端相连接的压力模块，所述压力模块的下侧安装有弹性件，所述弹性件的底端安装有组装架；

13、所述浮力件与组装架的底端相连接。

14、进一步的，所述组装架的底端设置有扩口块，所述扩口块的底部设置有伞形部位，且扩口块内部的顶端设置有磁性部位ⅰ；

15、所述浮力件的顶端设置有磁性部位ⅱ；

16、浮力件沿着扩口块嵌入至其内部时，磁性部位ⅱ与磁性部位ⅰ接触，两者进行吸附连接。

17、进一步的，所述扩口块顶部的磁性部位ⅰ与伞形部位之间设置有约束段，约束段与浮力件的顶端贴合，避免浮力件在使用时出现滑动的问题；

18、聚水框中积水后，对浮力件施加浮力，压力模块对浮力件所受到的浮力进行检测，以计算出积水的高度和积水的速率。

19、进一步的，所述连接箱的内部顶端转动连接有两组转动板，所述气缸输出端的两侧与两组转动板之间均安装有弹性杆；

20、弹性杆与对应转动板的连接部位设置有可转动的连接件，连接件与转动板滑动连接；

21、两组所述转动板的上表面均低于连接箱的顶端；

22、气缸上升时，通过弹性杆带动转动板转动， 在转动板贴合至连接箱的内壁后停止转动，并且弹性杆发生弹性形变，以保持气缸继续上升，直至将立柱上升至连接箱的外侧。

23、本发明还公开了一种铁路水害风险预警装置的预警方法，包括以下步骤：

24、步骤一：将装置通过支架安装至铁路的一侧，并将主控箱与天气预告平台进行联网，以获得降雨信息；

25、步骤二：主控箱获得降雨信息后，将立柱从连接箱中升起，对降雨的方向进行监测，获得方位信息；

26、步骤三：主控箱基于方位信息，将转动架展开，并将其转动至对应的方位，以获取降雨；

27、步骤四：雨水聚集箱对内部降雨的水量和速率进行监测，获得雨量值和速率值；步骤五：将单位时间内的雨量值和速率值进行统计，并生成对应的增长趋势数据ⅰ和增长趋势数据ⅱ，分别对应雨量值的增长趋势和速率值的增长趋势；

28、步骤六：基于增长趋势数据ⅰ和增长趋势数据ⅱ，获取雨量值和速率值超过雨量阈值和速率阈值的预测时间，并基于预测时间的长短，生成对应等级的预警信息。

29、进一步的，步骤四中，主控箱通过天气预告平台接收降雨的趋势，生成校位因子，对增长趋势数据ⅰ和增长趋势数据ⅱ进行调整；当后续降雨增大时，校位因子数值增大，当后续降雨变小时，校位因子数值降低。

30、进一步的，所述立柱的方向监测为五方向或九方向中的任一种；

31、五方向为东、南、西、北和顶部；

32、九方向为东、西、南、北、东南、西南、东北、西北和顶部；

33、所述立柱的外侧设置有对应方向的感应区域。

34、进一步的，所述立柱获得方位信息的方法，包括以下步骤：

35、a1：将两组立柱朝向主控箱的方向设置为负向感应区域，并且两组立柱远离对方的一侧设置为增项感应区域，并且一组立柱的增项感应区域与另一组立柱的负向感应区域相匹配，将其余方向设置为正向感应区域；

36、a2：两组立柱的各个感应区域对单位时间内的雨量进行监测，获得以下数据的一种；

37、a21：两组立柱中相同的正向感应区域数据总和最大，转动架调整至对应正向感应区域的方向；方向位于立柱的顶部时，转动架收纳至雨量箱的内部；

38、a22：两组立柱中的任一增项感应区域数据的计算数据y最大；

39、y=增项感应区域a×｜增项区域a数据-负向感应区域a数据｜×α，α为固定系数；

40、转动架从雨量箱中转起，雨量箱带动转动架转动至朝向对应增项感应区域的方向。

41、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

42、本发明中的预警装置通过立柱，可以对降雨的方向进行监测，从而可以方便控制转动架的升降及转动角度，从而可以提高对降雨的收集效率和质量，进而可以提高水害的监测质量，可以及时进行预警；

43、并且立柱在未使用时，其收纳在连接箱的内部，可以避免其受到损伤，并且转动板在立柱升起时，可以自动打开，进而方便对降雨进行监测；

44、进一步的，预警装置还设置有聚水框，可以埋设在地面中，对凹陷区域的积水状况进行模拟，进而可以及时快速预警。