一种城市道路积水分级监测预警系统

技术特征：
1.一种城市道路积水分级监测预警系统，其特征为：包括监测巡检车、水深测量装置、控制系统，所述的监测巡检车定期对城市道路进行巡检，巡检过程中通过车载的测量装置对路面的坑洼尺寸进行测量，测量的数据存储于监测巡检车内的控制器内，并通过无线传输的模式与控制系统共享，控制系统通过预设程序对测量结果进行数据分析并绘制三维坑洼图，通过数据分析得出同一路段内各个坑洼的深度、上端口的面积和容积，进而选取位于路边、容积最大且深度最深一处坑洼作为基准坑洼，通过数学模拟软件模拟下雨天的情境，并依据坑洼上端口的受水面积计算每个坑洼单位时间内的受水量，并结合每个坑洼的容积、深度及三维模型图，计算在同一降水速度下，其余坑洼的积水深度相当于基准坑洼积水深度的比例的时间变化曲线，以此比例关系的时间变化曲线作为下雨天基准坑洼的积水深度与其余坑洼的积水深度的第一相关性指标，所述的水深测量装置设置于基准坑洼内，并通过无线传输或有线传输的方式与控制系统信号连接，所述的控制系统依据第一相关性指标及下雨天基准坑洼的实时积水深度推算其余坑洼的实时积水深度，并依据降水速率对各个坑洼内的积水深度进行预警。2.如权利要求1所述的一种城市道路积水分级监测预警系统，其特征为：在不具备基准坑洼的选取条件时，所述的基准坑洼通过人工开挖获得；依据坑洼上端口的受水面积计算每个坑洼单位时间内的受水量时，除了考虑降水速率及坑洼上端口的面积因素外，还考虑到坑洼上端口边缘处向坑洼内溢水的影响，依据道路表面地势的高低，通过数学模拟软件模拟下雨情境，当道路表面的一些区域必然会因地势的影响使该区域的降水流入某一坑洼时，将该区域的面积并入到对应的坑洼的受水面积内，将所并入的受水面积记为额外受水面积，计算每个坑洼的额外受水面积在单位时间内的受水量，将推算所得的其余坑洼的实时积水深度加上额外受水面积带来的受水量，通过数学模拟推算此时其余坑洼修正后的实时积水深度。3.如权利要求2所述的一种城市道路积水分级监测预警系统，其特征为：进行积水预警时，依据基准坑洼测量所得的实时积水深度及其余坑洼的修正后的实时积水深度进行预警。4.如权利要求3所述的一种城市道路积水分级监测预警系统，其特征为：进行积水预警时，依据车辆的排气管出口高度和发动机进气口高度评估各种车型的涉水能力，积水预警时，控制系统通过无线传输的模式向驾驶员的专用app软件发送预警信息，所述的预警信息针对车辆的涉水能力配置。5.如权利要求4所述的一种城市道路积水分级监测预警系统，其特征为：所述的监测巡检车包括车体，所述的车体顶端的两侧沿前后方向设有直线滑轨，所述的直线滑轨上分别滑动连接有滑动梁，2个滑动梁的顶端沿左右方向固定设有横梁，所述的横梁底端设有超声波地形仪，所述的超声波地形仪通过第一驱动机构沿着横梁来回移动，所述的滑动梁通过第二驱动机构沿着直线滑轨前后移动，所述的超声波地形仪与控制器电连接。6.如权利要求5所述的一种城市道路积水分级监测预警系统，其特征为：所述的第一驱动机构包括设于横梁一端的驱动电机、沿横梁的长度方向开设于横梁内的直线滑槽、滑动连接于直线滑槽内的滑块、设于直线滑槽下端并与横梁下端面贯通的条形槽、穿过条形槽并将超声波地形仪及滑块连接起来的连接块，所述的直线滑槽内还设有丝杠，所述的丝杠与滑块螺接，丝杠的一端与直线滑槽的槽壁转动连接，另一端可转动的贯穿横梁的侧端面，
并与驱动电机的输出轴固定连接，所述的控制器配置为对驱动电机进行控制。7.如权利要求6所述的一种城市道路积水分级监测预警系统，其特征为：所述的直线滑轨设有开口端朝上的t形滑槽，所述的滑动梁为t形梁，滑动梁的底端与t形滑槽滑动连接，所述的第二驱动机构包括沿长度方向设于滑动梁底端的内嵌式齿条、固定设于车体顶端的双轴电机、固定设于双轴电机两侧的固定板，所述的双轴电机的2个输出轴的端部分别连接有贯穿固定板并与固定板转动连接的传动轴，所述的传动轴远离双轴电机的一端固定连接有齿轮，所述的齿轮与齿条啮合连接。8.如权利要求5、6、7任一所述的一种城市道路积水分级监测预警系统，其特征为：所述的车体的后端还设有配重块。9.如权利要求8所述的一种城市道路积水分级监测预警系统，其特征为：所述的水深测量装置包括套筒，所述的套筒外壁的底端固定设有配重底座，套筒外壁上均匀分布有若干通孔，在套筒外表面缠绕有过滤网，在套筒内壁上沿轴向设有光栅尺，在套筒的底端沿轴向设有导柱，所述的导柱上滑动连接有浮板，所述的浮板的一端与光栅尺的读数头连接，所述的光栅尺通过有线或无线的模式与控制系统信号连接。

技术总结
一种城市道路积水分级监测预警系统，涉及城市道路积水监测预警技术领域，包括监测巡检车、水深测量装置、控制系统。本发明无需针对每个坑洼通过水深测量装置进行积水深度测量，有效提高了实用性，通过监测巡检车对道路表面的坑洼状态进行监测，并采集数据信息，通过计算基准坑洼与其余坑洼的相关性曲线能够及时获得其余坑洼的实时积水深度，结合对额外受水面积的计算可得出接近准确的其余坑洼的经过修正后的实时积水深度，通过测量所得的基准坑洼的实时积水深度和修正后的实时积水深度，可针对不同的车型进行有效预警，从而使驾驶人员真正规避风险，同时也为城市交通的规划疏导提供了有力的支撑。了有力的支撑。了有力的支撑。


技术研发人员：杨华慧 杨金顺 孙伟 张魁杰 杨慧 吝福来 李嘉宁 段玉鹏 赵正阳 汪静
受保护的技术使用者：青岛理工大学
技术研发日：2022.08.17
技术公布日：2022/11/29