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工业控制计算机 2020年第3期33卷 41-44页

作者：黄镜入时海龙崔庚鑫重庆交通大学交通运输学院重庆400074

雨后微干的路面往往容易让机动车驾驶员忽视路面的安全隐患。雨后高速公路路面形成区域性积水后,当高速行驶的车轮与积水区域相接触时,容易产生滑水现象,导致汽车失去部分或全部操纵性,这时极易导致交通事故的发生。针对此类情况设计了... 详细信息

雨后微干的路面往往容易让机动车驾驶员忽视路面的安全隐患。雨后高速公路路面形成区域性积水后,当高速行驶的车轮与积水区域相接触时,容易产生滑水现象,导致汽车失去部分或全部操纵性,这时极易导致交通事故的发生。针对此类情况设计了一套基于无人机图像的高速公路积水预警系统,该系统由图像采集、积水识别和积水预警三部分组成。利用无人机的机动灵活、覆盖面广和无线传输的特性对高速公路路面情况进行采集,并将其位置信息和路面图像实时传回远端服务器进行处理。通过图像灰度化、图像二值化、形态学运算、消除小面积区域等操作提取出传回图像中潜在的积水区域,然后根据计算出的潜在积水区域相应的形状特征参数判断其是否为积水区域。当远端服务器确认无人机传回的图像中存在积水区域后,通过电子地图、短信提醒、高速公路显示屏等多种方式将积水区域的位置和面积等预警信息告知机动车驾驶员,从而减少此类交通事故发生。

关键词：高速公路无人机图像识别积水预警

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城市积水监测预警平台的设计与实现

城市积水监测预警平台的设计与实现

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作者：张晓斌南昌大学

学位级别：硕士

城市规划、建设是一项复杂的系统工程。在城镇化初期建立的排水工程,由于城市建设理念没及时跟上,导致建设规划不够合理,而且排水管网运营过程中容易出现管网淤泥堵塞、人为增加暗渠等问题,当遇到暴雨急雨等极端恶劣天气,排水管网排水超... 详细信息

城市规划、建设是一项复杂的系统工程。在城镇化初期建立的排水工程,由于城市建设理念没及时跟上,导致建设规划不够合理,而且排水管网运营过程中容易出现管网淤泥堵塞、人为增加暗渠等问题,当遇到暴雨急雨等极端恶劣天气,排水管网排水超载,从而造成交通堵塞、电力中断、房屋被淹等灾害,带来大量的人力物力财力损失。因此对城市积水进行监测预警成为保障人民正常生活的一个重要手段。为了解决城市道路积水问题,本论文首先以城市地下管网基础数据库与管网监测设备为依托,结合通信技术、网络技术、GIS技术、可视化技术等,实时采集管网运行状态数据并对监测数据和告警信息进行实时展示和统计分析,实现城市道路积水监测功能,然后在此基础上,结合管网GIS数据、区域地形数据,构建城市积水分析模型,为提高城市管网运行的可靠性和安全性、识别管网结构瓶颈、优化管网运行、预警潜在事故、指导后续管网建设和抢险应急等提供数据支持和理论依据。

关键词：城市积水积水监测积水预警

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智慧灯杆为载体的城市道路积水监测预警设备研发

智慧灯杆为载体的城市道路积水监测预警设备研发

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作者：袁海波西南大学

学位级别：硕士

随着我国城市化进程的不断向前推进,城市气候和地表下垫面条件均发生明显的变化,再加上城市排水管网系统建设滞后和排水系统规划不够合理,一旦遭遇台风、暴雨等恶劣天气,会导致城市道路积水,严重影响城市居民出行,极大威胁国家和人民生... 详细信息

随着我国城市化进程的不断向前推进,城市气候和地表下垫面条件均发生明显的变化,再加上城市排水管网系统建设滞后和排水系统规划不够合理,一旦遭遇台风、暴雨等恶劣天气,会导致城市道路积水,严重影响城市居民出行,极大威胁国家和人民生命财产安全。目前国内外对于城市道路积水的监测方式,主要分为设备监测和数据挖掘分析两类。设备监测主要是通过各种部署在城市道路上的水位传感器对道路积水进行监测,此类监测方式多采用单一或单源的传感器,只能对传感器测量处的积水深度进行测量,难于准确地测量道路积水区域的最大深度或有效深度,容易产生误报、错报;数据挖掘分析通过分析城市道路积水形成的原因、过程,结合城市道路地表高程数据、道路排水管网等信息来推断、估计道路积水产生的可能性、道路积水深度等。此类监测方式需要城市道路全部高精度数字高程数据、道路排水管网信息,会带来所需数据不好获取、数据不全、数据复杂、数据不好更新以及识别精度不够的问题。针对上述问题,本文在纵向项目的支持下,结合智慧灯杆应用场景,研发一种智慧灯杆为载体的城市道路积水监测预警设备,该设备通过对摄像头监控感知的道路积水面积、压力液位传感器检测感知的道路单点积水深度以及翻斗式雨量传感器测量感知的降雨量等异构多源多模态数据进行融合,结合本文提出的城市道路积水最大深度计算模型可以准确地计算出道路积水区域的积水最大深度,然后以积水最大深度计算模型、道路积水感知数据以及获取的气象预报信息为基础,对未来一段时间的道路积水深度进行精细化的预测预告。本文完成的主要工作内容如下:首先,对智慧灯杆物联网系统架构进行了论述,以常规智慧路灯物联网系统的四层架构体系为基础,在其传输层的网络边缘侧,新增一个边缘计算层,将本文研发的城市道路积水监测预警设备作为该边缘计算层设备——边缘智能节点,将传统物联网的“云、管、端”模型转变为“云、管、边、端”模型,在此基础上从系统结构、硬件组成、软件框架三部分完成了设备的方案设计。接着,研究分析了城市道路积水的产生过程,然后结合城市道路积水成因理论及其计算,对城市道路积水形成过程建模,推导构建了城市道路积水最大深度计算模型、预测模型,并使用多元线性回归模型的最小二乘参数估计方法在本地完成了基于实时积水监测感知数据的模型参数在线辨识工作。其次,对积水监测的多源异构传感器感知技术展开研究,为城市道路积水最大深度计算模型、预测模型的使用提供技术支持。积水监测主要对道路积水的积水面积、道路单点积水深度以及降雨量进行感知。采用HSV颜色空间识别和支持向量机（SVM）纹理特征识别相结合的方式对道路积水进行识别,实现对积水面积的监测与感知。基于传感器技术,使用压力液位传感器、翻斗式雨量传感器分别测量道路单点积水深度和降雨量。最后,完成了城市道路积水监测及预警的实现。在实验室搭建了实验验证平台,对设备中道路积水监测功能的积水面积感知、单点积水深度感知以及城市道路积水最大深度计算模型、预测模型、道路积水预警进行了实验验证,验证了城市道路积水监测预警设备的有效性和准确性。

关键词：城市道路积水最大深度智慧灯杆积水识别积水监测积水预警

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排水实时模型在上海防汛中的应用示范

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中国给水排水 2012年第15期28卷 49-52页

作者：谭琼时珍宝张建频程晓波张彦晶上海市水务规划设计研究院上海200232 上海市城市排水有限公司上海200233

极端暴雨天气引发的城市积水是世界性难题。目前,发达国家在经验累积的基础上,逐步开展了实时在线的排水系统水力模型,利用先进、科学的模拟计算手段提高积水预警和调度水平,减少暴雨积水给城市基础设施和公众带来的危害。为进一步提高... 详细信息

极端暴雨天气引发的城市积水是世界性难题。目前,发达国家在经验累积的基础上,逐步开展了实时在线的排水系统水力模型,利用先进、科学的模拟计算手段提高积水预警和调度水平,减少暴雨积水给城市基础设施和公众带来的危害。为进一步提高上海排水抗风险能力,研究紧密结合全球排水防汛实时模型领域的前沿技术,集成排水系统遥测数据、天气预报、一维和二维水力模型及网页发布等应用系统,建成了上海市示范地区排水系统暴雨积水的预报预警和泵站调度的决策支持平台。该研究为建立全市排水防汛实时预报与决策支持系统提供了引领示范,为上海市防汛安全体系提供了有力的技术支撑,也可为其他城市防汛安全保障提供有益参考。

关键词：排水实时模型防汛安全积水预警在线调度

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基于数值模拟的道路积水分析

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土木建筑工程信息技术 2022年第4期14卷 109-115页

作者：黄黎明肖潜陈良志中交第四航务工程勘察设计院有限公司广州510290 中交(汕头)东海岸新城投资建设有限公司汕头515041

本文以汕头东海岸塔岗围片区项目为基础,探索了一条从雨水管网工程设计到道路积水模拟的实施路径,采用BIM技术构建了雨水管网模型和地形曲面模型,并将BIM模型通过转换导入洪涝模拟软件中进行数值模拟,分析得出不同暴雨重现期下的积水区... 详细信息

本文以汕头东海岸塔岗围片区项目为基础,探索了一条从雨水管网工程设计到道路积水模拟的实施路径,采用BIM技术构建了雨水管网模型和地形曲面模型,并将BIM模型通过转换导入洪涝模拟软件中进行数值模拟,分析得出不同暴雨重现期下的积水区域、积水深度及积水时间,结果表明积水区域基本是固定的,但积水时间会随降雨重现期增大而变长,这些成果为后续道路积水预警研究提供了基础。

关键词：数值模拟道路积水 BIM 积水预警

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