本實(shí)用新型涉及城市安全技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種城市內(nèi)澇路面行人安全預(yù)警裝置及方法。

背景技術(shù)：

近幾年來(lái)，我國(guó)極端天氣頻發(fā)，由暴雨引發(fā)的城市內(nèi)澇現(xiàn)象嚴(yán)重，造成了大量的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，也導(dǎo)致了人員傷亡事故。由于我國(guó)排澇設(shè)施建設(shè)的不足且降雨時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度大，造成路面積水嚴(yán)重、水流流速大，容易導(dǎo)致行人失穩(wěn)摔倒，甚至被水流卷走。而造成路面行人由于水流的作用而失穩(wěn)的最重要的兩個(gè)相關(guān)的水力學(xué)參數(shù)為流速、水深。

因此，對(duì)城市內(nèi)澇時(shí)，路面的積水水深、流速進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并根據(jù)相關(guān)的研究路面行人失穩(wěn)的臨界條件進(jìn)行判斷，進(jìn)行安全預(yù)警防止不利事故的發(fā)生尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種預(yù)警裝置，具體為一種城市內(nèi)澇路面行人安全預(yù)警裝置及方法，可以有效的防止上述事故的發(fā)生。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種城市內(nèi)澇路面行人安全預(yù)警裝置，包括一個(gè)支座，在所述的支座上設(shè)有一個(gè)支撐桿，所述的支撐桿包括一個(gè)豎直桿和一個(gè)水平桿，所述的豎直桿的一端與支座相連，另一端與水平桿相連，在所述的水平桿上連接有多普勒流速儀以及激光測(cè)距儀；所述的多普勒流速儀以及激光測(cè)距儀與一個(gè)單片機(jī)相連，所述的單片機(jī)的輸出端與一個(gè)顯示裝置相連；所述的顯示裝置安裝在水平桿上；所述的單片機(jī)安裝在一個(gè)裝配盒內(nèi)，且所述的單片機(jī)通過(guò)無(wú)線傳輸設(shè)備與控制中心進(jìn)行信號(hào)傳輸。

本實(shí)用新型的單片機(jī)設(shè)置在裝配盒內(nèi)，與多普勒流速儀、激光測(cè)距儀、顯示裝置、無(wú)線傳輸設(shè)備相連，通過(guò)接收多普勒流速儀、激光測(cè)距儀傳達(dá)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理后，得到流速、水深數(shù)據(jù)，并根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析處理后，顯示到懸掛在支撐桿的水平桿的顯示裝置上，進(jìn)行安全預(yù)警；所述單片機(jī)將信號(hào)傳遞給無(wú)線傳輸設(shè)備，無(wú)線傳輸設(shè)備將信號(hào)發(fā)送至控制中心，控制中心可以將信息通過(guò)短信、微博、微信公眾號(hào)進(jìn)行安全信息發(fā)布。

進(jìn)一步的，在所述的豎直桿上設(shè)有一個(gè)水流開(kāi)關(guān)，所述的水流開(kāi)關(guān)控制多普勒流速儀、激光測(cè)距儀、單片機(jī)、顯示裝置和無(wú)線傳輸設(shè)備的開(kāi)啟與關(guān)閉。

進(jìn)一步的，所述裝配盒固定在豎直桿上，所述的無(wú)線傳輸設(shè)備也設(shè)置在裝配盒內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述的顯示裝置懸掛在水平桿。

進(jìn)一步的，所述支撐桿及支座設(shè)置在馬路邊，水平桿伸向馬路端。

進(jìn)一步的，所述水流開(kāi)關(guān)、多普勒流速儀、激光測(cè)距儀、顯示裝置、單片機(jī)、無(wú)線傳輸設(shè)備的供電與市政路燈的線路為同一條纜線路；不需要額外鋪設(shè)電線，可以減小布置時(shí)的工程量。

進(jìn)一步的，所述多普勒流速儀用來(lái)測(cè)量路面內(nèi)澇積水的水流流速，其探頭可以旋轉(zhuǎn)移動(dòng)以測(cè)量多個(gè)方向上的流速。

進(jìn)一步的，所述激光測(cè)距儀用來(lái)測(cè)量激光測(cè)距儀至內(nèi)澇積水的水流表面距離。

進(jìn)一步的，在降雨時(shí)，顯示裝置還可以顯示周圍下水井蓋與支撐桿的距離和方向，以警示路人，防止部分下水井蓋因損壞或遺失，而造成行人在不知情的情況下，跌落至下水井。

進(jìn)一步的，所述水流開(kāi)關(guān)設(shè)置在支撐桿豎直桿的側(cè)壁上，距離支座20cm；當(dāng)路面沒(méi)水或積水很淺時(shí)不會(huì)對(duì)行人造成安全隱患，裝置不會(huì)開(kāi)啟；當(dāng)積水較深淹沒(méi)水流開(kāi)關(guān)時(shí)，裝置開(kāi)啟進(jìn)行測(cè)量，并通過(guò)單片機(jī)結(jié)合行人失穩(wěn)的臨界條件后，在顯示裝置上進(jìn)行預(yù)警。

本實(shí)用新型的效益在于：

本實(shí)用新型城市內(nèi)澇情況下，對(duì)路面內(nèi)澇積水是否會(huì)對(duì)行人的安全造成隱患進(jìn)行預(yù)警，給行人參考和警示，減小因城市內(nèi)澇路面積水造成人員傷亡事件發(fā)生的概率。

附圖說(shuō)明

圖1：一種城市內(nèi)澇路面行人安全預(yù)警裝置及方法的裝置示意圖；

圖2：路面積水水深測(cè)量計(jì)算示意圖。

其中：1多普勒流速儀，2激光測(cè)距儀，3LED顯示屏，4裝配盒，5單片機(jī)，6水流開(kāi)關(guān)，7支撐桿，8支座，9無(wú)線傳輸設(shè)備。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說(shuō)明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說(shuō)明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

為更好的對(duì)本實(shí)用新型作更好的闡述，先結(jié)合附圖作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1、2所示，一種城市內(nèi)澇路面行人安全預(yù)警裝置，包括：多普勒流速儀1，激光測(cè)距儀2，LED顯示屏3，裝配盒4，單片機(jī)5，水流開(kāi)關(guān)6，支撐桿7，支座8、無(wú)線傳輸設(shè)備9。

在支座8上設(shè)有一個(gè)支撐桿7，支撐桿7包括一個(gè)豎直桿和一個(gè)水平桿，所述的豎直桿的一端與支座相連，另一端與水平桿相連，在水平桿上連接有多普勒流速儀1以及激光測(cè)距儀2；多普勒流速儀1以及激光測(cè)距儀2與一個(gè)單片機(jī)5相連，所述的單片機(jī)5的輸出端與一個(gè)LED顯示屏3相連；所述的LED顯示屏3安裝在水平桿上；所述的單片機(jī)安裝在一個(gè)裝配盒4內(nèi)，且所述的單片機(jī)通過(guò)無(wú)線傳輸設(shè)備9與控制中心進(jìn)行信號(hào)傳輸。

在所述的豎直桿上設(shè)有一個(gè)水流開(kāi)關(guān)6，所述的水流開(kāi)關(guān)6控制多普勒流速儀1、激光測(cè)距儀2、單片機(jī)5、LED顯示屏3和無(wú)線傳輸設(shè)備9的開(kāi)啟與關(guān)閉。

進(jìn)一步的，所述裝配盒4固定在豎直桿上，所述的無(wú)線傳輸設(shè)備9也設(shè)置在裝配盒4內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述的LED顯示屏3懸掛在水平桿。

進(jìn)一步的，所述支撐桿7及支座8設(shè)置在馬路邊，水平桿伸向馬路端。

進(jìn)一步的，所述水流開(kāi)關(guān)6、多普勒流速儀1、激光測(cè)距儀2、LED顯示屏3、單片機(jī)5、無(wú)線傳輸設(shè)備9的供電與市政路燈的線路為同一條纜線路；不需要額外鋪設(shè)電線，可以減小布置時(shí)的工程量。

進(jìn)一步的，所述多普勒流速儀1用來(lái)測(cè)量路面內(nèi)澇積水的水流流速，其探頭可以旋轉(zhuǎn)移動(dòng)以測(cè)量多個(gè)方向上的流速。

進(jìn)一步的，所述激光測(cè)距儀2用來(lái)測(cè)量激光測(cè)距儀2至內(nèi)澇積水的水流表面距離。

進(jìn)一步的，所述單片機(jī)5設(shè)置在裝配盒4內(nèi)，與多普勒流速儀1、激光測(cè)距儀2、LED顯示屏3、無(wú)線傳輸設(shè)備9相連，通過(guò)接收多普勒流速儀1、激光測(cè)距儀2傳達(dá)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理后，得到流速、水深數(shù)據(jù)，并根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析處理后，顯示到懸掛在支撐桿的水平桿的LED顯示屏3上，進(jìn)行安全預(yù)警。

進(jìn)一步的，所述單片機(jī)5將信號(hào)傳遞給無(wú)線傳輸設(shè)備9，無(wú)線傳輸設(shè)備9將信號(hào)發(fā)送至控制中心，控制中心可以將信息通過(guò)短信、微博、微信公眾號(hào)進(jìn)行安全信息發(fā)布。

進(jìn)一步的，在降雨時(shí)，LED顯示屏3還可以顯示周圍下水井蓋與支撐桿的距離和方向，以警示路人，防止部分下水井蓋因損壞或遺失，而造成行人在不知情的情況下，跌落至下水井。

進(jìn)一步的，所述水流開(kāi)關(guān)6設(shè)置在支撐桿7豎直桿的側(cè)壁上，距離支座20cm；當(dāng)路面沒(méi)水或積水很淺時(shí)不會(huì)對(duì)行人造成安全隱患，裝置不會(huì)開(kāi)啟；當(dāng)積水較深淹沒(méi)水流開(kāi)關(guān)時(shí)，裝置開(kāi)啟進(jìn)行測(cè)量，并通過(guò)單片機(jī)結(jié)合行人失穩(wěn)的臨界條件后，在LED顯示屏3上進(jìn)行預(yù)警。

具體的預(yù)警方式如下：

安全預(yù)警裝置架設(shè)在路邊，在架設(shè)時(shí)，路面沒(méi)有積水情況，則可以通過(guò)人工測(cè)量直接測(cè)得激光測(cè)距儀2至路面安裝時(shí)的距離H1。當(dāng)城市暴雨，路面開(kāi)始積水但還沒(méi)有淹沒(méi)水流開(kāi)關(guān)6，這段時(shí)間整個(gè)裝置處于不工作狀態(tài)。當(dāng)路面水深逐漸積深，淹沒(méi)至水流開(kāi)關(guān)6時(shí)，整個(gè)裝置開(kāi)始工作。激光測(cè)距儀2開(kāi)始測(cè)量其至水面線的距離L，多普勒流速儀1開(kāi)始測(cè)量裝置周圍的測(cè)點(diǎn)的水流流速。由于路面相對(duì)平整，則可視為在裝置周圍多普勒流速儀1測(cè)量范圍內(nèi)，水深是不變的。激光測(cè)距儀2將測(cè)得的距離信號(hào)傳輸給單片機(jī)5，單片機(jī)5通過(guò)計(jì)算處理，得到水深H＝(H1-L)；多普勒流速儀1將測(cè)得的流速信號(hào)傳遞給單片機(jī)5。這樣單片機(jī)5得到了流速、水深數(shù)據(jù)，并與相關(guān)的判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，若超出安全臨界條件，在將流速水深數(shù)據(jù)在LED顯示屏3上顯示，還可以根據(jù)不同的身高體重人群在該流速水深情況下是否會(huì)失穩(wěn)在LED顯示屏3上顯示進(jìn)行安全提示。此外，單片機(jī)5將信號(hào)傳遞給無(wú)線傳輸設(shè)備9，無(wú)線傳輸設(shè)備9將信號(hào)發(fā)送至控制中心，控制中心可以將信息通過(guò)短信、微博、微信公眾號(hào)進(jìn)行安全信息發(fā)布。

同時(shí)，LED顯示屏3還可以顯示周圍下水井蓋與支撐桿7的距離和方向，以警示路人，防止部分下水井蓋因損壞或遺失，而造成行人在不知情的情況下，跌落至下水井。

進(jìn)一步的，所述判斷標(biāo)準(zhǔn)的方法具體說(shuō)明如下：質(zhì)量為M，身高為N的行人，其失穩(wěn)的臨界條件的流速水深在坐標(biāo)軸上表示關(guān)系式為y＝f(H,V)。而測(cè)得路面實(shí)際的水深為a、流速b，該點(diǎn)在坐標(biāo)軸上表達(dá)的點(diǎn)(a，b)在臨界條件曲線之上，則表示該類人群不宜通過(guò)該處水流，會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)危險(xiǎn)；而當(dāng)點(diǎn)(a，b)在臨界條件曲線之下，則表示不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)，可以安全通行。

城市內(nèi)澇情況下，對(duì)路面內(nèi)澇積水是否會(huì)對(duì)行人的安全造成隱患進(jìn)行預(yù)警，給行人參考和警示，減小因城市內(nèi)澇路面積水造成人員傷亡事件發(fā)生的概率，為城市安全提供有力保障。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。