用于水利水电水务水工安全监测预警防范管控装备系统
技术领域
本实用新型涉及一种可用于水利水电水务水工安全监测预警防范管控装备系统，特别是涉及一种采用物联网、人工智能和大数据技术，具有太阳能、风能蓄电、交直流动力切换、工作模式管理、定时管理、人员车辆预警警示管理、多元智能感应探测、实时音视频监控、视频分析识别、自主学习模式、现场声光电文字语音宣传警示、语音广播、语音通话、语音互动、紧急求助对讲、信息交互、信息发布、人员巡逻考勤管理、应急照明、逻辑控制处理、网络通讯、分布式无线信息网格化组网管理、GPS/BD定位、地理信息、远程云服务管理、大数据分析应用、客户端应用、设备集成箱、金属落地支架、金属表面喷涂处理，并印有专用图文标志标识的设备设施系统。
背景技术
随着我国水利水电水务水工设施建设的不断发展壮大和进步完善，水利水电水务水工设施的安全管理问题已经变得非常突出。大力开展水利水电水务水工设施安全预警、联防联控宣传教育工作，提高水利水电水务水工设施安全预警、联防联控的预警监测防范能力，防范和遏制危害水利水电水务水工设施安全情况的发生，保护广大人民群众的生命和财产安全，是深入推进水利水电水务水工设施安全预警能力建设、提高联防联控管理工作业务水平的一项重要工作。
现阶段的水利水电水务水工设施安全预警、联防联控管理工作主要采用人员巡逻、架设钢丝护网或围挡围墙、广播喇叭播报、竖立广告宣传牌、悬挂标语横幅等方法为主，安全预警、宣传警示防范效果不佳、针对性不强，覆盖面小，而且多受现场环境限制、协调环节多、费时费力。为加强水利水电水务水工设施安全预警、联防联控管理和宣传教育工作，提高水利水电水务水工设施安全预警、联防联控管理预警警示能力，迫切需要一种能够针对非法进入水利水电水务水工设施防范区域的人员、车辆或其他特征物体进行全天候不间断、多场景自适应下的智能预警监测和宣传警示系统设备设施，采用物联网、人工智能和大数据技术，为有效提高当前水利水电水务水工设施联防联控管理工作的信息化、智能化建设提供技术支撑。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种可用于水利水电水务水工安全监测预警防范管控装备系统，以解决上述背景中提出的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术解决方案：
一种用于水利水电水务水工安全监测预警防范管控的装备系统，其特征在于，采用物联网、人工智能和大数据技术，包括金属落地支架，所述支架上设置有清洁能源设备和设备集成箱，所述清洁能源设备为所述设备集成箱中的设备供电，所述设备集成箱集成有逻辑控制模块，以及分别与所述逻辑控制模块电通讯连接的智能多元探测感应模块、网络通讯模块、警示模块和信息显示模块。
进一步地，所述设备集成箱还集成有逆变器和蓄能电池模块；所述清洁能源设备包括太阳能电池板，所述太阳能电池板、所述逆变器、所述蓄能电池模块依次电连接；和/或，所述清洁能源设备包括风能发电机组和风能控制模块，所述风能发电机组、所述风能控制模块、所述逆变器依次电连接。
进一步地，所述智能多元探测感应模块包括自动区分人、动物、车辆特征的多元红外微波探测器。
进一步地，所述设备集成箱还集成有数据存储模块，与所述逻辑控制模块电通讯连接，并且所述逻辑控制模块通过所述网络通讯模块与远程管理设备连接以进行远程通讯连接和数据交互。
进一步地，所述设备集成箱还集成有巡逻考勤模块，与所述逻辑控制模块电通讯连接。
进一步地，所述设备集成箱还集成有环境监测模块，与所述逻辑控制模块电通讯连接。
进一步地，所述设备集成箱还集成有音视频模块，与所述逻辑控制模块电通讯连接。
进一步地，所述设备集成箱还集成有联动控制模块，所述逻辑控制模块通过所述联动控制模块与所述警示模块电通讯连接。
进一步地，所述警示模块包括：声闪一体闪灯和/或播报喇叭；所述信息显示模块为 LED显示屏和/或电子显示屏，与所述联动控制模块电通讯连接。
进一步地，在所述支架上位于所述设备集成箱下方处还设置有报警/对讲模块，与所述联动控制模块电通讯连接；并且所述声闪一体警示模块、所述智能多元探测感应模块在所述设备集成箱中从上至下布局。
上述技术方案具有如下有益效果：
本实用新型提供一种用于水利水电水务水工安全监测预警防范管控装备系统，采用物联网、人工智能和大数据技术，该系统具有太阳能、风能蓄电、交直流动力切换、工作模式管理、定时管理、人员车辆预警警示管理、多元智能感应探测、实时音视频监控、视频分析识别、自主学习模式、现场声光电文字语音宣传警示、语音广播、语音通话、语音互动、紧急求助对讲、信息交互、信息发布、人员巡逻考勤管理、应急照明、逻辑控制处理、网络通讯、分布式无线信息网格化组网管理、GPS/BD定位、地理信息、云管理平台服务器、大数据分析、客户端应用等系统功能，而且设备采用太阳能或风能作为动力来源、金属箱体结合金属支架落地安装，金属表面喷涂处理，并印有专用图文标志标识，设备运转高效、节能环保、稳定可靠，有效解决水利水电水务水工设施沿途沿线供电难题，对提高水利水电水务水工安全预警监测管理信息化智能化水平，对增强沿途沿线水利水电水务水工设施安全的预警宣传警示能力，防范和遏制各类危害水利水电水务水工设施安全的情况发生，保护国民基础设施安全稳定运行，维护广大人民群众的生命和财产安全，具有十分重要的实际作用和社会公益意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的应用状态示意图；
图2为本实用新型的原理结构示意图。
图中：1、太阳能电池板；2、逆变器；3、警示模块；4、音视频处理模块、5、巡逻考勤模块；6、时控模块；7、联动控制模块；8、多元探测感应模块；9、信息显示模块； 10、金属落地支架；11、图文标志标识；12、报警/对讲模块；13、播报喇叭模块；14、逻辑控制模块；15、数据存储模块；16、网络通讯模块；17、环境监测模块；18、蓄能电池模块；19、风能控制模块；20、设备集成箱；21、音视频采集模块；22、风能发电机组；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域科研技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实用新型公开了一种用于水利水电水务水工安全监测预警防范管控装备系统，主要是用于水利水电水务水工安全监测预警防范和信息指挥调度管理领域，利用太阳能或风能提供动力电能，智能多元探测器智能感应、音视频采集、多媒体输出警示、分布式无线信息网格化组网管理、GPS/BD定位、地理信息、云管理平台服务器、大数据分析、客户端应用等。系统主要包括具有对人和物体智能探测智能感应、实时音视频监控、现场声光电文字语音宣传警示、语音广播、语音通话、紧急求助对讲、信息交互、信息发布、人员巡逻考勤管理、应急照明、网络通讯、GPS/BD定位、远程云服务管理、运程数据交互管理等系统功能，而且设备采用太阳能或风能作为动力来源、工作模式可设定，警示播报内容形式可设定，可以定时管理运行，金属箱体结合金属支架落地安装，金属表面喷涂处理，并印有专用图文标志标识。当有人或非法物体进入防护区域，通过系统逻辑控制模块分析识别确认，通过联动控制模块联动警灯、喇叭、图文显示进行警示，同时系统将设备系统运行中采集到的音视频数据和产生的其他实时数据存储于本地数据存储模块中进行分类储存，并通过无线网络同步上传至云管理平台服务器进行备份分类存储，被授权人能够通过计算机或手机实时查看系统设备空间分布地理信息、运行状态，查看现场音视频信息，可以远程对现场设备进行操控，可以远程管理宣传警示播报内容和形式、系统运行数据实时分类存储并可以远程调阅查询，系统具备定期形成各类数据报表的大数据分析功能，系统设备的运行可以有效地被设置、监控、反馈、计量、统计、分析、预测、决策，防范区域一旦出现安全隐患或安全问题，系统能够及时预警警示并采集实时数据信息，为明确责任主体和问题治理工作开展提供数据支撑，其余时段系统设备处于待机充电状态，既节省电力，又具备一定宣传警示的作用和效果。
其中，太阳能或风能发电机组与逆变器连接，逆变器与蓄能电池模块连接，从而将太阳能板或风能发电机组产生的电能储存起来，以为系统设备运转提供动力。同时太阳能板可以选装光伏板状态伺服机构，以确保太阳能板保持最佳的采光角度和工作状态。同时逆变器可以选装市电互投接口，以确保系统应急外接市电电源的接入。智能多元探测感应器、时控器和巡逻考勤器分别与逻辑控制模块连接，逻辑控制模块又分别与网络通讯器、数据存储模块、联动控制模块，联动控制模块分别与现场输入输出设备进行通讯连接，例如警示灯、播报喇叭、信息显示屏、投影机、应急照明、报警/对讲模块、音视频采集模块等。
本实用新型可以同时有几种宣传警示方式：
第一种方式是本地宣传警示功能：当有人或特征物体进入防护区域，通过逻辑控制模块分析识别确认，通过辅助控制器联动警灯警示、喇叭播报、图文内容滚动显示进行警示，同时系统设备运行中采集到的或产生的数据分类存储于本地数据存储模块中进行分类储存，其余时段系统设备处于待机充电状态，既节省电力，又具备一定宣传警示的作用和效果。
第二种方式是本地宣传警示功能和网络远程管理功能：当有人或非法物体进入防护区域，通过系统逻辑控制模块分析识别确认，通过辅助控制器联动警灯警示、喇叭播报、图文内容滚动显示进行警示，同时系统将设备系统运行中采集到的音视频数据和产生的其他实时数据存储于本地数据存储模块中进行分类储存，并通过无线网络同步上传至云管理平台服务器进行备份分类存储，被授权人能够通过计算机或手机实时查看系统设备空间分布地理信息、运行状态，查看现场音视频信息，可以远程对现场设备进行操控，可以远程管理宣传警示播报内容和形式、系统运行数据实时分类存储并可以远程调阅查询，系统具备定期形成各类数据报表的大数据分析功能，系统设备的运行可以有效地被设置、监控、反馈、计量、统计、分析、预测、决策，防范区域一旦出现安全隐患或安全问题，系统能够及时预警警示并采集实时数据信息，为明确责任主体和问题治理工作开展提供数据支撑，其余时段系统设备处于待机充电状态，既节省电力，又具备一定宣传警示的作用和效果。
第三种方式是将上述任何功能的任意组合形式。
以下结合附图进行详细说明：
如图1、图2所示，一种用于可用于水利水电水务水工安全监测预警防范管控的装备系统，包括太阳能电池板、逆变器、声闪一体警示模块、音视频处理模块、巡逻考勤模块、时控模块、联动控制模块、多元探测感应模块、信息显示模块、金属落地支架、图文标志标识、报警/对讲模块、播报喇叭模块、逻辑控制模块、数据存储模块、网络通讯模块、环境监测模块、蓄能电池模块、风能控制模块、设备集成箱、音视频采集模块、风能发电机组等构件。
其中，太阳能1或风能发电机组22与逆变器2连接，逆变器2与蓄能电池模块18连接，从而将太阳能板或风能发电机产生的电能储存起来，以为系统设备运转提供动力。
其中，多元探测器感应模块8，当有人、车辆或特征物体进入设备的防护区域，自动智能感应并将该信息传递给逻辑控制模块14进行数据比对识别处理。
时控器6，用于设定系统的工作模式，并将该信息传递给逻辑控制模块14进行自动识别处理。
巡逻考勤器5，用于收集记录工作人员的身份信息和巡逻考勤信息，并将该信息传递给逻辑控制模块14进行自动识别处理。
音视频采集模块21，用于采集、识别、分析实时音视频数据信息，并将该信息进行分类处理并传递给逻辑控制模块14进行自动识别处理。
环境监测模块17，用于收集周边环境状态信息和系统设备空间定位信息，并将该信息传递给逻辑控制模块14进行自动识别处理。
逻辑控制模块14用于接收多元探测器感应模块8、巡逻考勤模块5、音视频处理模块 4、环境监测模块17传递的数据信息，并控制网络通讯器16、数据存储模块15、联动控制模块7的工作。
网络通讯模块16，用于将系统设备运行中采集到的或产生的大量实时数据通过网络同步上传至云管理平台服务器。
数据存储模块15，用于分类存储系统设备运行中采集到的或产生的实时数据信息。
联动控制模块7分别与现场输入输出设备进行通讯连接，例如警示灯、播报喇叭、信息显示屏、投影机、应急照明、报警/对讲模块、音视频采集模块等。
报警/对讲模块12，用于收集报警/对讲状态和内容信息，并将该信息传递给联动控制模块7进行自动识别处理。
多元感应探测模块8包括但不限于可自动区分人和动物、车辆的多元红外微波探测器。
上述所有设备均放置在设备集成箱20并固定在金属落地式支架10上。
可选地，警示模块3选用LED声闪一体警示灯，使用方便、警示效果好。
可选地，金属落地式支架10固定安装在地面上，太阳能电池板1或风能发电机组22安装在金属落地式支架10顶部。
可选地，设备集成箱20安装在金属落地式支架10中上部，结构设计合理，使用方便，安装高度事宜，在保证系统功能和设备安全的前提下，便于对各部件的维修、更换。
可选地，所述警示模块3位于设备集成箱20的正面上部，所述多元感应探测器8放置于设备集成箱20的正面下部，设备集成箱20的正面中部放置所属行业图文标志标识。
可选地，所述播报喇叭13放置于设备集成箱20的正前方和两侧各一支，保证播报信息的音量覆盖范围和播报品质。
可选地，所述音视频处理模块4、巡逻考勤器5、时控器6、联动控制模块7、逻辑控制器14、数据存储模块15、网络通讯模块16、环境监测模块17、放置于设备集成箱20 的内部。
在设备集成箱20的下方和金属落地式支架10立柱上方的区域设置金属网孔板，作为宣传管理展示区域，即可以放置图形文字标语标牌，也可以安装信息显示屏进行信息发布、信息交互。
在金属落地式支架10立柱上方的1/3区域设置报警/对讲模块，用于收集报警/对讲信息，并将该信息传递给联动控制模块7自动识别处理。
使用前，先将用于水利水电水务水工安全监测预警防范管控的装备系统各组成部件分别固定在设备集成箱20内并固定在金属落地式支架10上，再根据实际需要将金属落地式支架10安装固定在合适的地点。工作时太阳能电池板1或风能发电机组22通过逆变器2向蓄能电池模块18提供电能，此时蓄能电池模块18向其他系统功能部件提供电能，当多元探测感应模块8探测到有人、车辆或特征物体进入防护区域，立即将该信息传递给逻辑控制模块14自动识别确认，经过自动识别确认后，逻辑控制模块14向联动控制模块7发出信号，触发现场输出设备声闪一体闪灯、播报喇叭12、信息显示模块9显示警示文字。与此同时，逻辑控制模块14控制网络通讯模块16将系统设备实时运行数据、音视频信息、环境状态信息、设备运行状态信息通过网络同步上传至云管理平台服务器，通过数据存储模块15，存储系统设备实时运行数据、运行状态等设备运行中采集到的或产生的数据。巡逻人员可以通过巡逻考勤模块将其巡逻考勤信息通过网络同步上传至云管理平台服务器，紧急状态下，也可以触发报警/对讲模块，通过摄像机、麦克风和播报喇叭与控制指挥调度管理中心进行远程音视频对话。
本实用新型实施例具有如下有益技术效果：
本实用新型的水利水电水务水工安全监测预警防范管控装备系统，不仅系统结构简单、节能环保、警示宣传准确率高、针对性强、便于维护、能够长时间可靠工作，同时当有人或非法物体进入防护区域，通过系统逻辑控制模块分析识别确认，通过联动控制模块联动警灯、喇叭、图文显示进行警示，同时系统将设备系统运行中采集到的音视频数据和产生的其他实时数据存储于本地数据存储模块中进行分类储存，并通过无线网络同步上传至云管理平台服务器进行备份分类存储，被授权人能够通过计算机或手机实时查看系统设备空间分布地理信息、运行状态，查看现场音视频信息，可以远程对现场设备进行操控，可以远程管理宣传警示播报内容和形式、系统运行数据实时分类存储并可以远程调阅查询，系统具备定期形成各类数据报表的大数据分析功能，系统设备的运行可以有效地被设置、监控、反馈、计量、统计、分析、预测、决策，防范区域一旦出现安全隐患或安全问题，系统能够及时预警警示并采集实时数据信息，为明确责任主体和问题治理工作开展提供数据支撑，其余时段系统设备处于待机充电状态，既节省电力，又具备一定宣传警示的作用和效果。
本实用新型实施例中所描述的各种说明性的各种器件、逻辑模块，或单元模块都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
