Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для контроля уровня воды в открытых водоемах

Изобретение относится к специализированным системам информации в области гидрогеологии и предназначено для оперативного информационного обеспечения процессов мониторинга экологических рисков, и принятия управленческих решений по сохранению стабильности.

Известна система мониторинга наводнений и датчик уровня воды, включающая блок управления, к сигнальным входам которого подключены датчики: уровня воды, несанкционированного доступа, температуры воды и воздуха, пультом централизованного наблюдения, снабженного блоком коммуникаций, а блок управления снабжен устройством приема-передачи (см. патент RU №115930, МПК⁷ G01W 1/00; G01F 23/62, опубл. 10.05.2012 г.).

Недостатками данной системы являются сложная структура, высокая себестоимость, отсутствие контроля для анализа чрезвычайной ситуации и опасности наступающего паводка или наводнения.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является геоинформационная система мониторинга экологических рисков, содержащая центр пользователей, базу метаданных и геопространственных данных, средства отображения и документирования, системное и прикладное программное обеспечение, и центр локального мониторинга, которые объединены в единый центр мониторинга геоинформационной системы экологических рисков, причем центр локального мониторинга соединен с центром пользователей, а геоинформационная система оснащена множеством локальных систем мониторинга экологических рисков, которые соединены каналами связи с центром локального мониторинга через сервер архива базы данных (см. патент на полезную модель RU №87280, МПК G06F 17/30, опубл. 27.09.2009 г.).

Недостатками прототипа являются отсутствие контроля и анализа изменений уровня воды в открытых водоемах, что приводит к невозможности его использования для оперативного реагирования на наличие опасности паводков и наводнений.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является сокращение времени реагирования на наличие паводковой опасности за счет автоматического контроля и анализа уровня воды в открытом водоеме и своевременное оповещение аварийных служб.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для контроля уровня воды в открытых водоемах, содержащем центр пользователей, базу метаданных и геопространственных данных, средства отображения и документирования, связанные с центром локального мониторинга, которые объединены в единый центр мониторинга геоинформационной системы экологических рисков, центр пользователей предназначен для подачи запросов в центр мониторинга геоинформационной системы экологических рисков, а также получения результатов от центра локального мониторинга для передачи полученных данных в блок принятия решений по ЧС, согласно изобретению, сервер архива базы данных локальных систем мониторинга выполнен с возможностью в зависимости от запроса, поступающего в центр мониторинга, подключать соответствующую локальную систему мониторинга экологических к интересуемым пользователей участкам контроля, таким образом, чтобы датчики контроля в открытых водоемах выдавали на сервер требуемую информацию по паводковой обстановке, блок ранжирования выполнен с возможностью при поступлении от датчиков контроля уровня воды сигнала о поднятии уровня воды извещать центр локального мониторинга через сервер архива базы данных при этом блок принятия решений при ЧС связан с единым центром мониторинга и центром пользователей и предназначен при получении данных по паводковой ситуации, вырабатывать управляющее решение по контролю за гидроэнергетическими ресурсами либо принятию решения по эвакуации.

Данное устройство позволит сократить время реагирования на наличие паводковой опасности за счет автоматического контроля и анализа уровня воды в водоеме и своевременно оповестить аварийные службы, а также сохранять и анализировать базу данных по паводкам и наводнениям на сервере архива, моделировать и прогнозировать возможные последствия паводков и наводнений и определять их стабильность.

Сущность заявляемого устройства поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема системы.

Устройство для контроля уровня воды в открытых водоемах содержит центр пользователей 1, базу метаданных и геопространственных данных 2, средства отображения и документирования 3, центр локального мониторинга 4, прикладное 5 и системное 6 программные обеспечения. Причем база метаданных и геопространственных данных 2, средства отображения и документирования 3, центр локального мониторинга 4, прикладное 5 и системное 6 программные обеспечения, объединены в единый центр мониторинга геоинформационной системы экологических рисков 7 (ГИСМЭР). Геоинформационная система 7 оснащена множеством локальных систем мониторинга экологических рисков 8 (ЛСМЭР), которые соединены каналами связи 9 с центром локального мониторинга 4 через сервер архива базы данных 10. К системам мониторинга экологических рисков 8 через блок ранжирования 11 подключены датчики контроля уровня воды в открытых водоемах 12. Центр локального мониторинга 4 соединен с центром пользователей 1 через автоматический блок принятия решений 13 при чрезвычайных ситуациях (ЧС).

Устройство для контроля уровня воды в открытых водоемах работает следующим образом.

С центра пользователей 1, который может быть выполнен, например, в виде компьютера, запрос поступает в центр мониторинга ГИСМЭР 7. Центр мониторинга ГИСМЭР 7 включает системное программное обеспечение 6, выбирает и активирует прикладное программное обеспечение 5 в зависимости от характера запроса и решаемой задачи, и, включает центр локального мониторинга 4 через каналы связи 9, например, оптико-волоконная связь, Интернет или радиосвязь. Затем центр локального мониторинга 4, который может быть выполнен в виде стационарного компьютера или ноутбука подключает базу метаданных и геопространственных данных 2, выполненных в виде цифровых карт с указанием, характеристик и адресов специализированных данных. Далее через сервер архива базы данных 10, в зависимости от запроса потребителя подключаются локальные системы мониторинга экологических рисков 8, либо все сразу, либо только на интересующих потребителя участках, которые с помощью датчиков контроля уровня воды в открытых водоемах 12, выдают на сервер архива базы данных 10 требуемую информацию по паводковой обстановке. С сервера 10 информация поступает в центр локального мониторинга 4, где обрабатываются и анализируются полученные данные. Затем центр локального мониторинга 4 подключает средства отображения и документирования 3, выполненные в виде, например, принтеров, дисплеев, записывающих или запоминающих устройств, и, отправляет полученные результаты в центр пользователей 1, который оперативно передает полученные данные в блок принятия решений при ЧС 13 и анализирует сложившуюся обстановку и, в зависимости от величины угрозы наступления паводка или наводнения, вырабатывает управленческие решения по контролю за гидроэнергетическими ресурсами (сброс лишней воды из водохранилища), эвакуации населения из населенных пунктов и т.п. При поступлении от датчиков контроля уровня воды в открытых водоемах 12 сигнала о поднятии уровня воды, блок ранжирования 11 в зависимости от характеристик поступившего сигнала либо бездействует, либо извещает центр локального мониторинга 4.

Локальные системы мониторинга экологических рисков 8 ЛСМЭР установливают, например, в местах, где расположены отметки верхнего и нижнего уровня воды в открытых водоемах (например, отметки верхнего и нижнего бассейна гидроэлектростанции), населенных пунктах, подверженных затоплению и с высокой паводковой опасностью. В этом случае ГИСМЭР 7 позволит оперативно извещать аварийные службы, оперативный персонал гидроэлектростанции, население о надвигающихся паводков и наводнениях и времени их появления.

Использование устройства для контроля уровня воды в открытых водоемах позволит, по сравнению с прототипом, учитывать гидрогеологический фактор при проведении исследований экологических рисков, а также своевременно определять наличие паводковой опасности и оповещать аварийные службы, а также сохранять и анализировать базу данных по паводкам и наводнениям на сервере архива, моделировать и прогнозировать возможные последствия паводков и наводнений в экологических системах и определять их стабильность.