阅读说明：本技术 一种雨天城市车辆规避积水道路的智能预警方法 (Intelligent early warning method for urban vehicle to avoid ponding road in rainy day ) 是由 尤学一 刘磊 于 2019-10-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种雨天城市车辆规避积水道路的智能预警方法,步骤1、获取降雨初期降雨强度,在降雨初期及时获得降雨区域内的降雨强度；步骤2、根据收集到的降雨初期降雨强度数据,采用神经网络预测降雨中后期的降雨雨型；步骤3、根据预测得到的降雨中后期的降雨雨型,采用Infoworks软件模拟出降雨区域的水深分布；步骤4、对不同水深的区域进行标记；步骤5、向广大市民发布警示信息,通过通信模块和云平台服务器,将减速慢行区域信息和禁止通信区域信息发布到广大市民的手机上,市民根据此信息及早调整自己的出行方案。本发明具有提前预知降雨中后期可能的道路积水区域范围、及时发布警示信息以便车辆和行人可及时另择出行路线的优点。(The invention discloses an intelligent early warning method for urban vehicles to avoid accumulated water roads in rainy days, which comprises the following steps of 1, acquiring rainfall intensity in the early stage of rainfall, and acquiring the rainfall intensity in a rainfall area in time in the early stage of rainfall; step 2, predicting the rainfall type in the middle and later periods of rainfall by adopting a neural network according to the collected rainfall intensity data in the early period of rainfall; step 3, simulating the water depth distribution of a rainfall area by adopting Infoworks software according to the predicted rainfall type in the middle and later periods of rainfall; step 4, marking areas with different water depths; and 5, issuing warning information to the majority of citizens, issuing information of the slow-down walking area and information of the communication forbidden area to mobile phones of the majority of citizens through the communication module and the cloud platform server, and adjusting the own walking scheme by the citizens as early as possible according to the information. The invention has the advantages of predicting the possible road waterlogging area range in the middle and later periods of rainfall in advance and issuing warning information in time so that vehicles and pedestrians can select a travel route in time.)

一种雨天城市车辆规避积水道路的智能预警方法

技术领域

本发明涉及市政道路排水领域和城市道路安全监测系统技术领域，具体涉及一种雨天城市积水道路的智能预警方法。

背景技术

随着城市化进程的加速，很多的绿地和农田被建筑物或硬化路面所取代，城市的土地利用类型发生了很大改变，路面下渗率明显减小。遇到强降雨天气时，路面下渗率低易导致雨水未能及时排出，低洼路面易出现积水或被积水淹没的现象。路面积水会降低车辆的通行能力，导致交通拥堵甚至是交通瘫痪。城市道路积水不仅对城市居民的生活和工作有重大影响，此外还会影响城市的生态环境和城市的社会形象。

近年来，北京等大城市暴雨天气道路被淹没的事件时有报道，甚至车辆遭到毁坏的事件也时有发生。因此，及时预知低洼道路的积水深度，以便对可能被淹没的道路采取一定的措施，保证车辆的正常通行，预防车辆被淹事件的发生有着重要的意义。现如今，对城市道路积水深度信息的掌握，还是主要通过监测的手段，所以如何预知并发布警示信息，是大家十分关注的问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提出了一种雨天城市车辆规避积水道路的智能预警方法，根据降雨初期的降雨强度，通过神经网络和城市综合流域排水模型系统预知降雨中后期的降雨强度，为及时预警城市道路积水区域范围提供一定的思路和方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)具有提前预知降雨中后期可能的道路积水区域范围、及时发布警示信息以便车辆和行人可及时另择出行路线的优点；

(2)有助于广大市民根据警示信息及早调整自己的出行方案，避免城市交通瘫痪。此外，还方便城市管理人员制定相应的防灾方案。

附图说明

图1是本发明的一种雨天城市车辆规避积水道路的智能预警方法整体流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

本发明的具体实施基于三大模块分别是降雨雨型预测模块、积水区域范围模拟模块和预警信息发布模块，以天津市太湖路片区为例，具体实现过程描述如下：

步骤1、获取片区内降雨初期的降雨强度信息，采集片区内降雨初期降水水深，完成降雨初期片区内降水水深数据的收集工作；

步骤2、利用神经网络的智能预测功能，根据降雨初期片区内的降雨强度数据，及时预测中后期降雨雨型，预测的降雨雨型为单峰型，降雨历时2个小时，降雨量峰值出现在整个降雨过程的中部，降雨重现期有两年一遇、五年一遇和十年一遇。采用的神经网络为非线性自回归模型(Nonlinear AutoRegressive models with Exogenous Inputs,NARX)，NARX神经网络主要有输入层、隐层和输出层及输入和输出延时构成。NARX神经网络的模型表达式可如下所示：

y(t)＝f(y(t-1),y(t-2),···,y(t-n),x(t-1),x(t-2),···,x(t-n)) (1)

其中，y(t)表示神经网络的输出，下一个y(t)的大小取决于上一个y(t)和上一个x(t)，x(t)是神经网络的外部输入，n是延迟阶数。

步骤3、在已知中后期降雨雨型的条件下，利用Infoworks软件(城市综合流域排水模型系统)模拟出降水区域降雨中后期的降水水深分布；

步骤4、根据降水区域内的降水水深进行划分，水深小于0.2m的区域属于安全区域，无需标记，车辆和行人可自由通过；水深大于0.2m小于0.3m的区域属于减速慢行区域，采用蓝色标记，需要提醒行人和车辆在通过此位置时要减速慢行；水深大于0.3m的区域属于禁止通行区域，采用红色标记，需要着重提醒行人和车辆此位置禁止通行，请大家绕行；

步骤5、向广大市民发布警示信息，通过通信模块和云平台服务器，将减速慢行区域位置信息和禁止通信区域位置信息发布到广大市民的手机上，市民根据此信息及早调整自己的出行方案。被蓝色线圈出的区域属于减速慢行区域，行人和车辆提早最好减速慢行准备，被红色线圈出的区域属于禁止通行区域，当行人和车辆看到此信息时，应重新规划自己的出行路线。

本发明只是以天津市太湖路片区为例来说明一种雨天城市车辆规避积水道路的安全系统及方法，但并不局限于此，该系统及方法还可应用于其它区域。该系统和方法可以根据降雨初期的降雨强度预知降水区域中后期的降水水深，及早发布预警信息，避免交通瘫痪，减少人民人身财产损失。