(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 107794997 A(43)申请公布日 2018.03.13
(21)申请号 201711126659.1(22)申请日 2017.11.15
(71)申请人 浙江省交通运输科学研究院
地址 311305 浙江省杭州市临安青山湖科
技城岗阳街188号
申请人 浙江交科环境科技有限公司(72)发明人 董文杰 陈荣利 洪文俊 赵桃桃
郦飞 (74)专利代理机构 杭州斯可睿专利事务所有限
公司 33241
代理人 王利强(51)Int.Cl.
E03F 3/02(2006.01)E03F 5/04(2006.01)E03F 5/10(2006.01)
权利要求书2页 说明书5页 附图1页
E01C 11/22(2006.01)
CN 107794997 A(54)发明名称
一种高速公路桥面径流实时监控与处理系统及方法(57)摘要
一种高速公路桥面径流实时监控与处理系统，包括监控与处理控制子系统和径流处理子系统，所述监控与处理控制系统包括危化品车辆行驶实时信息模块、控制中心和现场控制柜，所述控制中心分别与危化品车辆行驶实时信息模块和现场控制柜连接，所述径流处理系统包括两位三通电动阀、缓冲池、中间隔层、导流电池阀、沉淀池、液位计、出水电动阀和排泥放空阀，所述两位三通电动阀、导流电池阀、液位计、出水电动阀和排泥放空阀均与所述现场控制柜连接。以及提供一种高速公路桥面径流实时监控与处理方法。本发明提供一种能够对桥面径流实现实时监控和有效处理，并且处理系统占地少，管理维护简便的高速公路桥面径流实时监控与处理系统及方法。
CN 107794997 A
权 利 要 求 书
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1.一种高速公路桥面径流实时监控与处理系统，其特征在于：所述实时监控与处理系统包括监控与处理控制子系统和径流处理子系统，所述监控与处理控制系统包括危化品车辆行驶实时信息模块、控制中心和现场控制柜，所述控制中心分别与危化品车辆行驶实时信息模块和现场控制柜连接，所述径流处理系统包括两位三通电动阀、缓冲池、中间隔层、导流电池阀、沉淀池、液位计、出水电动阀和排泥放空阀，所述两位三通阀进水端接径流收集管来水，所述两位三通阀出水一端接缓冲池，所述两位三通阀出水的另一端直接外排；所述缓冲池与沉淀池垂直布置，两池之间通过中间隔层分离，同时两池通过所述导流电磁阀管道连接；所述液位计安装于中间隔板下沉淀池顶端，所述出水电动阀安装于沉淀池下部，所述排泥放空阀安装于沉淀池底部，所述两位三通电动阀、导流电池阀、液位计、出水电动阀和排泥放空阀均与所述现场控制柜连接。
2.如权利要求1所述的一种高速公路桥面径流实时监控与处理系统，其特征在于：所述导流电池阀的管道中，其进水管接缓冲池底部，出水管接沉淀池顶部。
3.如权利要求1或2所述的一种高速公路桥面径流实时监控与处理系统，其特征在于：所述中间隔板采用钢筋混凝土浇制，隔板坡度i＝0.02～0.05。
4.如权利要求1或2所述的一种高速公路桥面径流实时监控与处理系统，其特征在于：所述缓冲池容积不小于10m3。
5.如权利要求1或2所述的一种高速公路桥面径流实时监控与处理系统，其特征在于：所述沉淀池容积按当地暴雨强度计算公式与桥面汇水面积计算初期30min雨水径流量确定，沉淀池底部坡度i＝0.1～0.5。
6.如权利要求1或2所述的一种高速公路桥面径流实时监控与处理系统，其特征在于：所述出水电动阀安装于沉淀池底以上30～50cm处。
7.一种如权利要求1所述的高速公路桥面径流实时监控与处理系统实现的方法，其特征在于：实现该方法的系统包括监控与处理控制子系统和径流处理子系统，所述监控与处理控制系统包括危化品车辆行驶实时信息模块、控制中心和现场控制柜，所述控制中心分别与危化品车辆行驶实时信息模块和现场控制柜连接，所述径流处理系统包括两位三通电动阀、缓冲池、中间隔层、导流电池阀、沉淀池、液位计、出水电动阀和排泥放空阀，所述两位三通阀进水端接径流收集管来水，所述两位三通阀出水一端接缓冲池，所述两位三通阀出水的另一端直接外排；所述缓冲池与沉淀池垂直布置，两池之间通过中间隔层分离，同时两池通过所述导流电磁阀管道连接；所述液位计安装于中间隔板下沉淀池顶端，所述出水电动阀安装于沉淀池下部，所述排泥放空阀安装于沉淀池底部，所述两位三通电动阀、导流电池阀、液位计、出水电动阀和排泥放空阀均与所述现场控制柜连接；所述方法包括以下过程：当晴天发生事故时，控制中心在危险品车辆进入桥梁并且车速低于20km/h就发出指令，确保进水两位三通阀出水接缓冲池，导流电磁阀处于打开状态，出水电动阀与排泥放空阀处于关闭状态，危险品废水直接流入缓冲池与沉淀池，待事故处理人员将处理池中的危险品抽走处理。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述方法还包括以下过程：当雨天发生事故时，控制中心在危险品车辆进入桥梁并且车速低于20km/h就发出指令，使得两位三通阀出水进入缓冲池，同时关闭导流电磁阀，打开出水电动阀和排泥放空阀，使得含危险品废水暂时保存于缓冲池；待沉淀池排空，关闭出水电动阀和排泥放空阀，同时打开导流电磁阀，使
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得危险品废水存储于缓冲池与沉淀池；沉淀池排空所需时间依据设计沉淀池尺度与排水口尺度计算获得。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述方法还包括以下过程：在晴天无事故情况时，即径流处理系统处于常规状态，进水两位三通阀出水接缓冲池，导流电磁阀处于打开状态，出水电动阀与排泥放空阀处于关闭状态。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述方法还包括以下过程：当雨天无事故时，进水两位三通阀出水接缓冲池，导流电磁阀处于打开状态，出水电动阀与排泥放空阀处于关闭状态；初期雨水直接进入沉淀池，待液位计检测达到设定水位时，控制中心发布指令，将两位三通阀出水直接外排；进入沉淀池的初期雨水经过3-5小时的沉淀，打开出水电动阀外排，沉沙在积累到一定量时在晴天通过污泥排空阀排放。
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说 明 书
一种高速公路桥面径流实时监控与处理系统及方法
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技术领域
[0001]本发明涉及环保设备领域，特别是涉及一种高速公路桥面径流实时监控与处理系统及方法，属于环境保护技术领域。背景技术
[0002]我国高速公路总里程已超过13万公里，高速公路中跨越敏感水体的桥梁不计其数。随着国家高速公路网络建立健全，跨越敏感水体的桥梁仍在不断增加。未经处理的桥面径流直接排放将会对受纳水体产生不同程度的影响。桥面径流对水体污染主要考虑二个方面：第一是初期雨水，初期雨水由于冲刷桥面，携带一定量的固体悬浮物质、有机物和重金属等，大量实际工程表明降雨产生的桥面初期雨水径流对周围水体的各类污染物贡献量极小，不会改变现有水质类别，随着降雨时段的增加对水体造成的影响也会逐渐减弱；第二是危险化学品，运输危险化学品车辆(危化品车辆)发生事故引发危险化学品的泄露，危险化学品一旦流入敏感水体将会造成无法挽回的重大损失，严重影响人民健康，破坏生态环境、社会稳定。因此，防范危险化学品泄露造成的影响是桥面径流处理考虑的重点问题。[0003]目前，桥面径流通常处理方式是通过泄水管将桥面径流汇集到排水管，然后流入布置于同一平面的初期雨水处理单元或危险品事故水应急蓄纳单元。初期雨水处理单元由独立的隔油沉淀池或沉淀池与人工湿地、土壤渗滤系统等深度处理单元串联而成。实际中桥面径流处理工程的可利用场地非常受限，桥梁底部极少有可利用的空地能够建造人工湿地、土壤渗滤系统等，特别是长大桥梁。常规做法将沉淀池与应急蓄纳池布置于同一平面的方式往往难以满足场地的要求。桥面径流进入沉淀池还是应急蓄纳池则是通过电动阀控制，其控制依赖于桥头视频监控或者对径流污水的在线仪表检测。中国专利“201110414454.X节地型高速公路危险化学品蓄纳池控制系统”公开了一种包括蓄纳池、中心处理器、视频检测、水位检测、阀门电路控制的综合系统，当发生危险化学品泄露时，通过指挥中心调控，实现对危险化学品的蓄纳。中国专利“201110220584.X敏感水体桥梁段危险化学品泄露监控及应急处理系统”通过桥头监控摄像头和报警电话来确定是否有危险化学品泄露，然后通过监控中心启动应急控制。中国专利“201220090644.0一种公路桥面径流实时识别及选择收集系统”公开了一种将控制器分别与摄像头、电磁阀、雨水传感器、超声波流量计相连，并且特别设计了U型检测管，在U型管内安装浊度、pH、电导率等传感器，通过摄像头与传感器联合作用来实现危险化学品识别的方法。中国专利“201510320161.3公路桥面径流化学品智能检测控制系统”公开通过在桥体排水管出水口设置智能检测池，检测池内安装液体介电常数检测、液体电导率检测、pH值检测等传感器，联合检测水池外部的可燃性气体检测传感器来识别危险化学品。上述方法都是基于视频监控或者在线仪表测试来识别危险化学品，继而启动后续调控阀门，这些方式都是在事故发生后才启动应急方案，存在响应滞后的问题。更需值得关注的是：以视频监控的方式，在夜间或恶劣天气条件下难以及时发现事故，而且视频监控还受工作人员人为因素影响。而以在线仪表检测的方式，首先其识别能力有限，危险化学品种类多样，少数检测探头并不能对所有危险化学品进行有效辨
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说 明 书
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识；其次检测设备投资较大，而且检测探头的使用年限有限，需要经常更换。中国专利“201410082540.9高速公路桥面径流处理与事故应急系统及其方法”公开了一种在危化品车辆上安装远距离感应卡，同时在桥梁前后安装读卡器来实现对危化品车辆的监控，最终通过控制系统控制处理单元的方法。虽然该方法能够监控危化品车辆，但是系统复杂，需要安装的感应和读卡器设备多、投资大，设备后续的运行维护也非常不便利，并且还要在桥梁上专门搭设门架，这对部分桥梁也是无法满足安装条件的，特别对长大桥梁不能发挥作用。[0004]2011年，交通运输部、公安部、安全生产监督总局、工业和信息化部联合发布文件，要求“两客一危”(从事旅游的包车、三类以上班线客车和运输危险化学品、烟花爆竹、民用爆炸物品的道路专用车辆)车辆必须在2011年12月31日前完成安装使用具有行驶记录功能的卫星定位装置。据报道，截止目前几乎所有危化品车辆都已安装实时监控设备，这为本发明的实现提供了必要前提。
发明内容
[0005]为了克服现有高速公路桥面径流处理方式无法实时监控、占地较大、管理维护复杂等不足，本发明提供一种高速公路桥面径流实时监控与处理系统及方法，能够对桥面径流实现实时监控和有效处理，并且处理系统占地少，管理维护简便。[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：[0007]一种高速公路桥面径流实时监控与处理系统，包括监控与处理控制子系统和径流处理子系统，所述监控与处理控制系统包括危化品车辆行驶实时信息模块、控制中心和现场控制柜，所述控制中心分别与危化品车辆行驶实时信息模块和现场控制柜连接，所述径流处理系统包括两位三通电动阀、缓冲池、中间隔层、导流电池阀、沉淀池、液位计、出水电动阀和排泥放空阀，所述两位三通阀进水端接径流收集管来水，所述两位三通阀出水一端接缓冲池，所述两位三通阀出水的另一端直接外排；所述缓冲池与沉淀池垂直布置，两池之间通过中间隔层分离，同时两池通过所述导流电磁阀管道连接；所述液位计安装于中间隔板下沉淀池顶端，所述出水电动阀安装于沉淀池下部，所述排泥放空阀安装于沉淀池底部，所述两位三通电动阀、导流电池阀、液位计、出水电动阀和排泥放空阀均与所述现场控制柜连接。
[0008]进一步，所述导流电池阀的管道，其进水管接缓冲池底部，出水管接沉淀池顶部。[0009]更进一步，所述中间隔板采用钢筋混凝土浇制，隔板坡度i＝0.02～0.05。[0010]再进一步，所述缓冲池容积不小于10m3，具体尺度依据沉淀池排空水量时间，危险品进入缓冲池所需时间等因素计算确定，长宽高比例可依据现场条件设定。
[0011]所述沉淀池容积按当地暴雨强度计算公式与桥面汇水面积计算初期30min雨水径流量确定，沉淀池底部坡度i＝0.1～0.5。
[0012]所述出水电动阀安装于沉淀池底以上30～50cm处。[0013]一种高速公路桥面径流实时监控与处理方法，实现该方法的系统包括监控与处理控制子系统和径流处理子系统，所述监控与处理控制系统包括危化品车辆行驶实时信息模块、控制中心和现场控制柜，所述控制中心分别与危化品车辆行驶实时信息模块和现场控制柜连接，所述径流处理系统包括两位三通电动阀、缓冲池、中间隔层、导流电池阀、沉淀池、液位计、出水电动阀和排泥放空阀，所述两位三通阀进水端接径流收集管来水，所述两
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位三通阀出水一端接缓冲池，所述两位三通阀出水的另一端直接外排；所述缓冲池与沉淀池垂直布置，两池之间通过中间隔层分离，同时两池通过所述导流电磁阀管道连接；所述液位计安装于中间隔板下沉淀池顶端，所述出水电动阀安装于沉淀池下部，所述排泥放空阀安装于沉淀池底部，所述两位三通电动阀、导流电池阀、液位计、出水电动阀和排泥放空阀均与所述现场控制柜连接；所述方法包括以下过程：当晴天发生事故时，控制中心在危险品车辆进入桥梁并且车速低于20km/h就发出指令，确保进水两位三通阀出水接缓冲池，导流电磁阀处于打开状态，出水电动阀与排泥放空阀处于关闭状态，危险品废水直接流入缓冲池与沉淀池，待事故处理人员将处理池中的危险品抽走处理。[0014]进一步，所述方法还包括以下过程：当雨天发生事故时，控制中心在危险品车辆进入桥梁并且车速低于20km/h就发出指令，使得两位三通阀出水进入缓冲池，同时关闭导流电磁阀，打开出水电动阀和排泥放空阀，使得含危险品废水暂时保存于缓冲池；待沉淀池排空，关闭出水电动阀和排泥放空阀，同时打开导流电磁阀，使得危险品废水存储于缓冲池与沉淀池；沉淀池排空所需时间依据设计沉淀池尺度与排水口尺度计算获得。[0015]再进一步，所述方法还包括以下过程：在晴天无事故情况时，即径流处理系统处于常规状态，进水两位三通阀出水接缓冲池，导流电磁阀处于打开状态，出水电动阀与排泥放空阀处于关闭状态。[0016]更进一步，所述方法还包括以下过程：当雨天无事故时，进水两位三通阀出水接缓冲池，导流电磁阀处于打开状态，出水电动阀与排泥放空阀处于关闭状态；初期雨水直接进入沉淀池，待液位计检测达到设定水位时，控制中心发布指令，将两位三通阀出水直接外排；进入沉淀池的初期雨水经过3-5小时的沉淀，打开出水电动阀外排，沉沙在积累到一定量时在晴天通过污泥排空阀排放。
[0017]所述控制中心依据危化品车辆行驶信息数据和现场控制柜传输的信息实现对径流处理系统的控制；所述危化品车辆行驶信息包括车辆行驶速度，车辆位置，车辆实时图像；所述现场控制柜信息包括电磁阀、电动阀状态和液位计参数。[0018]当危险品车辆进入桥梁范围，行驶速度低于20km/h时，控制中心发出指令使得两位三通阀出水进入缓冲池，同时关闭导流电磁阀，打开出水电动阀和排泥放空阀，使得含危险品废水暂时保存于缓冲池；待沉淀池排空，关闭出水电动阀和排泥放空阀，同时打开导流电磁阀，使得危险品废水存储于缓冲池与沉淀池。[0019]与现有技术相比，本发明有以下突出效果：[0020]1)、本发明自动化程度高，充分利用现有物联网资源，实现了桥面径流的智能化控制与处理。[0021]2)、一旦危险品车辆在桥梁发生事故，本系统即刻自动采取措施，实现了对桥面径流的实时监控和处理响应，保证了受纳水体的安全。[0022]3)、缓冲池与沉淀池垂直布置的方式，大大节省了占地面积。[0023]4)、中间隔层与导流阀的设置，实现了以时间换空间，能够最大限度的利用处理池的已有空间，使得处理池的总容积要远小于常规系统。附图说明
[0024]图1为本发明的结构示意图。
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在图中：1、两位三通电动阀；2、缓冲池；3、中间隔层；4、导流电磁阀；5、沉淀池；6、
液位计；7、出水电动阀；8、排泥放空阀；9、现场控制柜；10、控制中心；11、危化品车辆行驶实时信息模块。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本发明作进一步描述。[0027]参照图1，一种高速公路桥面径流实时监控与处理系统，包括监控与处理控制子系统和径流处理子系统，所述监控与处理控制系统包括危化品车辆行驶实时信息模块11、控制中心10和现场控制柜9，所述控制中心10分别与危化品车辆行驶实时信息模块11和现场控制柜9连接，所述径流处理系统包括两位三通电动阀1、缓冲池2、中间隔层3、导流电池阀4、沉淀池5、液位计6、出水电动阀7和排泥放空阀8，所述两位三通阀1进水端接径流收集管来水，所述两位三通阀出水一端接缓冲池，所述两位三通阀出水的另一端直接外排；所述缓冲池与沉淀池垂直布置，两池之间通过中间隔层分离，同时两池通过所述导流电磁阀管道连接；所述液位计安装于中间隔板下沉淀池顶端，所述出水电动阀安装于沉淀池下部，所述排泥放空阀安装于沉淀池底部，所述两位三通电动阀1、导流电池阀4、液位计6、出水电动阀7和排泥放空阀8均与所述现场控制柜9连接。[0028]进一步，所述导流电池阀4的管道，其进水管接缓冲池底部，出水管接沉淀池顶部。[0029]更进一步，所述中间隔板3采用钢筋混凝土浇制，隔板坡度i＝0.02～0.05。[0030]再进一步，所述缓冲池2容积不小于10m3，具体尺度依据沉淀池排空水量时间，危险品进入缓冲池所需时间等因素计算确定，长宽高比例可依据现场条件设定。
[0031]所述沉淀池5容积按当地暴雨强度计算公式与桥面汇水面积计算初期30min雨水径流量确定，沉淀池底部坡度i＝0.1～0.5。
[0032]所述出水电动阀7安装于沉淀池底以上30～50cm处。[0033]本发明由监控与处理控制系统和径流处理系统组成。监控与处理控制系统包括危化品车辆行驶实时信息，控制中心和现场控制柜，控制中心能够依据危化品车辆行驶信息数据和现场控制柜传输的信息实现对径流处理系统的控制。径流处理系统由两位三通电动阀1、缓冲池2、中间隔层3、导流电池阀4、沉淀池5、液位计6、出水电动阀7和排泥放空阀8组成。
[0034]一种高速公路桥面径流实时监控与处理方法，包括以下过程：[0035]在晴天无事故情况时(即径流处理系统中处于常规状态)，进水两位三通阀1出水接缓冲池2，导流电磁阀4处于打开状态，出水电动阀7与排泥放空阀8处于关闭状态。[0036]当晴天发生事故时，控制中心10在危险品车辆进入桥梁并且车速低于20km/h就发出指令，确保进水两位三通阀1出水接缓冲池2，导流电磁阀4处于打开状态，出水电动阀7与排泥放空阀8处于关闭状态，危险品废水直接流入缓冲池与沉淀池，待事故处理人员将处理池中的危险品抽走处理。[0037]当雨天无事故时，进水两位三通阀1出水接缓冲池2，导流电磁阀4处于打开状态，出水电动阀7与排泥放空阀8处于关闭状态。初期雨水直接进入沉淀池5，待液位计6检测到设定水位时，控制中心发布指令，将两位三通阀1出水直接外排；进入沉淀池5的初期雨水经过3-5小时的沉淀，打开出水电动阀7外排，沉沙在积累到一定量时在晴天通过污泥排空阀8
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排放。
当雨天发生事故时，控制中心10在危险品车辆进入桥梁并且车速低于20km/h就发
出指令，使得两位三通阀1出水进入缓冲池2，同时关闭导流电磁阀4，打开出水电动阀7和排泥放空阀8，使得含危险品废水暂时保存于缓冲池2；待沉淀池5排空，关闭出水电动阀7和排泥放空阀8，同时打开导流电磁阀4，使得危险品废水存储于缓冲池2与沉淀池5。沉淀池5排空所需时间可依据设计沉淀池5的尺度与排水口尺度计算获得。[0039]以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以做任何形式的修改。
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