一种排水井水位监测方法、装置、存储介质及系统与流程

本发明涉及智能监测，尤其涉及一种排水井水位监测方法、装置、存储介质及系统。

背景技术：

1、城市排水系统是城市建设、环境保护、防洪排涝的重要基础设施，关系到社会经济稳定发展和人民生活的安定，在保障城市发展和安全运行中发挥着重要的作用。

2、随着城市化的迅速发展，城市排水管网系统越来越复杂、越来越庞大，对排水管网的运行管理、养护管理、应急防汛和科学决策等提出了越来越高的要求。但由于在管网的运行管理上缺乏掌握排水管网真实运行状况的技术手段，在养护管理上难以评估排水管网的日常养护效果，在排水管网的水力分析和管理决策上缺少必要的数据支持，遇到紧急情况无法依据实时变化信息以制定相应的应急措施。依靠传统的管理手段已越来越不能满足排水管网的现代化管理需要。因此，对于井下水位的监测报警以及及时排水是非常重要的。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种排水井水位监测方法、装置、存储介质及系统。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种排水井水位监测方法，包括如下步骤：利用毫米波雷达向井下发射雷达信号，获取雷达回波信号；对所述雷达回波信号进行脉冲间相干累加处理，计算得到距离多普勒图；根据预设相对功率阈值从所述距离多普勒图中筛选多个疑似目标对应的距离值；从多个所述疑似目标对应的距离值中剔除已知遮挡物对应的距离值；从剩余的多个所述疑似目标对应的距离值中选取最大相对功率值对应的距离值；当所述最大相对功率值对应的距离值不为零时，将所述最大相对功率值对应的距离值作为粗测距离值；对所述粗测距离值进行卡尔曼滤波处理，迭代计算获得水位值，将所述水位值实时上传至物联网平台，当水位值超过警戒线时，物联网平台发布预警。

3、为解决上述技术问题，本发明还提供一种排水井水位监测装置，包括：

4、雷达测量模块，用于利用毫米波雷达向井下发射雷达信号，获取雷达回波信号；

5、相干累加模块，用于对所述雷达回波信号进行脉冲间相干累加处理，计算得到距离多普勒图；

6、疑似目标确定模块，用于根据预设相对功率阈值从所述距离多普勒图中筛选多个疑似目标对应的距离值；

7、遮挡物剔除模块，用于从多个所述疑似目标对应的距离值中剔除已知遮挡物对应的距离值；

8、粗测值确定模块，用于从剩余的多个所述疑似目标对应的距离值中选取最大相对功率值对应的距离值；当所述最大相对功率值对应的距离值不为零时，将所述最大相对功率值对应的距离值作为粗测距离值；

9、滤波处理模块，用于对所述粗测距离值进行卡尔曼滤波处理，迭代计算获得水位值，将所述水位值实时上传至物联网平台，当水位值超过警戒线时，物联网平台发布预警。

10、为解决上述技术问题，本发明还提供一种排水井水位监测装置，包括：

11、毫米波雷达，用于向井下发射雷达信号，并获取雷达回波信号；

12、控制器，用于基于所述雷达回波信号执行上述技术方案提供的排水井水位监测方法。

13、为解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行上述技术方案提供的排水井水位监测方法。

14、为解决上述技术问题，本发明还提供一种排水井水位监测系统，包括上述技术方案提供的排水井水位监测装置，还包括与所述排水井水位监测装置通信的物联网平台和/或智能终端。

15、本发明的有益效果是：本发明基于毫米波雷达测量的原始数据进行数据分析重构，对雷达回波信号进行相干累加，明显地抑制噪声，增大信号幅值，从而实现信噪比的提高，剔除已知遮挡物的干扰，根据最大相对功率值确定水面对应的距离值，对粗测值进行卡尔曼滤波处理，极大提高了测量精度。

16、本发明附加的方面及其优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。

技术特征：

1.一种排水井水位监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：当所述最大相对功率值对应的距离值为零时，将所述已知遮挡物对应的距离值作为粗测距离值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对所述雷达回波信号进行脉冲间相干累加处理，公式如下：

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对所述粗测距离值进行卡尔曼滤波处理，迭代计算获得水位值时，当误差值小于预设误差值时停止迭代计算，得到最终水位值。

5.一种排水井水位监测装置，其特征在于，包括：

6.一种排水井水位监测装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括无线通信模块和蓝牙模块；

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括壳体，所述毫米波雷达的雷达面板固定于所述壳体的底部，所述控制器、无线通信模块和蓝牙模块固定于所述壳体内部。

9.一种计算机可读存储介质，包括指令，其特征在于，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行根据权利要求1至4任一项所述的排水井水位监测方法。

10.一种排水井水位监测系统，其特征在于，包括权利要求6至8任一项所述的排水井水位监测装置，还包括与所述排水井水位监测装置通信的物联网平台和/或智能终端。

技术总结
本发明涉及一种排水井水位监测方法、装置、存储介质及系统，方法包括：利用毫米波雷达向井下发射雷达信号，获取雷达回波信号；对雷达回波信号进行脉冲间相干累加处理，得到距离多普勒图；根据预设相对功率阈值筛选出多个疑似目标的距离值；从多个疑似目标中剔除已知遮挡物对应的距离值；从剩余的多个疑似目标中选取最大相对功率值对应的距离值；当最大相对功率值对应的距离值不为零时，将最大相对功率值对应的距离值作为粗测距离值；对粗测距离值进行卡尔曼滤波处理，迭代计算获得水位值，并实时上传至物联网平台，当水位值超过警戒线时，平台发布预警。本发明基于毫米波雷达测量的原始数据进行数据分析重构，能够实现对井下水位的实时监测预警。

技术研发人员：赵翔,孙广存,王家伟,赵冰,徐乐,李向博,雷志刚
受保护的技术使用者：北京中关村智连安全科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15