基于物联网技术的地底管道防开挖的监测预警方法及系统与流程

本发明涉及管道监管，具体是一种基于物联网技术的地底管道防开挖的监测预警方法及系统。

背景技术：

1、城市地下管线是关系国计民生的重要基础设施，一旦被开挖破坏，将造成严重的经济损失和安全隐患。因此，需要对开挖行为进行监测。

2、现有的监测技术是在管道中安装声敏传感器，实时对声音进行识别；可以想到，声敏传感器会一直埋在地下，虽然一个声敏传感器的损坏概率极低，但是当声敏传感器的数量较多时，全部都不发生损坏的概率也会很低，这样的后果是，大部分时间都会有个别几个声敏传感器出现问题，这就需要进行维护，可以想到，对埋在地下的传感器进行维护有多么困难；

3、此外，仅凭声音判断开挖情形对识别算法的及传感器的精度要求极高，因此，如何优化识别架构是本发明技术方案想要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于物联网技术的地底管道防开挖的监测预警方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于物联网技术的地底管道防开挖的监测预警方法，所述方法包括：

4、接收用户输入的含有管网的监管区域，根据天气信息将含有管网的监管区域转换为动态地图；

5、根据所述动态地图确定监管点位，基于所述监管点位获取监管视频，根据所述监管视频填充所述动态地图；

6、根据所述动态地图确定管网的待检段，基于所述待检段激活相应的传感设备；

7、获取传感设备的采集信息，根据所述采集信息生成预警信息。

8、作为本发明进一步的方案：所述接收用户输入的含有管网的监管区域，根据天气信息将含有管网的监管区域转换为动态地图的步骤包括：

9、接收用户输入的含有管网的监管区域，获取区域地图；

10、实时获取天气信息；所述天气信息包括现有信息和预测信息，所述现有信息根据现有设备获取，所述预测信息根据天气服务获取；

11、拷贝含有管网的区域地图，在预设的标记规则下根据所述预测信息对监管区域进行区域标记；

12、拷贝含有管网的区域地图，在预设的标记规则下根据所述现有信息对监管区域进行区域更新；

13、根据时间排列处理后的区域地图，得到动态地图。

14、作为本发明进一步的方案：所述根据所述动态地图确定监管点位，基于所述监管点位获取监管视频，根据所述监管视频填充所述动态地图的步骤包括：

15、读取动态地图，比对动态地图中的相邻区域地图，确定时长达到预设的条件的区域，作为目标区域；

16、接收用户上传的摄像头选取信息，根据选取的摄像头在目标区域中确定监管范围；所述摄像头为全景摄像点；

17、根据所述监管范围对目标区域进行切分，得到子区域；

18、定时选取含有管网的子区域，在所述子区域中选取监管点位；

19、基于所述监管点位获取监管视频，根据所述监管视频填充所述动态地图。

20、作为本发明进一步的方案：所述根据所述动态地图确定管网的待检段，基于所述待检段激活相应的传感设备的步骤包括：

21、实时获取区域更新结果，选取尾部区域地图；

22、根据预设的卷积核遍历所述尾部区域地图，定位目标位置；

23、以目标位置为圆心，预设的数值为半径，建立检测圆；

24、计算所述检测圆与所述管网的交集，确定待检段；

25、查询并激活所述待检段对应的已备案的传感设备。

26、作为本发明进一步的方案：所述根据预设的卷积核遍历所述尾部区域地图，定位目标位置的步骤包括：

27、将所述尾部区域地图转换为单值图像；

28、根据预设的卷积核遍历所述单值图像，实时输出相关系数；

29、将所述相关系数与预设的系数阈值进行比对，当所述相关系达到预设的系数阈值时，根据卷积核在遍历过程中对应的区域生成目标位置；

30、根据预设的卷积核遍历所述单值图像，实时输出相关系数的计算公式为：

31、；

32、；

33、；

34、式中，为单值图像中以点为左上端点的区域与卷积核之间的相关系数，所述以点为左上端点的区域与卷积核的尺寸相同，均为；为以点为左上端点的区域中点的值，为卷积核中点的值；为以点为左上端点的区域中各点的均值，为卷积核中各点的均值。

35、作为本发明进一步的方案：所述获取传感设备的采集信息，根据所述采集信息生成预警信息的步骤包括：

36、依次获取传感设备的类型及对应区域的天气信息，根据所述类型和天气信息查询训练好的神经网络模型；

37、将采集信息输入所述神经网络模型，得到开挖概率；

38、统计所有传感设备对应的开挖概率，根据开挖概率生成开挖警示信息和设备警示信息；

39、其中，所述开挖警示信息用于警示开挖行为，所述设备警示信息用于警示设备问题。

40、本发明技术方案还提供了一种基于物联网技术的地底管道防开挖的监测预警系统，所述系统包括：

41、动态地图生成模块，用于接收用户输入的含有管网的监管区域，根据天气信息将含有管网的监管区域转换为动态地图；

42、视频填充模块，用于根据所述动态地图确定监管点位，基于所述监管点位获取监管视频，根据所述监管视频填充所述动态地图；

43、设备激活模块，用于根据所述动态地图确定管网的待检段，基于所述待检段激活相应的传感设备；

44、信息预警模块，用于获取传感设备的采集信息，根据所述采集信息生成预警信息。

45、作为本发明进一步的方案：所述动态地图生成模块包括：

46、地图获取单元，用于接收用户输入的含有管网的监管区域，获取区域地图；

47、天气信息获取单元，用于实时获取天气信息；所述天气信息包括现有信息和预测信息，所述现有信息根据现有设备获取，所述预测信息根据天气服务获取；

48、区域标记单元，用于拷贝含有管网的区域地图，在预设的标记规则下根据所述预测信息对监管区域进行区域标记；

49、区域更新单元，用于拷贝含有管网的区域地图，在预设的标记规则下根据所述现有信息对监管区域进行区域更新；

50、地图排列单元，用于根据时间排列处理后的区域地图，得到动态地图。

51、作为本发明进一步的方案：所述视频填充模块包括：

52、地图比对单元，用于读取动态地图，比对动态地图中的相邻区域地图，确定时长达到预设的条件的区域，作为目标区域；

53、范围确定单元，用于接收用户上传的摄像头选取信息，根据选取的摄像头在目标区域中确定监管范围；所述摄像头为全景摄像点；

54、区域切分单元，用于根据所述监管范围对目标区域进行切分，得到子区域；

55、点位选取单元，用于定时选取含有管网的子区域，在所述子区域中选取监管点位；

56、填充执行单元，用于基于所述监管点位获取监管视频，根据所述监管视频填充所述动态地图。

57、作为本发明进一步的方案：所述设备激活模块包括：

58、地图读取单元，用于实时获取区域更新结果，选取尾部区域地图；

59、位置定位单元，用于根据预设的卷积核遍历所述尾部区域地图，定位目标位置；

60、检测圆建立单元，用于以目标位置为圆心，预设的数值为半径，建立检测圆；

61、交集计算单元，用于计算所述检测圆与所述管网的交集，确定待检段；

62、查询激活单元，用于查询并激活所述待检段对应的已备案的传感设备。

63、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于图像获取设备实时生成区域地图，根据区域地图定位挖机或其他开挖特征，根据定位结果激活对应的传感设备，这一选择式激活过程极大地降低了传感设备的使用时间，延长了使用寿命。此外，多种信号协同判断过程在满足预警功能的前提下，不仅降低了各个参数的识别要求，还提高了易维护性。