一种城市级排水管网增强扫描方法及系统技术方案

本发明专利技术一种城市级排水管网增强扫描方法及系统，方法包括：排水管网各监测点的采集终端与基站进行交互以更新校准RTC时钟；排水管网各监测点的采集终端在相同的时间向远端服务器上报同步时间戳；远端服务器基于各采集终端上报的同步时间戳计算出时间戳基准值，基于时间戳基准值与各采集终端的同步时间戳计算同步校准值，并将各同步校准值下发到对应的采集终端；排水管网各监测点的采集终端根据同步校准值修正系统同步时钟；排水管网各监测点的采集终端监测到同步采集时间到后，采集对应监测点的水位和流速，并将采集到的水位信息、流速信息和同步时间戳上报给远端服务器；远端服务器分析出排水管网输送负载能力以及对排水管网溢满风险进行预测。管网溢满风险进行预测。管网溢满风险进行预测。

【技术实现步骤摘要】
一种城市级排水管网增强扫描方法及系统


[0001]本专利技术涉及数据监测
，特别是一种城市级排水管网增强扫描方法及系统。

技术介绍

[0002]城市排水管网承担着城市防汛排涝、污水收集和输送的任务，是保障城市正常运行的重要基础设施。对城市排水管网进行日常巡查或结合硬件设备对重点管段的水位、流量进行监测，及时发现管网运行中的突发问题，对提升排水管网事故的预警和处理能力，保障城市安全运行具有重大意义。现有的排水管网的各个监测点均为独立设置及独立采集，由于采集的时间不相同，因此无法有效整合各个监测点之间的数据，即无法达到城市级数据同步扫描监测，因此数据实用性较差，不便于综合分析。此外，现有的监测终端方式外置设备较多，安装工艺复杂，进行水位采集时没有对测量环境进行分析，抗干扰能力弱。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种城市级排水管网增强扫描方法及系统，通过城市级自动同步扫描监测，实现管网水位断层扫描和全景成像，以解决数据耦合时的延时异步，便于城市管网於堵、城市内涝、偷排漏排、黑臭水体、管网输送能力等问题的分析，提升城市排水系统运行效率、防洪排涝治理能力和管网污染物溯源能力，保障排水管网稳定运行。
[0004]本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一方面，一种城市级排水管网增强扫描方法，包括：
[0006]S101，排水管网各监测点的采集终端与基站进行交互以更新校准RTC时钟；所述采集终端用于采集水位和流速；
[0007]S102，排水管网各监测点的采集终端在相同的时间向远端服务器上报同步时间戳；
[0008]S103，远端服务器基于各采集终端上报的同步时间戳计算出时间戳基准值，基于时间戳基准值与各采集终端的同步时间戳计算同步校准值，并将各同步校准值下发到对应的采集终端；
[0009]S104，排水管网各监测点的采集终端根据同步校准值修正系统同步时钟；
[0010]S105，排水管网各监测点的采集终端监测到同步采集时间到后，采集对应监测点的水位和流速，并将采集到的水位信息、流速信息和同步时间戳上报给远端服务器。
[0011]优选的，所述S105之后，还包括：
[0012]远端服务器基于各采集终端上报的同步时间戳计算出时间戳基准值，以及基于时间戳基准值与各采集终端的同步时间戳计算同步校准值，并将各同步校准值下发到对应的采集终端；
[0013]排水管网各监测点的采集终端根据同步校准值重新修正系统同步时钟。
[0014]优选的，所述采集终端包括用于采集监测点水位的超声波传感器和用于采集监测点流速的毫米波传感器。
[0015]优选的，所述S105之前还包括：调整超声波传感器发射超声波脉冲的强度；具体的：
[0016]发射第一强度的超声波脉冲，并接收回波脉冲，判断回波脉冲的信号强度是否达到第二强度；
[0017]如果不大于，按照预设规则调整发射的超声波脉冲强度，直至回波脉冲的信号强度达到第二强度。
[0018]优选的，监测点的水位等于所述超声波传感器的安装位置值到监测点底部的距离减去超声波传感器的测量值。
[0019]优选的，S105中，排水管网各监测点的采集终端监测到同步采集时间到后，采集对应监测点的水位和流速之后，还包括：
[0020]各采集终端分别判断本次采集到的水位与前一次采集到的水位的差值是否达到预设阈值，如果达到，修改本采集终端的采集时间至预设时间，并将所述预设时间上报给远端服务器；
[0021]远端服务器根据采集时间有变化的采集终端发送的消息后，判断出对应的监测点，并查找到所述监测点前后相邻的两个监测点，并下发采集时间修改为预设时间的消息至前后相邻的两个监测点；
[0022]采集时间有修改的监测点在预设时间到后，将采集到的水位信息、流速信息和同步时间戳上报给远端服务器；
[0023]远端服务器根据接收到的水位信息和流速信息进行相应处理。
[0024]优选的，S105之后，还包括：
[0025]远端服务器根据各采集终端上报的水位信息和流速信息判断各采集终端本次采集到的水位及流速与前一次采集到的水位及流速的差值是否达到预设阈值，如果达到，修改对应采集终端的采集时间至预设时间；判断出该采集终端对应的监测点，查找到所述监测点前后相邻的两个监测点，并下发采集时间修改为预设时间的消息至对应监测点及前后相邻的两个监测点；
[0026]采集时间有修改的监测点在预设时间到后，将采集到的水位信息、流速信息和同步时间戳上报给远端服务器；
[0027]远端服务器根据接收到的水位信息和流速信息进行相应处理。
[0028]优选的，远端服务器根据接收到的水位信息和流速信息进行相应处理，具体包括：
[0029]远端服务器将采集终端上报的水位信息进行处理换算，计算出排水管网输送负载能力，如下：
[0030][0031]其中，d表示水管管径；i表示水位高度；p表示排水管网负载系数，排水管网负载系数1表示达到排水管网最大负荷，排水管网负载系数越大，则排水管网淤积堵塞排水不及时导致满管溢出风险越大；
[0032]远端服务器将采集终端上报的水位信息和流速信息进行处理换算，计算出单位时间流量，如下：
[0033][0034]其中，q表示流量；v表示流速；
[0035]远端服务器将采集终端上报的水位信息进行处理换算，计算出预警上涨时间，如下：
[0036][0037]其中，b表示预警上涨时间；t表示两次测量间隔；y1表示前一次测量高度，y2表示当前测量高度，测量高度等于采集终端的安装位置值到监测点底部的距离减去水位。
[0038]优选的，排水管网各监测点的采集终端通过通信模块与基站进行交互以更新校准RTC时钟；排水管网各监测点的采集终端通过通信模块与远端服务器进行交互更新校准同步时钟。
[0039]另一方面，一种城市级排水管网增强扫描系统，包括若干采集终端和远端服务器；每个所述采集终端包括边缘计算模块、通信模块、RTC时钟、水位传感器和流速传感器；所述通信模块与基站进行交互以更新校准RTC时钟；所述边缘计算模块通过所述通信模块与所述远端服务器相连接以在指定时间向远端服务器上报同步时间戳；所述远端服务器基于各采集终端上报的同步时间戳计算出时间戳基准值，以及时间戳基准值与各采集终端的同步时间戳计算同步校准值，并将各同步校准值下发到对应的采集终端；所述边缘计算模块根据同步校准值修正系统同步时钟；所述边缘计算模块监测到同步采集时间到后，控制所述水位传感器和流速传感器同步采集监测点的水位以及流速，并将采集到的水位信息、流速信息和同步时间戳上报给远端服务器。
[0040]由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0041](1)本专利技术的采集终端首先通过运营商基站对RTC时钟进行校准，将终端更新到秒级同步，然后通过远端服务器进行同步时间戳达到毫秒级本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市级排水管网增强扫描方法，其特征在于，包括：S101，排水管网各监测点的采集终端与基站进行交互以更新校准RTC时钟；所述采集终端用于采集水位和流速；S102，排水管网各监测点的采集终端在相同的时间向远端服务器上报同步时间戳；S103，远端服务器基于各采集终端上报的同步时间戳计算出时间戳基准值，基于时间戳基准值与各采集终端的同步时间戳计算同步校准值，并将各同步校准值下发到对应的采集终端；S104，排水管网各监测点的采集终端根据同步校准值修正系统同步时钟；S105，排水管网各监测点的采集终端监测到同步采集时间到后，采集对应监测点的水位和流速，并将采集到的水位信息、流速信息和同步时间戳上报给远端服务器。2.根据权利要求1所述的城市级排水管网增强扫描方法，其特征在于，所述S105之后，还包括：远端服务器基于各采集终端上报的同步时间戳计算出时间戳基准值，以及基于时间戳基准值与各采集终端的同步时间戳计算同步校准值，并将各同步校准值下发到对应的采集终端；排水管网各监测点的采集终端根据同步校准值重新修正系统同步时钟。3.根据权利要求1所述的城市级排水管网增强扫描方法，其特征在于，所述采集终端包括用于采集监测点水位的超声波传感器和用于采集监测点流速的毫米波传感器。4.根据权利要求3所述的城市级排水管网增强扫描方法，其特征在于，所述S105之前还包括：调整超声波传感器发射超声波脉冲的强度；具体的：发射第一强度的超声波脉冲，并接收回波脉冲，判断回波脉冲的信号强度是否达到第二强度；如果不大于，按照预设规则调整发射的超声波脉冲强度，直至回波脉冲的信号强度达到第二强度。5.根据权利要求3所述的城市级排水管网增强扫描方法，其特征在于，监测点的水位等于所述超声波传感器的安装位置值到监测点底部的距离减去超声波传感器的测量值。6.根据权利要求1所述的城市级排水管网增强扫描方法，其特征在于，S105中，排水管网各监测点的采集终端监测到同步采集时间到后，采集对应监测点的水位和流速之后，还包括：各采集终端分别判断本次采集到的水位与前一次采集到的水位的差值是否达到预设阈值，如果达到，修改本采集终端的采集时间至预设时间，并将所述预设时间上报给远端服务器；远端服务器根据采集时间有变化的采集终端发送的消息后，判断出对应的监测点，并查找到所述监测点前后相邻的两个监测点，并下发采集时间修改为预设时间的消息至前后相邻的两个监测点；采集时间有修改的监测点在预设时间到后，将采集到的水位信息、流速信息和同步时间戳上报给远端服务器；远端服务器根据接收到的水位信息和流速信息进行相应处理。7.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑益斌，黄松宏，章志坚，唐志文，宋伟国，杨江城，廖泽南，柳祥伟，
申请(专利权)人：厦门万宾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：