一种排水管网液位在线远程监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种排水管网液位在线远程监测系统及方法，其中，方法包括以下步骤：S1、实时采集排水井内的液位信息，并根据液位信息生成发送数据包；S2、对发送数据包内的数据进行预处理，并按照预设格式整理并存储数据；S3、结合存储的数据和预设的液位模型对排水管网液位进行监测和分析。本发明专利技术能够实时监测排水管网的液位信息，使得调度人员能够远程掌握排水管网的实时液位情况，及时做出调度决策，提高调度人员的工作效率和工作质量。另外，为调度管理难度较大的深层隧道排水系统优化调度研究提供实时、准确的基础数据，有利于最大化发挥深隧排水系统减少内涝和溢流污染的作用。本发明专利技术可广泛应用于排水管网运行调度领域。

【技术实现步骤摘要】
一种排水管网液位在线远程监测系统及方法
本专利技术涉及排水管网运行调度领域，尤其涉及一种排水管网液位在线远程监测系统及方法。
技术介绍
近些年来我国诸多城市在雨季发生了危害市民人身和财产安全的内涝事件，所引发的城市内涝和溢流污染问题备受关注。城市内涝的成因较多，既有城市下垫面硬化造成的洪峰提前和汇流量急剧增加，也有城市热岛效应造成的降雨量增大、暴雨频率增加；既有城市排水管网设计重现期偏小，也有管道建成后运营管理不足。溢流污染的传统解决办法是进行雨污分流改造，但由于城市地面、地下浅层空间狭小，无法实施。对于城市建成区下垫面和气候条件等客观因素无法改变，而且城市老城区建筑密集，加上地铁和综合体开发，浅层地下空间狭小，建设成本都越来越高。为此，需寻找新的思路解决大中城市老城区的内涝与溢流污染问题。深隧排水系统(简称深隧)建设在地面以下40m左右的深层地下空间，近年来在国内外已得到诸多工程应用，为改善城市排水能力的重要手段之一。但深隧因深埋于地下并且需做好与浅层排水管网的配合使用,管理难度大，传统的排水管网管理手段已不能满足此类复杂排水系统的现代化管理需求。因此提出通过建设现代化的排水管网液位在线监测系统，优化排水管网的运行调度方式。为提高城市排水系统对内涝的调控能力，需对排水系统的管网内涝点进行实时监测，采集更广泛的数据作为调度控制依据。因此如何实时的监测数据是实现排水系统精确调度运行的重要问题，现在还没有相对完善的技术解决该问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种实时对排水系统液位进行监测的系统。本专利技术的另一目的是提供一种实时对排水系统液位进行监测的方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种排水管网液位在线远程监测系统，包括服务器、安装在排水井口处的控制装置和安装在下水道液面下的传感器模块，所述传感器模块包括液位计传感器，所述控制装置包括处理器、无线通讯模块以及为控制装置和传感器模块供电的电池模块，所述处理器通过无线通讯模块连接至服务器，所述处理器通过线缆连接至液位计传感器，所述无线通讯模块的天线通过预设的孔洞露出地面；所述液位计传感器用于实时采集排水井的液位信息，并将采集到的液位信息传输至控制装置；所述控制装置用于接收到液位信息后，根据液位信息生成发送数据包，并将发送数据包发送至服务器；所述服务器用于对发送数据包内的数据进行预处理后，按照预设格式整理并存储数据，并结合存储的数据和预设的液位模型对排水管网液位进行监测和分析。进一步，所述传感器模块还包括流量计、雨量计和水质仪表，所述处理器分别与流量计、雨量计和水质仪表连接。进一步，所述液位计传感器采用压阻式液位传感器。进一步，包括用于放置控制装置的防水箱和用于固定传感器模块且内部中空的固定套管，所述防水箱和固定套管均固定在排水井壁上，所述线缆贯穿固定套管。进一步，所述防水箱的防水等级为IP68，所述固定套管采用镀锌不锈钢管制成。进一步，还包括智能终端，所述智能终端与服务器连接。本专利技术所采用的另一技术方案是：一种排水管网液位在线远程监测方法，包括以下步骤：S1、实时采集排水井内的液位信息，并根据液位信息生成发送数据包；S2、对发送数据包内的数据进行预处理，并按照预设格式整理并存储数据；S3、结合存储的数据和预设的液位模型对排水管网液位进行监测和分析。进一步，所述发送数据包内包括液位信息、雨量信息和设备电压信息。进一步，所述步骤S2，具体包括以下步骤：从数据包中获取液位信息和雨量信息，并剔除液位信息和雨量信息中异常的数据；将液位信息和雨量信息按照时间序列一一对应并存储于预设的软件内。进一步，所述步骤S3，具体包括以下步骤：采用存储的数据训练并优化预设的液位模型；结合雨量信息和液位模型预测排水管网的液位，以及分析排水系统的排水能力。进一步，所述预设的软件为eviews和infoworks软件。本专利技术的有益效果是：本专利技术能够实时监测排水管网的液位信息，使得调度人员能够远程掌握排水管网的实时液位情况，及时做出调度决策，提高调度人员的工作效率和工作质量。另外，为调度管理难度较大的深层隧道排水系统优化调度研究提供实时、准确的基础数据，有利于最大化发挥深隧排水系统减少内涝和溢流污染的作用。附图说明图1是本专利技术一种排水管网液位在线远程监测系统的结构示意图；图2是本专利技术一种排水管网液位在线远程监测系统的结构框图；图3是本专利技术一种排水管网液位在线远程监测方法的步骤流程图。具体实施方式实施例一如图1和图2所示，本实施例提供一种排水管网液位在线远程监测系统，包括服务器、安装在排水井口处的控制装置和安装在下水道液面下的传感器模块，所述传感器模块包括液位计传感器1，所述控制装置包括处理器、无线通讯模块以及为控制装置和传感器模块供电的电池模块，所述处理器通过无线通讯模块连接至服务器，所述处理器通过线缆4连接至液位计传感器1，所述无线通讯模块的天线5通过预设的孔洞露出地面；所述液位计传感器1用于实时采集排水井的液位信息，并将采集到的液位信息传输至控制装置；所述控制装置用于接收到液位信息后，根据液位信息生成发送数据包，并将发送数据包发送至服务器；所述服务器用于对发送数据包内的数据进行预处理后，按照预设格式整理并存储数据，并结合存储的数据和预设的液位模型对排水管网液位进行监测和分析。上述系统的工作原理为：液位计传感器1安装在于内涝点处的排水管网检查井中，或者安装在闸前、泵站集水池处，用于测量内涝点处管网水位和闸门、泵站液位。液位计传感器1实时采集排水井内液面的高度，并将采集到的信息发送至控制装置，控制装置对接收到的信息进行打包后，通过无线通讯模块传输会服务器，其中，传输过程中，可以采用2G、3G或4G信号进行传输。无线通讯模块的天线5通过预设的孔洞露出地面，本实施例中，天线5伸出地面2～3cm，防止金属井盖屏蔽数据传输信号。发送数据包传输到服务器后，服务器对发送数据包进行处理和分析，从而得知排水管网液位的实时情况，结合预设的液位模型可预测排水管网液和分析排水系统的排水能力。该系统实时远程获取排水管网液位的监测数据，了解排水管的排水情况，辅助排水系统调度人员进行调度决策，提高城市排水系统对内涝的调控能力。此外，在本实施例中，电池模块采用160AH的锂电池，可反复充电使用。相比市电供电和太阳能供电等方式，电池供电的优点为：土建开挖少，减少监测系统的建设费用；克服监测点附近供电配套设施不完善等问题；减少雷击对监测设备的影响；可有效避免市电供电方式中的意外断电或太阳能供电方式中遭遇连续阴雨天导致太阳能供电不足等问题；若将监测设备移往它处时，可反复充电的锂电池便于更换和再利用，避免浪费。进一步作为优选的实施方式，所述传感器模块还包括流量计、雨量计和水质仪表，所述处理器分别与流量计、雨量计和水质仪表连接。通过一台控制装置集成多种在线监测设备，可克服现有监测设备“一机一表”，多个仪器主机仪表导致雨水井内空间被占满的缺点，充分利用资源，同时也可以获取到更多排水井内的数据。进一步作为优选的实施方式，所述液位计传感器1采用压阻式液位传感器。液位计传感器1是内涝监控点液位监测系统的重要组成其监测数据直接影响到排水管网的调度管理决策及深隧排水系统的调度优化研究结果，液位计传感器1需要选择精度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种排水管网液位在线远程监测系统，其特征在于，包括服务器、安装在排水井口处的控制装置和安装在下水道液面下的传感器模块，所述传感器模块包括液位计传感器，所述控制装置包括处理器、无线通讯模块以及为控制装置和传感器模块供电的电池模块，所述处理器通过无线通讯模块连接至服务器，所述处理器通过线缆连接至液位计传感器，所述无线通讯模块的天线通过预设的孔洞露出地面；所述液位计传感器用于实时采集排水井的液位信息，并将采集到的液位信息传输至控制装置；所述控制装置用于接收到液位信息后，根据液位信息生成发送数据包，并将发送数据包发送至服务器；所述服务器用于对发送数据包内的数据进行预处理后，按照预设格式整理并存储数据，并结合存储的数据和预设的液位模型对排水管网液位进行监测和分析。

【技术特征摘要】
1.一种排水管网液位在线远程监测系统，其特征在于，包括服务器、安装在排水井口处的控制装置和安装在下水道液面下的传感器模块，所述传感器模块包括液位计传感器，所述控制装置包括处理器、无线通讯模块以及为控制装置和传感器模块供电的电池模块，所述处理器通过无线通讯模块连接至服务器，所述处理器通过线缆连接至液位计传感器，所述无线通讯模块的天线通过预设的孔洞露出地面；所述液位计传感器用于实时采集排水井的液位信息，并将采集到的液位信息传输至控制装置；所述控制装置用于接收到液位信息后，根据液位信息生成发送数据包，并将发送数据包发送至服务器；所述服务器用于对发送数据包内的数据进行预处理后，按照预设格式整理并存储数据，并结合存储的数据和预设的液位模型对排水管网液位进行监测和分析。2.根据权利要求1所述的一种排水管网液位在线远程监测系统，其特征在于，所述传感器模块还包括流量计、雨量计和水质仪表，所述处理器分别与流量计、雨量计和水质仪表连接。3.根据权利要求1所述的一种排水管网液位在线远程监测系统，其特征在于，所述液位计传感器采用压阻式液位传感器。4.根据权利要求1所述的一种排水管网液位在线远程监测系统，其特征在于，包括用于放置控制装置的防水箱和用于固定传感器模块且内部中空的固定套管，所述防水箱和固定套管均固定在排水井壁上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志民，周午阳，温浩然，陶明，方吉，
申请(专利权)人：广州市市政工程设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44