[發明專利]基于雨量計、水位計和圖像傳感器的靈活水位監測系統

在審

• 申請號: 202011391892.4
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN113819973A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 張新強;張普;魏鑫鑫;周浩
• 申請（專利權）人: 湖北億立能科技股份有限公司
• 主分類號: G01F23/00
• 分類號: G01F23/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 傅海鵬

1.基于雨量計、水位計和圖像傳感器的靈活水位監測系統，其特征在于，包括雨量計、水位計和圖像傳感器，還包括與所述雨量計、所述水位計連接且全天工作的在線學習系統，所述在線學習系統包括圖像傳感器，且所述在線學習系統的工作方法包括以下步驟：

Step1：數據導入；雨量計工作，測量降雨量，并將降雨量的數值傳輸給在線學習系統，由在線學習系統進行分析；水位測量工具工作，測量出水位值，傳輸給在線學習系統進行分析；

Step2：構建數學模型；

根據雨量計的監測數據構建數學模型；在線學習系統接收來自雨量計的降雨量數據，并將降雨量定為初始變量x，設區域的水位值為因變量y；構建初始方程y＝kx+b；其中k和b都是數學模型中的參數字母；

Step3：采集樣本點；

根據在Step2中定下的初始方程y＝kx+b，在單位時間內，此處將單位時間參數定為T，采集多次降雨量x和對應水位值y的數據，并在在線學習系統內構建直角坐標系，再在直角坐標系中構建出樣本點的坐標(x,y)；

Step4：擬合方程；

根據Step3中得到的單位時間T內的樣本點(x,y)，在線學習系統進行擬合，求解出k和b的值，得到實際單位時間T內水位值y和降雨量x之間的關系，此處將求解得到的k和b的值分別用k₁和b₁指代，得到最終的方程y＝k₁x+b₁；根據所得到的方程，在線學習系統在直角坐標系中構建出方程y＝k₁x+b₁對應的函數圖像；

Step5：水位校核；

根據在Step4中得到的方程y＝k₁x+b₁進行理論水位與實際水位的校核；

設當前雨量計測量的數值為x₁，將x₁代入方程y＝k₁x+b₁中，得到理論的水位值y₁，y₁＝k₁x+b₁；

水位測量工具工作得到當前的實際水位值，并將實際水位值傳入在線學習系統內，設實際水位值為y₂，由在線學習系統進行進一步分析；

當實際水位值y₂＞理論水位值y₁時，理論水位存在偏差，判斷存在汛期到來的可能性，因此將監測的單位時間T縮短到并重復Step1到Step5的步驟；

當實際水位值y₂＝理論水位值y₁時，擬合方程是準確的，準備預警；

當實際水位值y₂＜理論水位值y₁時，將這樣的y2作為離群點；

Step6：汛情預警；

在Step5中的水位校核中，當實際水位值y₂＝理論水位值y₁時，設定危險水位值y₀，根據擬合方程，當在監測的單位時間內，理論值水位值將會達到y₀時，警報器開始工作，通知監測人員干預監測。

2.根據權利要求1所述的基于雨量計、水位計和圖像傳感器的靈活水位監測系統，其特征在于，在Step1中，雨量計處于持續工作狀態，并且具備以下幾種工作狀況：

①雨量計的數據為0；在晴天的時候，雨量計傳回在線學習系統的降雨量x數據為0；

②雨量計的數據恒定；在降雨時，單位時間內的任一段時間內，包括單位時間內，降雨量恒定不變，那么雨量計將不會傳回新的降雨量x，在線學習系統不會更新降雨量x的數值，并持續使用上一次輸入的降雨量數值。

3.根據權利要求1所述的基于雨量計、水位計和圖像傳感器的靈活水位監測系統，其特征在于，在Step3中，采集樣本點，其中實際水位值的水位測量工具包括水位計和圖像傳感器。

4.根據權利要求1所述的基于雨量計、水位計和圖像傳感器的靈活水位監測系統，其特征在于，在Step6中，設置危險單位時間T₀，當單位時間不斷縮短，并小于等于T₀時，觸發警報器，通知監測人員干預監測。