排水管道内壁防结垢报警装置、方法、计算机设备及介质与流程

本技术涉及管道报警，特别是本技术涉及一种排水管道内壁防结垢报警装置、方法、计算机设备及介质。

背景技术：

1、排水管道作为城市基础设施的“血脉”，其内部结垢、淤积会导致通水能力下降、能耗增加，甚至引发堵塞、溢流等事故，因此，对管道内壁状态进行有效监测与预警，是实现预防性维护、保障管网健康运行的关键。

2、传统的管道内部状态检测方法主要依赖于闭路电视检测、管道机器人巡检等，这些方法虽然直观，但属于侵入式、间歇性作业，需中断管道运行，成本高昂，且无法实现长期、连续的在线监测，现有技术中，已有利用声学原理检测管道状况的尝试，例如，一些方案通过在管道外部激发声波并分析其传播特性来推断内部状况，然而，这些现有技术方案通常存在以下多个缺陷，例如：检测原理与工程实践脱节；特征识别能力不足，误报率高；模型静态僵化，缺乏自适应能力等；因此，如何从复杂干扰中稳定提取本质特征以对排水管道进行健康预警成为了业界面临的难题。

技术实现思路

1、基于此，本技术提供一种用以从复杂干扰中稳定提取本质特征以对排水管道进行健康预警的排水管道内壁防结垢报警装置、方法、计算机设备及介质。

2、第一方面，本技术提供一种排水管道内壁防结垢报警方法，包括如下步骤：

3、接收由排水管道内表面及内壁附着物反射的回波信号；

4、从所述回波信号中提取得到状态指示特征，所述状态指示特征包括界面反射系数的相对变化量和信号频散特性参量；

5、将所述状态指示特征与基于目标监测点长期历史数据建立的、包含正常工况波动范围的基准模型进行比对，得到特征偏离量，进而将所述特征偏离量映射为对当前内壁附着物的判断类型与厚度估算结果；

6、基于所述判断类型与厚度估算结果，并根据排水管道的水力设计参数确定当前内壁附着物对管道通水能力的折减系数；

7、若该折减系数超过所述排水管道预设的折减阈值，则生成维护预警信号。

8、在一些实施例中，从所述回波信号中提取得到状态指示特征，所述状态指示特征包括界面反射系数的相对变化量和信号频散特性参量具体包括：

9、对所述回波信号进行预处理，以增强信号质量并抑制噪声；

10、基于预处理后的回波信号确定界面反射系数的相对变化量；

11、基于同一预处理后的回波信号确定信号频散特性参量。

12、在一些实施例中，将所述状态指示特征与基于目标监测点长期历史数据建立的、包含正常工况波动范围的基准模型进行比对，得到特征偏离量具体包括：

13、根据当前工况，从所述基准模型中获取对应正常状态的状态指示特征参考值与波动范围；

14、将当前提取的状态指示特征与所述正常状态的状态指示特征参考值与波动范围进行比对，得到特征偏离量。

15、在一些实施例中，将所述特征偏离量映射为对当前内壁附着物的判断类型与厚度估算结果具体包括：

16、将所述特征偏离量输入至预先训练的混合识别模型；

17、通过所述混合识别模型处理所述特征偏离量，输出当前内壁附着物的初步识别参数；

18、根据所述初步识别参数确定最终的判断类型与厚度估算结果。

19、在一些实施例中，基于所述判断类型与厚度估算结果，并根据排水管道的水力设计参数确定当前内壁附着物对管道通水能力的折减系数具体包括：

20、根据所述判断类型确定管壁内附着物导致的等效粗糙度增量；

21、根据所述厚度估算结果确定管道内附着物导致的过流面积减少量；

22、依据所述水力设计参数、所述等效粗糙度增量与所述过流面积减少量确定当前内壁附着物对管道通水能力的折减系数。

23、在一些实施例中，若该折减系数超过所述排水管道预设的折减阈值，则生成维护预警信号具体包括：

24、将所述折减系数与预设的折减阈值进行比较，若所述折减系数超过所述折减阈值，则触发预警信息生成流程；

25、根据所述判断类型、所述厚度估算结果及超出阈值的程度，生成并输出维护预警信号。

26、在一些实施例中，还包括：若该折减系数未超过预设的折减阈值，则视为正常情况，不做处理。

27、第二方面，本技术提供一种排水管道内壁防结垢报警装置，包括：

28、接收模块，用于接收由排水管道内表面及内壁附着物反射的回波信号；

29、处理模块，用于从所述回波信号中提取得到状态指示特征，所述状态指示特征包括界面反射系数的相对变化量和信号频散特性参量；

30、所述处理模块，还用于将所述状态指示特征与基于目标监测点长期历史数据建立的、包含正常工况波动范围的基准模型进行比对，得到特征偏离量，进而将所述特征偏离量映射为对当前内壁附着物的判断类型与厚度估算结果；

31、所述处理模块，还用于基于所述判断类型与厚度估算结果，并根据排水管道的水力设计参数确定当前内壁附着物对管道通水能力的折减系数；

32、执行模块，用于若该折减系数超过所述排水管道预设的折减阈值，则生成维护预警信号。

33、第三方面，本技术提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的排水管道内壁防结垢报警方法的步骤。

34、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，所存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的排水管道内壁防结垢报警方法的步骤。

35、本技术公开的实施例提供的技术方案具有以下有益效果：

36、本技术提供的排水管道内壁防结垢报警装置、方法、计算机设备及介质中，首先，接收由排水管道内表面及内壁附着物反射的回波信号，从所述回波信号中提取得到状态指示特征，所述状态指示特征包括界面反射系数的相对变化量和信号频散特性参量，该步骤可从单侧安装点获取包含内壁与附着物界面信息的反射回波，并提取直接关联附着物声阻抗特性和几何/粘弹性特性的本质特征，从而在复杂工况下为后续精准识别提供稳定、可靠且物理意义明确的输入信息，奠定高精度检测的基础；其次，将所述状态指示特征与基于目标监测点长期历史数据建立的、包含正常工况波动范围的基准模型进行比对，得到特征偏离量，进而将所述特征偏离量映射为对当前内壁附着物的判断类型与厚度估算结果，该步骤可依据动态自适应的基准模型有效滤除正常工况波动干扰，并通过融合物理机理与数据驱动的混合识别模型，将声学特征偏离量稳健地映射为附着物的具体类型与厚度，从而显著提高污垢识别的准确性、鲁棒性以及对管道个体差异与长期老化的适应能力，减少误判与漏判；然后，基于所述判断类型与厚度估算结果，并根据排水管道的水力设计参数确定当前内壁附着物对管道通水能力的折减系数，该步骤可将识别出的附着物物理参数转化为等效粗糙度增量与过流面积减少量，并进一步综合为量化的通水能力折减系数这一工程性能指标，从而将抽象的“污垢存在”转化为直观的“性能下降程度”，为基于风险的预警提供客观、可计算的统一量化依据，极大地提升了评估结果的工程指导价值；最后，若该折减系数超过所述排水管道预设的折减阈值，则生成维护预警信号，该步骤可将计算得到的性能折减系数与动态设定的科学阈值进行比较，并在超限时自动生成包含具体污垢信息、风险等级及行动建议的结构化预警信号，从而将监测结果直接、高效地转化为明确、可操作的维护指令，提高运维响应的及时性；综上所述，本技术的方案可从复杂干扰中稳定提取本质特征以对排水管道进行健康预警。