[发明专利]一种基于集水井自动抽排水的地下结构上浮预警系统及其工作方法

权利要求书

1.一种基于集水井自动抽排水的地下结构上浮预警系统，其特征在于：包括雷达水位监测器、数据处理模块、自动抽排水模块、阈值分析模块、控制及预警器，其中：

所述雷达水位监测器用于动态监测集水井中汇集的地下水水位；

所述数据处理模块包括集水井水位计算装置和集水井水位涨速计算装置，集水井水位计算装置通过雷达水位监测器输出的数据计算集水井内的实时水位，集水井水位涨速计算装置通过集水井水位计算装置的历史数据计算集水井内的水位涨速；

所述自动抽排水模块包括抽水水位阈值分析器和感应式抽水泵，抽水水位阈值分析器内置集水井水位的最小阈值A_min和最大阈值A_max，当集水井内的实时水位数据H_iA_max或H_iA_min时则向感应式抽水泵发送一次信号，感应式抽水泵接收到信号后开始向集水井抽水，再次接收信号时停止工作；

所述阈值分析模块包括上浮水位阈值分析器和水位涨速阈值分析器，所述上浮水位阈值分析器内置上浮水位初始阈值，所述水位涨速阈值分析器内置水位涨速初始阈值，所述的上浮水位阈值分析器和水位涨速阈值分析器均可根据地下结构发生上浮时的数据反馈进行阈值调整和优化；

所述控制及预警器包括置于远程遥控器上的远程控制面板和上浮报警器，远程控制面板可以直接控制感应式抽水泵的工作状态并显示集水井内水位，上浮警报器同时接收到上浮水位阈值分析器和水位涨速阈值分析器的无线信号后红灯闪烁并发出警报；

所述雷达水位监测器包括信号收发装置和时间记录仪；所述信号收发装置置于集水井上方并与集水井内水面垂直，定时向集水井发射雷达脉冲并接收被井内水面反射回的脉冲；所述时间记录仪与信号收发装置的天线相连，记录每次雷达脉冲往返所需时间t₁、t₂、……、t_n与雷达脉冲发射时刻T_r1、T_r2、……、T_rn；

集水井内的实时水位H_i：

H_i＝h₀-C*t_i/2

其中h₀为信号收发装置的天线头部到集水井底部的距离，C为电磁波传播速度，t_i为第i次雷达脉冲往返所需时间；

集水井水位的测定时刻T_i和集水井水位涨速V_i：

T_i＝T_ri+t_i/2

V_i＝(H_i+1-H_i)/(T_i+1-T_i)

其中，T_ri为第i次雷达脉冲的发射时刻；

所述的上浮水位阈值分析器和水位涨速阈值分析器根据地下结构发生上浮时的数据反馈进行阈值调整和优化的方法，具体为：

所述上浮水位阈值分析器内置上浮水位初始阈值B₀，若集水井内的实时水位H_iB₀则向上浮警报器发送信号，并根据上浮水位阈值分析器内置的预警动态修正最小值算法对阈值进行调整和优化，其原理是：通过数据处理模块实时获取集水井内的实时水位H_i，当某时刻地下结构发生上浮，选取当前阈值与该时刻H_i的较小值作为新的阈值；

所述水位涨速阈值分析器内置水位涨速初始阈值C₀，若集水井水位涨速V_iC₀则向上浮报警器发送信号，并根据水位涨速阈值分析器内置的预警动态修正最小值算法对阈值进行调整和优化，其原理是：通过数据处理模块实时获取集水井水位涨速V_i，当某时刻地下结构发生上浮，选取当前阈值与该时刻V_i的较小值作为新的阈值。

2.如权利要求1所述的一种基于集水井自动抽排水的地下结构上浮预警系统，其特征在于，所述集水井为工程施工中布置在施工建筑周围的汇集基坑水的坑状或井状储水装置。