基于雷达波的覆冰与覆雪监测方法、系统及装置与流程

本发明涉及覆冰与覆雪，具体涉及基于雷达波的覆冰与覆雪监测方法、系统及装置。

背景技术：

1、现如今气候变化导致极端天气频发，覆冰与覆雪现象在很多地区变得更加普遍。这些现象不仅影响交通运输，还对电力设施、通信网络和其他基础设施造成损害，迫切需要有效的监测手段，随着雷达技术的进步，特别是微波雷达和合成孔径雷达的技术成熟，使得基于雷达波的监测方案成为可能，因此，基于雷达波的覆冰与覆雪监测方法、系统及装置应运而生。

2、现有技术如公告号为cn115932859a的发明专利申请公开的一种基于毫米波云雷达电网覆冰水粒子相态识别方法及系统，以通过识别过冷水的相态来监测线路覆冰情况，进而提升电网防冰预警能力。方法包括：根据易覆冰线路坐标位置，设定探测范围，收集反射率因子、径向速度、谱宽、线性退极化比、温度，得到探测点的天气现象进行记录w；确定影响覆冰的水粒子相态为冻雨、冻雾、冰晶、雪、雨、混合态6种相态，从记录w中筛选出6种相态的天气现象，并选取对应的探测数据组成分析水粒子相态分析数据库q；对相态分析数据库q中的每个参量，对于每一种相态，建立分析函数；根据分析函数和各参量进行相态聚合计算，选取聚合值最大的相态为相应探测器所探测水粒子的类别。

3、针对上述方案，本发明申请人发现上述技术至少存在如下技术问题：1、现有技术可能依赖于传统的人工检查或基于固定点的测量，难以全面、实时地监测整个线路的覆冰与覆雪情况。这可能导致一些区域的冰雪情况未被及时发现，从而增加安全风险，缺乏实时承载能力的评估，可能会错过在恶劣天气条件下线缆负荷增加的情况。这种滞后的评估可能会导致线缆因承载过重而发生断裂或其他故障。

4、2、现有技术可能无法准确区分不同类型的冰层和雪层，如霜冻冰、干雪层、压实雪层、冰雪混合层等。这会影响对覆层性质的理解，从而影响后续处理措施的准确性，在缺乏准确的热容评估和覆层分析的情况下，融化加热策略可能不够科学和高效，导致过度或不足的加热，增加能源消耗和成本，没有实时监测机制，可能会导致对冰雪问题的响应速度较慢。这种延迟可能会在恶劣天气下造成线路设备的损坏或安全隐患。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供基于雷达波的覆冰与覆雪监测方法、系统及装置。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：本发明在第一方面提供基于雷达波的覆冰与覆雪监测方法，包括：步骤一、承载能力的判断：在目标线缆中设置若干个传感采集点和采集时间点，从而在各采集时间点采集目标线缆中各传感采集点对应的重量，并判断各采集时间点目标线缆中各传感采集点对应的承载能力是否满足安全标准。

3、步骤二、覆层类型的分析：若某采集时间点目标线缆中某传感采集点对应的承载能力不满足安全标准，则记为待监测传感采集点，并设置若干个雷达波采集时间点，从而在各雷达波采集时间点采集各监测传感采集点对应的雷达波参数，进而分析得到各监测传感采集点对应的雷达波评估系数，并分析各监测传感采集点对应的覆层类型。

4、步骤三、热容评估系数的获取：获取各监测传感采集点覆层类型中各覆层对应的厚度、密度和体积含水量，从而分析得到各监测传感采集点对应的热容评估系数。

5、步骤四、融化加热策略的分析：根据各监测传感采集点对应的热容评估系数，进而分析各监测传感采集点对应的融化加热策略，并将各监测传感采集点按照对应的融化加热策略进行加热。

6、优选地，所述判断各采集时间点目标线缆中各传感采集点对应的承载能力是否满足安全标准，具体判断过程如下：将各采集时间点目标线缆中各传感采集点对应的重量与设定的标准线缆对应的重量进行对比，若某采集时间点目标线缆中某传感采集点对应的重量小于设定的标准线缆对应的重量，则判断该采集时间点目标线缆中该传感采集点对应的承载能力满足安全标准，若某采集时间点目标线缆中某传感采集点对应的重量大于或者等于设定的标准线缆对应的重量，则判断该采集时间点目标线缆中该传感采集点对应的承载能力不满足安全标准，以此方式，判断各采集时间点目标线缆中各传感采集点对应的承载能力是否满足安全标准。

7、优选地，所述分析各监测传感采集点对应的覆层类型，具体分析过程如下：将各监测传感采集点对应的雷达波评估系数与数据库中各覆层类型对应的雷达波评估系数区间进行对比，若某监测传感采集点对应的雷达波评估系数位于数据库中某覆层类型对应的雷达波评估系数区间内，则将数据库中该覆层类型记为该监测传感采集点对应的覆层类型，以此方式，分析各监测传感采集点对应的覆层类型。

8、优选地，所述分析各监测传感采集点对应的融化加热策略，具体分析过程如下：s1、将各监测传感采集点对应的覆层类型与数据库中各融化加热策略合集对应的覆层类型进行对比，若某监测传感采集点对应的覆层类型与数据库中某融化加热策略合集对应的覆层类型相同，则将数据库中该融化加热策略合集作为该监测传感采集点对应的融化加热策略合集。

9、s2、将各监测传感采集点对应的热容评估系数与对应数据库中融化加热策略合集中各融化加热策略对应的热容评估系数进行对比，若某监测传感采集点对应的热容评估系数与对应数据库中融化加热策略合集中某融化加热策略对应的热容评估系数相同，则将对应数据库中融化加热策略合集中该融化加热策略作为该监测传感采集点对应的融化加热策略，以此方式，分析各监测传感采集点对应的融化加热策略。

10、本发明在第二方面提供基于雷达波的覆冰与覆雪监测系统，包括：承载能力判断模块：用于在目标线缆中设置若干个传感采集点和采集时间点，从而在各采集时间点采集目标线缆中各传感采集点对应的重量，并判断各采集时间点目标线缆中各传感采集点对应的承载能力是否满足安全标准。

11、覆层类型分析模块：用于若某采集时间点目标线缆中某传感采集点对应的承载能力不满足安全标准，则记为待监测传感采集点，并设置若干个雷达波采集时间点，从而在各雷达波采集时间点采集各监测传感采集点对应的雷达波参数，进而分析得到各监测传感采集点对应的雷达波评估系数，并分析各监测传感采集点对应的覆层类型。

12、热容评估系数获取模块：用于获取各监测传感采集点覆层类型中各覆层对应的厚度、密度和体积含水量，从而分析得到各监测传感采集点对应的热容评估系数。

13、融化加热策略分析模块：用于根据各监测传感采集点对应的热容评估系数，进而分析各监测传感采集点对应的融化加热策略，并将各监测传感采集点按照对应的融化加热策略进行加热。

14、本发明在第三方面提供基于雷达波的覆冰与覆雪监测装置，包括传感器本体，所述传感器本体的一端安装有对称的二个铝导线，所述传感器本体靠近铝导线一端安装有一个雷达波传感器。

15、本发明的有益效果在于：1、本发明提供了基于雷达波的覆冰与覆雪监测方法、系统及装置，通过精准监测不同类型的冰雪覆层，实时评估目标线缆的承载能力，确保在各种环境条件下的安全运行。通过详细分析覆层特性和热容评估，可以制定高效的融化加热策略，优化能源使用，降低运维成本。此外，还提升监测的全面性和准确性，从而显著提高系统的安全性和可靠性。

16、2、本发明实施例，通过对目标线缆在不同时间点的承载能力进行判断，可以及时发现是否存在安全隐患，确保线缆在各种环境条件下的安全运行，通过设定传感采集点和雷达波采集点，可以精确检测目标线缆上的覆冰与覆雪情况。这种方法能够区分不同类型的冰层和雪层，为后续处理提供详尽的数据支持。

17、3、本发明实施例，通过雷达波参数分析和热容评估，可以详细了解覆层的类型、厚度、密度和体积含水量。这种多层次的分析有助于更准确地判断覆层对线缆的影响，从而采取适当的处理措施，根据热容评估系数分析出的覆层特性，能够制定出更为精准和有效的融化加热策略。这有助于提高融化效率，减少加热能耗，降低运维成本，通过实时监测和分析加热策略，可以有效减少因覆冰或覆雪导致的安全隐患，如断电、线路损坏等问题，从而提升系统的安全性和可靠性。