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排水管网高精度低功耗多普勒剖面测流技术
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- 项目计划总投入:80万元
- 奖励金额:面议
- 单位名称:四创科技有限公司
- 所属领域:新一代信息技术
- 技术需求类型:关键难题
- 期望合作方式:技术转让、联合开发、全职引进
- 联系人:单**
- 联系电话:18965900050
我要揭榜
项目需求说明
目前行业内主要采用流速面积法进行排水管网流量监测,其中多普勒剖面流速面积法尤为常见。然而,多普勒测流技术在应用过程中面临多重挑战:一方面,排水管网内的水体环境,诸如悬浮物、异物及油脂等,会对测量造成干扰;另一方面,水流状态的变化,如满管与非满管的交替运行,亦会影响测量精度,导致普遍测量精度不高。此外,鉴于监测设备通常安装于检查井内部,外部供电条件受限,故需依赖内置电池供电,要求设备在运行过程中尽可能降低功耗。
本项目旨在研发一种适用于排水管网的高精度、低功耗多普勒剖面测流技术,深入分析不同类型多普勒技术如脉冲式多普勒、连续式多普勒、高脉冲重复频率式多普勒、多点选通式多普勒等技术在排水管网流量监测中的适用性,并基于超声波多普勒对断面流速进行信号扫描,通过人工智能、大数据等技术分析权重流速分布与层流速分布,分析多普勒信号与流场的关系,研发高精度、低功耗的平均流速边缘计算算法,进而分析换算流量,以实现排水管网流量精准监测。
主要技术指标要求:
(1)流速测量范围:-6m/s~6m/s
(2)剖面平均流速最大允许误差:≤±1%(流速≥1m/s时)
≤±1cm/s(流速<1m/s时)
(4)稳定输出数据耗时:小于10s
(5)平均功耗:工作电流<70mA(@DC 12V)
现有基础条件情况
公司成立于2001年1月19日,是福建省电子信息集团控股企业。研发场地超2000平米,拥有完善的IT基础设施、硬件研发设施和信息平台,搭建了窨井、管网环境模拟和液位、流量、高低温、气密性测试等专业设备设施,同时共用星网锐捷检测中心实验室。先后被认定为“国家高新技术企业”、“国家知识产权优势企业”、“福建省创新型企业”,获批设立了“博士后科研工作站”、“福建省企业技术中心”、“省防灾减灾企业工程技术研究中心”、“福建省新型研发机构”等科研平台,接连承担2项国家火炬计划、2项国家863计划与1项国家科技型中小企业技术创新基金项目,获得国家重点新产品1项,各类科技奖、专利奖超30项,授权知识产权500余项,其中发明专利72项。技术力量雄厚,可支持各研发项目的顺利开展。
公司前期已开展水流渗流、流量、管网及物联传感器设备相关技术的研发,产出相关知识产权7件,其中授权发明专利3件、实用新型专利1件;申请中发明专利3件。本项目拟研发的多普勒测流技术已完成前期技术可行性研究和公司内部立项,并初步完成了多普勒采集板设计与调试验证,但是在剖面分层流速换算与流速分布分析方面遇到了困难与瓶颈。
预期成果及经济社会生态效益
排水管网流量监测是保障城市排水系统正常运行和环境健康的重要手段。首先,通过排水管网流量监测可以及时发现管网堵塞等问题并进行处理,确保排水系统高效运行;其次,在暴雨等极端天气条件下能够实时掌握雨水排放情况,及时采取应对措施,如启动排水泵等,有效减轻城市内涝风险;第三,排水管网流量监测有助于及时发现污水排放异常情况,防止污水未经处理直接排入水体;第四,精确的流量监测可以帮助优化排水泵站和污水处理厂的运行策略,减少不必要的能源消耗;最后,排水管网流量监测还能为城市规划提供服务,辅助制定更合理的排水系统布局和改造计划。
此外,本项目将排水管网流量监测业务与新一代信息技术融合,推动物联感知、人工智能、边缘计算等技术在多普勒信号采集、数据处理、特征提取等方面的技术创新。这些创新不仅有助于提升管网流量监测的效率和精度,推动排水管网监测产业快速转型升级发展,同时也为物联感知、人工智能、边缘计算等技术在其他领域的应用提供了有益的参考和借鉴,促进数字化产业的快速发展和壮大。
该技术成果能够显著提升公司产品竞争力,预计三年内可实现销售收入2000万元,未来还可推广应用于灌溉渠道、城市内河等场景,有巨大的市场前景。
对技术难题解决应征方要求
揭榜方应为国内外具有多普勒测流相关研发能力的博士后、博士个人或以博士后、博士为主要成员的科研团队,能与企业建立密切的研发合作,共同实现技术成果的研发应用与产业化。
项目研发时限为1年,前半年完成设计研发,后半年完成试制。
项目可采用技术转让、联合开发和全职引入等合作方式。采用技术转让方式时,知识产权归发榜方所有或双方共有,详情另议。采用联合开发方式时,各单位独立取得的知识产权归各单位所有,各单位合作研发的知识产权归合作方共享,利益分配根据贡献度另行协商。采用全职引入方式时,知识产权归发榜方所有。