一種智慧水務監管控制系統的制作方法

本發明涉及智慧水務，尤其涉及一種智慧水務監管控制系統。

背景技術：

1、智慧水務的發展，使得實時感知城市供排水系統成為可能，通過無線網絡、水質水壓表等檢測方法，對水資源進行實時監控和數據分析。

2、現有技術cn114924506a公開了一種智慧水務監控管理系統，包括水務監測模塊、水務控制模塊、水務數據模塊以及水務應用模塊；所述水務監測模塊通過遙感、衛星以及物聯網建立智能感知體系，用于監測區域內水資源的分布和流動，以使所述區域內的水資源信息互通和資源共享；所述水務控制模塊根據水務監測模塊提供的水資源信息對水源進行計算、分析、統計和決策，以使所述水務控制模塊對水源進行控制。

3、但水廠在對居民等用戶供水的過程中，水源在供水水管內流動時會積累水垢等沉積物，當大量的沉積物堆積形成沉積層時，會對供水水質產生影響，進而降低水源的質量，使水源對用戶造成侵害。

技術實現思路

1、本發明的目的是為了解決背景技術中的問題，而提出的一種智慧水務監管控制系統。

2、為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

3、一種智慧水務監管控制系統，包括：

4、空間模型設置端，基于目標區域供水網管的結構分布信息，建立空間仿真模型，目標區域指利用本智慧水務系統進行供水監管的區域，之后對空間仿真模型中的總進水口、出水口和拐點處進行識別，并標記為樣本節點，之后基于坐標位置，計算相鄰的樣本節點之間節點距離dx，并基于節點距離dx，對樣本節點進行調整，并在調整后的樣本節點處設置監測設備，之后空間模型設置端與供水信息采集端之間為單向通信連接；

5、供水信息采集端，基于監測設備，對目標區域的供水信息進行采集，并傳輸至水質數據分析端，其中供水信息包括水質數據；

6、水質數據分析端，基于周期時間內的供水信息，對進水口位置的水質數據進行識別，并標記為供源數據gy，同時對出水口位置的水質數據進行識別，并標記為終端檢測數據zci，基于供源數據gy和終端檢測數據zci，計算出水口的瞬時變化系數lri，然后設置供水節點值gd，確定周期時間內供水節點值gd對應的單位時間點，并對每個單位時間點的瞬時變化系數lri進行計算，得到水質改變系數zqj，將水質改變系數zqj與水源消耗值hs數據仿真，得到預測模型m1，之后水質數據分析端與監管預測端之間為單向通信連接；

7、監管預測端，基于水質閾值和預測模型m1，對目標區域的供水總量值進行計算，同時根據目標區域實時的水源消耗值hs進行監測，當目標區域實時的水源消耗值hs達到供水總量值時，將生成管道保養信號，并傳輸至系統預警端；

8、系統預警端，基于管道保養信號，生成對應的聲光提醒信息，并傳輸至管理人員的終端設備中，管理人員根據聲光提醒信息對目標區域的供水網管進行人工核查和維護。

9、作為本發明的進一步方案，相鄰的樣本節點之間節點距離dx的計算方法包括：

10、s1：將目標區域的供水網管的總進水口作為初始的樣本節點，并基于空間坐標系，之后對供水網管的拐點和出水口進行識別，并分別標記為樣本節點，同時基于空間坐標系，識別每個樣本節點的位置坐標，其中供水網管的拐點指供水管道中水流方向改變或管道中存在分支的位置；

11、之后基于距離公式計算相鄰樣本節點的節點距離dx，其中(x1，y1，z1)和(x2，y2，z2)分別為相鄰的樣本節點d1和d2的位置坐標。

12、作為本發明的進一步方案，樣本節點進行調整的方法包括：

13、若dmin＜dx≤dmax時，則直接在樣本節點的位置上安裝監測設備；

14、若dx≤dmin時，分別對樣本節點d1和d2另一端相鄰的樣本節點進行識別，并按照距離公式對節點距離dxl和dxr進行計算，若dxl＜dxr，則刪除樣本節點d1，若dxl＞dxr，則刪除樣本節點d2，若dxl＝dxr，則取樣本節點d1和d2中點處位置作為樣本節點d12，并將樣本節點d1和d2進行刪除；

15、其中，以供水網管中水流的方向為正方向，將樣本節點d1和d2另一端相鄰的樣本節點分別標記為d0和d3，此時樣本節點的位置順序為d0、d1、d2、d3，節點距離dxl為樣本節點d0和d1之間的距離值，dxr為樣本節點d2和d3之間的距離值；

16、dmin和dmax分別為監測設備距離的最小限制距離和最大限制距離。

17、作為本發明的進一步方案，若dx＞dmax時，則基于函數n＝trunc(dx/dmax，0)對整數部分進行取值，其中n表示計算結果的整數部分的數值；

18、基于公式得到段中距離值dp，并以樣本節點d1為起點，按照段中距離值dp，在樣本節點d1和d2中間增加樣本節點d1n，其中n為正整數，且n∈[1，n]，表示在樣本節點d1和d2中間增加了n個樣本節點。

19、作為本發明的進一步方案，供水信息采集端對供水信息進行采集時，將實時采集的水質數據均與對應的供水標準指標進行比較，若實時采集的水質數據不在對應的供水標準指標的范圍內時，則直接生成水質預警信號，并傳輸至系統預警端，系統預警端將接收的水質預警信號轉換為聲光提醒信息，并傳輸至管理人員的終端設備中，若實時采集的水質數據在對應的供水標準指標范圍內時，則將水質數據傳輸至水質數據分析端。

20、作為本發明的進一步方案，瞬時變化系數lri的計算方法包括：

21、識別供水網管中進水口位置，并將進水口位置采集的水質數據標記為供源數據gy，同時識別供水網管的出水口位置，將出水口位置采集的水質數據標記為終端檢測數據zci，其中i表示供水網管的出水口，i∈[1，i]，表示供水網管中共存在i個出水口；

22、設置周期時間，并獲取前一個周期時間內的供水信息，基于cri＝zci-gy得到出水口i的水質差值cri，再由公式得到出水口i的瞬時變化系數lri，其中dzi為出水口i與進水口位置之間水源實際運動路徑的總距離，pb為供水網管的水壓標準，pia為進水口位置到出水口i之間的平均水壓值，λ1為管道材料系數，θ1為固定因子。

23、作為本發明的進一步方案，預測模型m1的計算方法包括：

24、設置供水節點值gd，識別周期時間的起點時間，并將起點時間的供水值設置為0，之后對目標區域的水源消耗值hs進行監測，當hs＝h×gd時，將此時水源消耗值hs對應的時間標記為單位時間點，其中，h為正整數；

25、將相鄰的單位時間點之間的時間段標記為供水區間j，j為正整數，并在供水區間j內，對出水口i的瞬時變化系數lri進行均值計算，并將均值計算的結果標記為水質變化系數lpi；

26、之后基于對供水區間j內所有的出水口i的水質變化系數取特征值，并將此特征值標記為水質改變系數zqj；

27、以目標區域的水源消耗值hs作為自變量系數，將每個供水區間內的水質改變系數zqj作為因變量系數，并基于神經網絡模型算法，對水源消耗值hs和水質改變系數zqj進行數據仿真，并得到預測模型m1：zqj＝c1×(hs+c2)δ+c3其中c1、c2和c3分別為運算固定系數，δ為指數因子。

28、作為本發明的進一步方案，管道保養信號的生成方法包括：

29、先基于公式by1＝gy×(zqj×θ2+1)確定此時的水質改變系數zqj的具體值，其中，by1表示水質閾值，水質閾值即為上述供水標準指標范圍的上限值，具體的供水標準指標范圍由本領域技術人員根據實際標準進行設置，θ2為誤差系數，且θ2取值為0.981；

30、然后根據預測模型m1：zqj＝cl×(hs+c2)δ+c3將水質改變系數zqj的具體值輸入至預測模型m1中，進而得到此時的水源消耗值hs，同時將此時得到的水源消耗值標記為目標區域的供水總量；

31、之后對目標區域實時的水源消耗值進行監測，當目標區域實時的水源消耗值達到供水總量值時，將生成管道保養信號。

32、作為本發明的進一步方案，目標區域供水網管的結構分布信息由分布信息采集端進行采集，并傳輸至空間模型設置端。

33、與現有的技術相比，本發明的優點在于：

34、本發明通過對目標區域的供水網管的結構分布信息進行采集，并在供水網管的拐點處設置監測設備，由于拐點處位置水流速度和方向的急劇改變，沉積物更容易在拐點處沉降，故在拐點處設置水質監測設備使得水質監測位置更全面以及準確；

35、同時根據相鄰位置的樣本節點之間的節點距離對樣本節點的位置進行調整，防止樣本節點之間的距離過近時，監測設備采集的數據會存在大量的相似，進而導致數據冗余，降低監測設備的監測效率，從而影響監測設備的響應速度和預警能力，同時防止樣本節點之間的節點距離過長時，監測點覆蓋不全面，進而降低監測設備采集的樣本數據的準確率；

36、本發明通過對目標區域的供水信息進行分析，對目標區域中的水源消耗值與水源系數改變值進行仿真運算，得到水源系數改變值與水源消耗值之間的關系，然后根據水質閾值確定目標區域的供水總量值，之后根據供水總量值對實時的水源消耗值進行監測，從而得到管道保養信號，之后根據管道保養信號對目標區域的供水管道進行管道保養和維護，從而對用戶的用水安全進行實時保障，進一步的保證了智慧水務監管的安全性。