CN101863528B

CN101863528B - 一种蓝藻处理方法及其系统

Info

Publication number: CN101863528B
Application number: CN2010101942613A
Authority: CN
Inventors: 丁一凡
Original assignee: WUXI HONGJINGDA INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUXI HONGJINGDA INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-06-01
Filing date: 2010-06-01
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2030-06-01
Also published as: CN101863528A

Abstract

本发明提供一种蓝藻处理方法及其系统，系统由水面浮标、船舶GPS定位及调度组件、车辆GPS定位及调度组件、监控调度中心组成。应用无线传感网技术，3G无线视频监控技术，结合GPS技术建设综合水质监测，信息整合，自动化信息发布调度系统，可以对水域蓝藻生长状况进行实时监测，并根据其生长情况对蓝藻进行打捞、处理以及废弃利用。监控调度中心可以根据各水域获取的蓝藻分布信息合理调度蓝藻打捞、运输船至相关水域进行蓝藻打捞作业，并根据各分离站的处理量合理调度蓝藻运输车辆进行运输作业，合理分配运力，显著提高湖泊蓝藻整体监控和治理水平。

Description

一种蓝藻处理方法及其系统

技术领域

本发明涉及一种集监测、治理、作业设备调度等功能为一体的蓝藻处理方法及其系统，属于水环境保护技术领域。

背景技术

随着经济的飞速发展，人类对水资源的污染也日益严重。近年来由于一些内陆湖泊中水的富营养化，每年夏季高温天气蓝藻就会出现大暴发，俗称水华。水华时，湖面上飘浮着一层绿色的、如油漆状的蓝藻，自水面向水体呈立体分布。蓝藻暴发会导致水资源严重污染，发出阵阵恶臭，同时会导致水中的鱼类大量死亡。但是蓝藻水华是可以预防的，在蓝藻爆发前，采取一定的工程措施可以避免蓝藻水华的发生或者减轻其危害，蓝藻监测对于蓝藻水华的预警以及后续打捞工作的调度安排具有重要的意义。传统的蓝藻监测技术是通过水体采样、运输、实验室分析的流程得以完成。这种监测技术耗时长、对分析员技术经验要求高、工作量大、而且不能实时的反应出水质的变化，加大了蓝藻水华预警的难度。而且对整个监测水域的蓝藻发生情况无法做出整体的判断，从而在后续打捞运输设备如车辆或船舶等的调度安排上造成运力的浪费，影响处理的效率。

发明的内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种蓝藻处理方法及其系统，实现实时监控及合理分配调度，显著提高湖泊蓝藻整体监控和治理水平。

本发明的技术方案如下：

一种蓝藻处理方法，包括以下步骤：

1)信息采集及发送

各蓝藻分离处理站对水面蓝藻生长情况及水中蓝藻浓度用视频监控和数据采集相结合的方式进行监控，并将相关信息通过无线网络传送至监控调度中心，同时监控调度中心实时获取蓝藻打捞船和运输船的地理位置和运动情况，并将采集到的湖面蓝藻的实时相关信息传送至湖面的蓝藻打捞船和运输船，监控调度中心根据各水域获取的蓝藻分布信息调度水域的蓝藻打捞船和运输船运力至相关水域进行蓝藻打捞作业；

2)蓝藻处理

当蓝藻打捞船将蓝藻打捞上运输船后，运输船将蓝藻运送至最近的蓝藻分离处理站进行藻水分离处理，蓝藻分离处理站同时将蓝藻分离处理产量的数据上传至监控调度中心；

3)蓝藻后处理

当蓝藻经过藻水分离处理后，由蓝藻运输车运输至沼气发电厂或有机化肥厂，监控调度中心获取各蓝藻分离处理站蓝藻分离处理产量数据，根据该数据信息实时向蓝藻运输车辆自动发送调度指令，监控调度中心同时实时获取蓝藻运输车辆所处位置及行驶路径信息。

其进一步的技术方案为：在蓝藻处理过程中，根据进藻浆流量调整加药量。

其进一步的技术方案为：在蓝藻处理过程中，对加药量进行监测，并对超过额定加药量的情况报警。

其进一步的技术方案为：在蓝藻处理过程中，蓝藻分离处理站需要上传到监控调度中心的数据包括：进藻浆流量、富藻浆水流量、出藻泥量及出清水量。

其进一步的技术方案为：监控调度中心通过GPS系统以及3G网络定位并调度蓝藻打捞船、运输船以及蓝藻运输车辆。

本发明还提供一种用于实现上述方法的蓝藻处理系统，其由水面浮标、船舶GPS定位及调度组件、车辆GPS定位及调度组件、监控调度中心组成；

水面浮标设置于需要监控的水域，其上设置有无线视频监控系统以及水质监测系统，用于通过视频监控和数据采集相结合的方式进行综合监控，所采集的图像及数据通过无线网络传输至监控调度中心；

船舶GPS定位及调度组件安装于打捞船、运输船上；包括由相互连接的前端摄像机、3G无线视频服务器及传输线缆组成的无线视频监控系统，以及由相互连接的GPS定位调度主机和调度屏组成的GPS定位调度系统；用于船舶的GPS定位及调度；所采集的图像及数据通过无线网络传输至监控调度中心；并接受监控调度中心的定位及调度；

车辆GPS定位及调度部分组件安装于运输车辆上；包括由相互连接的前端摄像机、车载3G无线硬盘录像机及传输线缆组成的无线视频监控系统，以及由相互连接的GPS定位调度主机和调度屏组成的GPS定位调度系统；用于车辆的GPS定位及调度；所采集的图像及数据通过无线网络传输至监控调度中心；并接受监控调度中心的定位及调度；

监控调度中心设置于陆上固定位置，其由相互连接的操作客户端、主服务器及集中存储器组成；其中操作客户端用于视频监控及调度操作，集中存储器用于视频、数据的存储备份，主服务器网络连接所述各GPS定位和调度主机，用于接受并发送信息。

本发明的有益技术效果是：

本发明应用无线传感网技术，3G无线视频监控技术，结合GPS技术建设综合水质监测，信息整合，自动化信息发布调度系统，可以对水域蓝藻生长状况进行实时监测，并根据其生长情况对蓝藻进行打捞、处理以及废弃利用。监控调度中心可以根据各水域获取的蓝藻分布信息合理调度蓝藻打捞、运输船至相关水域进行蓝藻打捞作业，并根据各分离站的处理量合理调度蓝藻运输车辆进行运输作业，合理分配运力，显著提高湖泊蓝藻整体监控和治理水平。此外本发明也可用于淡水、海水、咸水和地下水的水质监测，可作为剖面自动记录、现场快速测定监测数据，同时配以3G无线视频监控设备、GPS定位调度系统和GPRS无线通讯网络设备以及多功能数采器可以实现在线远程监测，足不出户就能了解到现场情况，以及时作出反应。

附图说明

图1是本发明所提供的蓝藻处理方法的总体流程图。

图2是本发明所提供的蓝藻处理系统的组成图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

如图1所示，本发明的蓝藻处理方法，包括以下步骤：

步骤1，信息采集及发送。各蓝藻分离处理站对水面蓝藻生长情况及水中蓝藻浓度用视频监控和数据采集相结合的方式进行监控，并将相关信息通过无线网络传送至监控调度中心，同时监控调度中心实时获取蓝藻打捞船和运输船的地理位置和运动情况，并将采集到的湖面蓝藻的实时相关信息传送至湖面的蓝藻打捞船和运输船，监控调度中心根据各水域获取的蓝藻分布信息调度水域的蓝藻打捞船和运输船运力至相关水域进行蓝藻打捞作业。

步骤2，蓝藻处理。当蓝藻打捞船将蓝藻打捞上运输船后，运输船将蓝藻运送至最近的蓝藻分离处理站进行藻水分离处理，蓝藻分离处理站同时将蓝藻分离处理产量的数据上传至监控调度中心。在蓝藻处理过程中，根据进藻浆流量调整加药量。对加药量进行监测，并对超过额定加药量的情况报警。蓝藻分离处理站需要上传到监控调度中心的数据包括：进藻浆流量、富藻浆水流量、出藻泥量及出清水量。

步骤3，蓝藻后处理。当蓝藻经过藻水分离处理后，由蓝藻运输车运输至沼气发电厂或有机化肥厂，监控调度中心获取各蓝藻分离处理站蓝藻分离处理产量数据，根据该数据信息实时向蓝藻运输车辆自动发送调度指令，监控调度中心同时实时获取蓝藻运输车辆所处位置及行驶路径信息。

上述3个步骤中，监控调度中心通过GPS系统以及3G网络定位并调度蓝藻打捞船、运输船以及蓝藻运输车辆。

如图2所示，本发明的蓝藻处理系统由水面浮标、船舶GPS定位及调度组件、车辆GPS定位及调度组件、监控调度中心组成。

水面浮标设置于需要监控的水域，主要有两大系统组成：无线视频监控系统、水质监测系统。其中无线视频监控系统主要由以下两个部分组成：中速球机、无线网络视频服务器。中速球机安装在水面浮标上，为球形摄像机，离水面约2米至2.5米，通过远程控制可以360度旋转，用于拍摄湖面蓝藻情况。并将视频信号通过线缆接入3G无线网络视频服务器。无线网络视频服务器安装在水面浮标上部，离水面高约2米，外部罩有专用防水箱，该视频服务器内置3G无线网卡可将前端球形摄像机所拍摄的视频图像通过3G网络转发至后端监控调度中心，实现即使人不在现场，也可通过视频设备监视现场的实时图像信息，如同亲临现场的效果。水质监测系统主要由以下硬件构成：多参数水质监测仪主机、蓝绿藻传感器、可分离线缆、风向风速传感器。该水质监测系统主要监测以下参数：风向、风速、水温、蓝藻浓度等。将风向风速传感器安装在水面浮标上部，离水面约2-3米，周围没有遮挡物，以保证监测数据的准确性，当风向风速传感器检测到风向、风速等数据后，将数据通过可分离线缆传至多参数水质监测仪主机。在水面浮标底部水线下安装蓝绿藻传感器，该传感器集成多种功能，如监测水温、蓝绿藻浓度、溶解氧、PH值、电导率等等，该传感器监测的水温、蓝绿藻浓度等数据时将通过可分离线缆实时传至多参数水质监测仪主机。多参数水质监测仪主机安装在水面浮标上，离水面约1.5米至2米，外部配有专用防水箱，再配合使用多种防水措施，如防水罩、防水胶等，可以保证50-100毫米的暴雨和7-8级的风力的侵袭下正常使用。当多参数水质监测仪主机收集到前端传感器如风向风速传感器，蓝绿藻传感器传来的数据后，经过主机内数采设备进行汇总，然后通过内置GPRS模块把数据传至监控调度中心，在终端软件上将最终结果反映出来供工作人员参考。

船舶GPS定位及调度组件安装于打捞船、运输船上，主要有两大系统组成：无线视频监控系统，GPS定位调度系统。其中无线视频监控子系统主要有以下几部分组成：前端摄像机、3G无线视频服务器、传输线缆。根据现场实际情况，各站的蓝藻打捞船和运输船基本都为铁皮机动船，因此前端摄像机安装在船只驾驶舱前，采用宽动态、低照度枪型摄像机，主要对船只行驶前方的蓝藻情况进行查看。因为船只是行驶在湖泊中，风浪是无法避免的，而且考虑到蓝藻爆发期打捞蓝藻的作业量会比较大，作业时间比较长，因此必须采用宽动态、低照度枪型摄像机，以保证所拍摄的图像清晰，准确。无线视频服务器安装在船舱驾驶台处，主要是将前端摄像机所采集的视频图像接入，经过编码后一方面可由内置的SD存储卡对视频图像进行存储，以方便工作人员需要时直接在船上通过笔记本电脑就可以调阅录像资料，根据现场实际情况，我们推荐使用容量为16GB的SD存储卡，一般情况下可以保存3-4天的录像资料；另一方面，将预处理的视频图像信号经过自带的无线发射天线传至后端主控中心，在通讯技术飞速发展的今天，3G网络技术已经非常成熟，在传输一路视频图像时码流可以达到100K左右，帧率可以达到8-15帧，因此在水面上行驶的船只传输视频图像，使用3G网络是一个非常好的选择。本发明中前端摄像机至无线视频服务器采用普通信号同轴电缆和普通电源线，在船舱内安装的无线视频服务器外罩有专用设备箱，以保护设备。GPS定位调度系统包括以下硬件：GPS定位调度主机、调度屏。GPS定位主机集定位、监控车辆调度、报警求救、跟踪功能于一体的全新产品，其具有简单易用、操作方便、功能齐全等特点，主要应用于车辆及其他移动物体的定位跟踪服务。支持CDMA网络数据传输功能，可结合CDMA平台软件使其更广泛用于大型集群监控、紧急调度、位置服务、交通安全管理等多种领域的应用。调度屏内置黄色背光、定位状态显示、通信状态显示、登签ID号码显示、无线编辑输入方式、信息收发功能、查看通话记录、编辑存储电话号、可存贮243条集团内电话号码、手动/自动接听电话。

车辆GPS定位及调度组件安装于运输车辆上，主要有两大系统组成：无线视频监控系统、GPS定位调度系统。其中无线视频监控系统主要有以下几部分组成：前端摄像机、车载3G无线硬盘录像机、传输线缆。根据各站的蓝藻运输车实际情况，前端摄像机安装在车辆驾驶室内，采用宽动态、低照度半球型摄像机，主要对车辆行驶时驾驶室内情况进行查看。考虑到车辆行驶时的颠簸，因此采用宽动态、低照度半球型摄像机，以保证所拍摄的图像清晰，准确。车载3G无线硬盘录像机安装在驾驶室副驾驶座仪表板下方，主要是将前端摄像机所采集的视频图像接入，经过编码后一方面可由内置的硬盘对视频图像进行存储，以方便工作人员需要时直接在车上通过笔记本电脑就可以调阅录像资料，根据现场实际情况，我们推荐使用容量为16GB的SD存储卡，一般情况下可以保存3-4天的录像资料；另一方面，将预处理的视频图像信号经过自带的无线发射天线传至后端主控中心，在通讯技术飞速发展的今天，3G网络技术已经非常成熟，在传输一路视频图像时码流可以达到100K左右，帧率可以达到8-15帧，因此在行驶中的车辆上传输视频图像，使用3G网络是一个非常好的选择。本发明中前端摄像机至无线视频服务器采用普通信号同轴电缆和普通电源线，供电由车辆的蓄电池提供电源，无需额外的电源设备费用。GPS定位调度系统主要有以下几部分硬件组成：GPS定位调度主机、调度屏。GPS定位调度主机集定位、监控车辆调度、报警求救、跟踪功能于一体的全新产品，其具有简单易用、操作方便、功能齐全等特点，主要应用于车辆及其他移动物体的定位跟踪服务。支持CDMA网络数据传输功能，可结合CDMA平台软件使其更广泛用于大型集群监控、紧急调度、位置服务、交通安全管理等多种领域的应用。调度屏内置黄色背光、定位状态显示、通信状态显示、登签ID号码显示、无线编辑输入方式、信息收发功能、查看通话记录、编辑存储电话号、可存贮243条集团内电话号码、手动/自动接听电话。通过无线GPS管理调度系统对装备GPS终端和车载视频监控设备的蓝藻运输车辆发送调度指令，远程监控运输车辆的车内状况，与运输车辆驾驶人员进行音视频通信，主监控调度中心管理人员并可通过无线GPS管理调度系统管理平台实时获取各蓝藻运输车辆所在具体位置，速度，行驶路径等信息，并这一调度过程由系统自动完成，也可由人工进行操作。

监控调度中心设置于陆上固定位置，可以通过操作视频监控客户端观看到所有车辆和船舶的实时位置和运行情况，以便更好的调度车辆或船舶至相关区域作业。监控调度中心由操作客户端、主服务器及集中存储器三部分组成。其中操作客户端用于视频监控及调度操作。集中存储器为大容量视频、数据存储备份系统，将视频数据从源设备存储到目标设备，在需要调取视频数据是可以快速而准确地查阅。主服务器网络连接上述各GPS定位和调度主机，进行多画面显示、网络录像/录像回放、影像资料管理、资料备份/还原等多种功能，是接受并发送信息的主要设备。还可以作为蓝藻监测的主机将前端传送来的蓝藻监测数据通过蓝藻监测软件及时反映在监测屏幕上。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种蓝藻处理方法，其特征在于包括以下步骤：

1)信息采集及发送

2)蓝藻处理

3)蓝藻后处理

当蓝藻经过藻水分离处理后，由蓝藻运输车辆运输至沼气发电厂或有机化肥厂，监控调度中心获取各蓝藻分离处理站蓝藻分离处理产量数据，根据该数据信息实时向蓝藻运输车辆自动发送调度指令，监控调度中心同时实时获取蓝藻运输车辆所处位置及行驶路径信息；

上述方法所涉及的监控调度和数据采集设备包括水面浮标、船舶GPS定位及调度组件、车辆GPS定位及调度组件以及监控调度中心；

2.根据权利要求1所述蓝藻处理方法，其特征在于：在蓝藻处理过程中，根据进藻浆流量调整加药量。

3.根据权利要求1所述蓝藻处理方法，其特征在于：在蓝藻处理过程中，对加药量进行监测，并对超过额定加药量的情况报警。

4.根据权利要求1所述蓝藻处理方法，其特征在于：在蓝藻处理过程中，蓝藻分离处理站需要上传到监控调度中心的数据包括：进藻浆流量、富藻浆水流量、出藻泥量及出清水量。

5.根据权利要求1所述蓝藻处理方法，其特征在于：监控调度中心通过GPS系统以及3G网络定位并调度蓝藻打捞船、运输船以及蓝藻运输车辆。