CN106338312A - 水体污染物及水文监测预警报警的方法及其系统 - Google Patents
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
- G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
Abstract
水体污染物及水文监测预警报警的方法及其系统，涉及水体污染物及水文监测报警领域，为了解决现有是监测技术人工开支大而且整个水情治理的反应动作时间长的问题。数据采集模块将采集的水体污染物数据和水文数据发送给数据处理平台，数据处理平台根据水体污染物数据和水文数据判断是否预警或报警，如果判断结果为是则将预警建议信息或报警建议信息以短消息的形式发送给需要通知的管理者，如果判断结果为否，则等待下一个采样周期的水体污染物数据和水文数据的到来。本发明适用于水体污染物及水文监测。
Description
技术领域
[0001]本发明涉及水体污染物及水文监测报警领域，具体涉及一种水体污染物及水文监测无线预警报警的方法和系统。
背景技术
[0002]近年来，随着水资源短缺，水质污染严重等问题日益突出，对水体污染物的实时监测以及预警报警已成为当前亟待解决的问题。
[0003]目前，已有的一些水体污染物和水文监测系统只是将采集到的水体污染物和水文汇总到一个数据中心，需要时刻有工作人员在数据中心查看实时水情，这不仅增大了人工开支，而且一旦发生水情或污染物超标等情况，需要监管人员首先从数据中发现情况，再向有关管理人员反应，加长了整个水情治理的反应动作时间，由此可能带来一系列不必要的损失。
发明内容
[0004]本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，从而提供水体污染物及水文监测预警报警的方法及其系统。
[0005]本发明所述的水体污染物及水文监测预警报警的方法，包括以下步骤:
[0006] S1、每个数据采集模块以固定的采样周期采集水体污染物数据和水文数据；
[0007] S2、每个数据采集模块通过无线通信方式将采集到的最新的水体污染物数据和水文数据发送给数据处理平台；
[0008] S3、数据处理平台接收来自每个数据采集模块发送来的水体污染数据和水文数据，并将其写入数据存储子模块；
[0009] S4、数据处理平台读取S3中数据存储子模块存储的最新的水体污染物数据和水文数据、历史的水体污染物数据和水文数据，结合报警阈值，判断是否预警或报警;如果判断结果为是，则记录下超过报警阈值的数据检测项及与该数据检测项相应的数据采集模块的ID、或超过报警阈值的数据预测项以及与该数据预测项相应的数据采集模块的ID，并执行S5;如果判断结果为否，则返回SI;
[0010] S5、数据处理平台根据S4中记录的内容，在数据存储子模块中获取需要通知的管理者的通信终端号码，在专家建议模块中获取需要发送的预警建议信息或报警建议信息；
[0011] S6、数据处理平台通过无线通信模块将预警建议信息或报警建议信息以短消息的形式发送给需要通知的管理者；
[0012] S7、数据处理平台存储发送记录。
[0013]优选的是，S4中，根据最新数据项和最新数据项对应的观测时间点之前的N个观测时间点的历史数据项拟合出的曲线，估计下个观测时间点的观测值，该观测值作为数据预测项，N为预先设定的值，根据具体观测点的情况，N的取值范围为5至15，优选为10。
[0014]优选的是，S4具体包括以下步骤:
[0015] S41、数据处理平台读取S3中数据存储子模块存储的最新的水体污染物数据和水文数据，判断最新的水体污染物数据或水文数据是否达到预先设定好的报警阈值;如果判断结果为是，则记录下超过报警阈值的数据检测项及与该数据检测项相应的数据采集模块的ID，并执行S5;如果判断结果为否，则执行S42;
[0016] S42、数据处理平台读取S3中数据存储子模块存储的最新的水体污染物数据和水文数据、历史的水体污染物数据和水文数据，并结合报警阈值判断是否预警;如果判断结果为是，则记录下超过报警阈值的数据预测项以及与该数据预测项相应的数据采集模块的ID，并执行S5;如果判断结果为否，则返回SI。
[0017]优选的是，S2之后还包括以下步骤:
[0018] S8、如果数据处理平台在连续M个采样周期后均没有接收到来自数据采集模块发送来的水体污染物数据和水文数据，数据处理平台认定该数据采集模块发生故障，并获取该数据采集模块的管理者通信终端号码;M为预先设置的数值;根据具体观测点的情况，M的取值范围为2至10，优选为5。
[0019] S9、数据处理平台通过无线通信模块向该数据采集模块的管理者发送数据采集模块故障信息；
[0020] S10、数据处理平台存储发送记录。
[0021]优选的是，S7和SlO中，发送记录由无线通信模块发送给数据处理子模块，再由数据处理子模块写入发送记录存储子模块。
[0022]本发明所述的水体污染物及水文监测预警报警的系统，包括多个数据采集模块和数据处理平台:
[0023]数据采集模块，用于以固定的采样周期采集水体污染物数据和水文数据，并发送给数据处理平台；
[0024]数据处理平台包括:数据接收子模块、多个数据存储子模块、专家建议子模块、数据处理子模块、发送记录存储子模块和无线通信模块；
[0025]多个数据采集模块与多个数据存储子模块相对应;多个数据存储子模块与多个管理者的通信终端相对应；
[0026]数据接收子模块，用于接收来自每个数据采集模块发送来的水体污染数据和水文数据，并将其写入与数据采集模块相对应的数据存储子模块；
[0027]数据存储子模块，用于存储水体污染数据和水文数据，还用于存储相对应的数据采集模块的ID及相对应的管理者的通信终端号码；
[0028]专家建议子模块，用于存储各项水体污染物和数据和水文数据发生预警或报警时对应发送的预警建议信息或报警建议信息；
[0029]发送记录存储子模块，用于存储无线通信模块的发送记录；
[0030]数据处理子模块，
[0031]用于读取数据存储子模块存储的最新的水体污染物数据和水文数据，判断最新的水体污染物数据或水文数据是否达到预先设定好的报警阈值;如果判断结果为是，则从数据采集模块相对应的数据存储子模块中获取管理者的通信终端号码，及从专家建议子模块中获取报警建议信息，并向无线通信模块发出向管理者发送报警短消息的指令，如果判断结果为否，则等待下一个采样周期的水体污染物数据和水文数据的到来；
[0032]用于根据最新数据和该观测时间点之前的N个观测时间点的历史数据拟合出的曲线，估计下个观测时间点的观测值，并判断是否达到预先设定好的报警阈值，如果判断结果为是，则从数据采集模块相对应的数据存储子模块中获取管理者的通信终端号码，及从专家建议子模块中获取预警建议信息，并向无线通信模块发出向管理者发送预警短消息的指令，如果判断结果为否，则等待下一个采样周期的水体污染物数据和水文数据的到来；
[0033]用于判断数据采集模块是否发生故障，当发生故障时，则由该故障数据采集模块对应的数据存储子模块中获取管理者的通信终端号码，向无线通信模块发出向管理者发送故障报警短消息的指令；
[0034]还用于将发送记录写入发送记录存储子模块；
[0035]无线通信模块，用于接收数据处理子模块的指令，向管理者发送消息，并向数据处理子模块返回发送记录。
[0036]本发明的有益效果如下:
[0037]通过水体污染物和水文的历史数据和当前数据的处理判断，可以对水体污染物超标情况和危险水情进行预警和报警；
[0038]根据不同的水体污染情况和水文情况，专家建议子模块能实时给出具体的处理建议信息，减少了整个水情治理的反应动作时间；
[0039]通过检测各观测点的观测数据的连续性就可以判断其相应的数据采集模块是否发生故障，提升了系统的可靠性。
[0040]本发明适用于水体污染物及水文监测。
附图说明
[0041]图1是具体实施方式一中的当数据采集模块正常工作时水体污染物及水文监测预警报警的方法的流程示意图；
[0042]图2是具体实施方式二中的当数据采集模块故障时水体污染物及水文监测预警报警的方法的流程示意图；
[0043]图3是具体实施方式三所述的水体污染物及水文监测预警报警系统的结构示意图；
[0044] I为数据采集模块，2为数据接收子模块，3为数据存储子模块，4为专家建议子模块，5为数据处理子模块，6为发送记录存储子模块，7为无线通信模块，8为管理者的通信终端。
具体实施方式
[0045]以下结合附图及淮河下游重污染河流水质改善多目标管理综合技术与应用为背景对本发明进行详细说明。
[0046]具体实施方式一:结合图1具体说明本实施方式，当数据采集模块正常工作时本实施方式所述的水体污染物及水文监测预警报警的方法，包括以下步骤:
[0047] S1、每个数据采集模块以固定的采样周期采集水体污染物数据和水文数据；
[0048]采样周期长短可以一定程度影响实时监测的质量，本实施方式中每天采样一次；
[0049] S2、每个数据采集模块通过无线通信方式将采集到的最新的水体污染物数据和水文数据发送给数据处理平台；
[0050] 无线通信方式可以采取GPRS或CDMA等；
[0051] S3、数据处理平台接收来自每个数据采集模块发送来的水体污染数据和水文数据，并将其写入数据存储子模块；
[0052] S4、数据处理平台读取S3中数据存储子模块存储的最新的水体污染物数据和水文数据、历史的水体污染物数据和水文数据，结合报警阈值，判断是否预警或报警;如果判断结果为是，则记录下超过报警阈值的数据检测项及与该数据检测项相应的数据采集模块的ID、或超过报警阈值的数据预测项以及与该数据预测项相应的数据采集模块的ID，并执行S5;如果判断结果为否，则返回SI;
[0053]其中每个水体污染物和水文数据项的阈值需要结合水体污染物和水文知识根据具体情况设定，不同地理位置的数据采集模块的同一个数据项的报警阈值可以不同。
[0054]例如在淮河下游重污染河道水生态净化与修复示范工程中，在检测点苏嘴处针对水体中的氨氮含量阈值为2mg/L，检测到水体中的氨氮含量达到3mg/L，超过报警阈值，发生报警。
[0055] S5、数据处理平台根据S4中记录的内容，在数据存储子模块中获取需要通知的管理者的通信终端号码，在专家建议模块中获取需要发送的预警建议信息或报警建议信息；
[0056]例如在淮河下游重污染河道水生态净化与修复示范工程中，在检测点苏嘴处检测到水体中的氨氮含量达到3mg/L，专家系统给出相应的需要联系的管理者的号码为江苏省水环境监测中心淮安分中心通信终端号码，给出的建议是由二河新闸从洪泽湖引水50m3对水体污染进行稀释。
[0057]其中，数据处理平台是通过数据处理子模块获取的管理者的通信终端号码以及要发送的信息；
[0058] S6、数据处理平台通过无线通信模块将预警建议信息或报警建议信息以短消息的形式发送给需要通知的管理者；
[0059] S7、数据处理平台存储发送记录。
[0060]无线通信模块将发送记录(包括时间、发送号码、发送内容、发送成功与否)传输给数据处理子模块，并由其写入发送记录存储子模块。
[0061]具体实施方式二:结合图2具体说明本实施方式，当数据采集模块故障时本实施方式所述的水体污染物及水文监测预警报警的方法，包括以下步骤:
[0062] S1、每个数据采集模块以固定的采样周期采集水体污染物数据和水文数据；
[0063]采样周期长短可以一定程度影响实时监测的质量，本实施方式中每天采样一次；
[0064] S2、每个数据采集模块通过无线通信方式将采集到的最新的水体污染物数据和水文数据发送给数据处理平台；
[0065] 无线通信方式可以采取GPRS或CDMA等；
[0066] S8、如果数据处理平台在连续M个采样周期后均没有接收到来自数据采集模块发送来的水体污染物数据和水文数据，数据处理平台认定该数据采集模块发生故障，并获取该数据采集模块的管理者通信终端号码;M为预先设置的数值；
[0067]当数据处理平台在M个采样周期后没有从数据存储子模块读取到新数据，即认定该数据采集模块在这期间没有向数据处理平台发送水体污染物数据和水文数据；
[0068] S9、数据处理平台通过无线通信模块向该数据采集模块的管理者发送数据采集模块故障信息；
[0069]其中，发送的信息内容是特有的数据采集模块故障信息，与水体污染物和水文报警信息相区别；
[0070] S10、数据处理平台存储发送记录。
[0071]无线通信模块将发送记录(包括时间、发送号码、发送内容、发送成功与否)传输给数据处理子模块，并由其写入发送记录存储子模块。
[0072]具体实施方式三:结合图3具体说明本实施方式，本实施方式所述的水体污染物及水文监测预警报警的系统，包括多个数据采集模块和数据处理平台:
[0073]数据采集模块，用于以固定的采样周期采集水体污染物数据和水文数据，并发送给数据处理平台；
[0074]数据处理平台包括:数据接收子模块、多个数据存储子模块、专家建议子模块、数据处理子模块、发送记录存储子模块和无线通信模块；
[0075]多个数据采集模块与多个数据存储子模块相对应;多个数据存储子模块与多个管理者的通信终端相对应；
[0076]数据接收子模块，用于接收来自每个数据采集模块发送来的水体污染数据和水文数据，并将其写入与数据采集模块相对应的数据存储子模块；
[0077]数据存储子模块，用于存储水体污染数据和水文数据，还用于存储相对应的数据采集模块的ID及相对应的管理者的通信终端号码；
[0078]专家建议子模块，用于存储各项水体污染物和数据和水文数据发生预警或报警时对应发送的预警建议信息或报警建议信息；
[0079]专家建议模块中的预警报警的建议可以不断更新完善，信息需要在系统投入使用前人为的根据可能出现的不同情况尽可能的进行设定，为防止一些极少数情况的发生，也要设置相应的缺省情况的建议信息。
[0080]发送记录存储子模块，用于存储无线通信模块的发送记录；
[0081 ]数据处理子模块，
[0082]用于读取数据存储子模块存储的最新的水体污染物数据和水文数据，判断最新的水体污染物数据或水文数据是否达到预先设定好的报警阈值;如果判断结果为是，则从数据采集模块相对应的数据存储子模块中获取管理者的通信终端号码，及从专家建议子模块中获取报警建议信息，并向无线通信模块发出向管理者发送报警短消息的指令，如果判断结果为否，则等待下一个采样周期的水体污染物数据和水文数据的到来；
[0083]用于根据最新数据和该观测时间点之前的N个观测时间点的历史数据拟合出的曲线，估计下个观测时间点的观测值，并判断是否达到预先设定好的报警阈值，如果判断结果为是，则从数据采集模块相对应的数据存储子模块中获取管理者的通信终端号码，及从专家建议子模块中获取预警建议信息，并向无线通信模块发出向管理者发送预警短消息的指令，如果判断结果为否，则等待下一个采样周期的水体污染物数据和水文数据的到来；
[0084]用于判断数据采集模块是否发生故障，当发生故障时，则由该故障数据采集模块对应的数据存储子模块中获取管理者的通信终端号码，向无线通信模块发出向管理者发送故障报警短消息的指令；
[0085]还用于将发送记录写入发送记录存储子模块；
[0086]无线通信模块，用于接收数据处理子模块的指令，向管理者发送消息，并向数据处理子模块返回发送记录。
[0087]本发明提供的一种水体污染物和水文实时监测预警报警的方法和系统，不仅能够实时观测记录各水文站点的各种水体污染物和水文记录，而且能够根据具体情况给出建议信息，通过无线模块发送短消息的方式告知管理者，减少了治水的反应时间，提高了治水的效率。
[0088]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的情况下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.水体污染物及水文监测预警报警的方法，其特征在于，包括以下步骤: 51、每个数据采集模块以固定的采样周期采集水体污染物数据和水文数据； 52、每个数据采集模块通过无线通信方式将采集到的最新的水体污染物数据和水文数据发送给数据处理平台； 53、数据处理平台接收来自每个数据采集模块发送来的水体污染数据和水文数据，并将其写入数据存储子模块； 54、数据处理平台读取S3中数据存储子模块存储的最新的水体污染物数据和水文数据、历史的水体污染物数据和水文数据，结合报警阈值，判断是否预警或报警;如果判断结果为是，则记录下超过报警阈值的数据检测项及与该数据检测项相应的数据采集模块的ID、或超过报警阈值的数据预测项以及与该数据预测项相应的数据采集模块的ID，并执行S5;如果判断结果为否，则返回SI; 55、数据处理平台根据S4中记录的内容，在数据存储子模块中获取需要通知的管理者的通信终端号码，在专家建议模块中获取需要发送的预警建议信息或报警建议信息； 56、数据处理平台通过无线通信模块将预警建议信息或报警建议信息以短消息的形式发送给需要通知的管理者； 57、数据处理平台存储发送记录。
2.根据权利要求1所述的水体污染物及水文监测预警报警的方法，其特征在于，S4中，根据最新数据项和该观测时间点之前的N个观测时间点的历史数据项拟合出的曲线，估计下个观测时间点的观测值，该观测值作为数据预测项，N为预先设定的值。
3.根据权利要求1或2所述的水体污染物及水文监测预警报警的方法，其特征在于，S4具体包括以下步骤: 541、数据处理平台读取S3中数据存储子模块存储的最新的水体污染物数据和水文数据，判断最新的水体污染物数据或水文数据是否达到预先设定好的报警阈值;如果判断结果为是，则记录下超过报警阈值的数据检测项及与该数据检测项相应的数据采集模块的ID，并执行S5;如果判断结果为否，则执行S42; 542、数据处理平台读取S3中数据存储子模块存储的最新的水体污染物数据和水文数据、历史的水体污染物数据和水文数据，并结合报警阈值判断是否预警；如果判断结果为是，则记录下超过报警阈值的数据预测项以及与该数据预测项相应的数据采集模块的ID，并执行S5;如果判断结果为否，则返回SI。
4.根据权利要求1所述的水体污染物及水文监测预警报警的方法，其特征在于，S2之后还包括以下步骤: 58、如果数据处理平台在连续M个采样周期后均没有接收到来自数据采集模块发送来的水体污染物数据和水文数据，数据处理平台认定该数据采集模块发生故障，并获取该数据采集模块的管理者通信终端号码;M为预先设置的数值； 59、数据处理平台通过无线通信模块向该数据采集模块的管理者发送数据采集模块故障信息； SlO、数据处理平台存储发送记录。
5.根据权利要求1或4所述的水体污染物及水文监测预警报警的方法，其特征在于，发送记录由无线通信模块发送给数据处理子模块，再由数据处理子模块写入发送记录存储子丰旲块。
6.水体污染物及水文监测预警报警的系统，其特征在于，包括多个数据采集模块和数据处理平台: 数据采集模块，用于以固定的采样周期采集水体污染物数据和水文数据，并发送给数据处理平台； 数据处理平台包括:数据接收子模块、多个数据存储子模块、专家建议子模块、数据处理子模块、发送记录存储子模块和无线通信模块； 多个数据采集模块与多个数据存储子模块相对应;多个数据存储子模块与多个管理者的通信终端相对应； 数据接收子模块，用于接收来自每个数据采集模块发送来的水体污染数据和水文数据，并将其写入与数据采集模块相对应的数据存储子模块； 数据存储子模块，用于存储水体污染数据和水文数据，还用于存储相对应的数据采集模块的ID及相对应的管理者的通信终端号码； 专家建议子模块，用于存储各项水体污染物和数据和水文数据发生预警或报警时对应发送的预警建议信息或报警建议信息； 发送记录存储子模块，用于存储无线通信模块的发送记录； 数据处理子模块， 用于读取数据存储子模块存储的最新的水体污染物数据和水文数据，判断最新的水体污染物数据或水文数据是否达到预先设定好的报警阈值;如果判断结果为是，则从数据采集模块相对应的数据存储子模块中获取管理者的通信终端号码，及从专家建议子模块中获取报警建议信息，并向无线通信模块发出向管理者发送报警短消息的指令，如果判断结果为否，则等待下一个采样周期的水体污染物数据和水文数据的到来； 用于根据最新数据和该观测时间点之前的N个观测时间点的历史数据拟合出的曲线，估计下个观测时间点的观测值，并判断是否达到预先设定好的报警阈值，如果判断结果为是，则从数据采集模块相对应的数据存储子模块中获取管理者的通信终端号码，及从专家建议子模块中获取预警建议信息，并向无线通信模块发出向管理者发送预警短消息的指令，如果判断结果为否，则等待下一个采样周期的水体污染物数据和水文数据的到来； 用于判断数据采集模块是否发生故障，当发生故障时，则由该故障数据采集模块对应的数据存储子模块中获取管理者的通信终端号码，向无线通信模块发出向管理者发送故障报警短消息的指令； 还用于将发送记录写入发送记录存储子模块； 无线通信模块，用于接收数据处理子模块的指令，向管理者发送消息，并向数据处理子模块返回发送记录。
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