CN108445810A - 一种基于智能化给排水管道实现数据分析的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于智能化给排水管道实现数据分析的方法及系统，其方法包括：基于无线采集终端接收智能化给排水管道发送的给排水管道状态信息，所述给排水管道状态信息由固定在智能化给排管管道上的智能化数据采集装置所采集得到；无线采集终端将所述接收到的给排水管道状态信息发送给数据处理中心；所述数据处理中心基于所述给排水管道状态信息分析所述给排水管道状态，并将所述分析出的给排水管道状态提示给管理用户。本发明实施例通过无线采集终端采集给排水水流速度和/或给排水管道管壁压力状态，实现对给排水管道中的水流数据和/或管壁压力状态的监控，提供一种智慧化的城市管理和服务。

Description

一种基于智能化给排水管道实现数据分析的方法及系统

技术领域

本发明涉及智慧城市技术领域，尤其涉及一种基于智能化给排水管道实现数据分析的方法及系统。

背景技术

在城市化高速发展的今天，地面建筑物越来越多，地下设施越来越密集。空间、地面及地下的各类干扰多而严重，各类干扰体(源)形式多样。管线埋设工艺多样化，埋设时间各不相同。地下介质物性参数不均匀且多变等等。如何在这样的环境条件下获取精确的管线信息，是值得每一位管线探测与管理人员思考的问题。在近间距并行管线、非金属管线以及深埋地下管线的探测是管线探测的难点问题，在上述环境中如何选取高精度、高分辨率的管线探测方法更加值得思考。在针对给排水管道运营管理时，由于埋设于地下，在运营过程中要了解整个管网所涉及的水流或者相关管道的压力状态实现数据监控，也无法形成智慧城市所需的数据成型模型。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对给排水管道不能采集管道上的数据而形成数据分析，提供了一种基于智能化给排水管道实现数据分析的方法及系统，通过在管道上固定的智能化数据采集装置，实现对给排水管道状态信息的数据采集，提供一种智慧化的城市管理和服务。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种基于智能化给排水管道实现数据分析的方法，所述方法包括如下步骤：

基于无线采集终端接收智能化给排水管道发送的给排水管道状态信息，所述给排水管道状态信息由固定在智能化给排管管道上的智能化数据采集装置所采集得到；

无线采集终端将所述接收到的给排水管道状态信息发送给数据处理中心；

所述数据处理中心基于所述给排水管道状态信息分析所述给排水管道状态，并将所述分析出的给排水管道状态提示给管理用户。

所述方法之前还包括：

向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送状态收集指令，所述状态收集指令用于触发智能化数据采集装置采集所述智能化给排水管道上的给排水管道状态信息。

所述向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送状态收集指令包括：

向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送一个唤醒指令；

在收到智能化数据采集装置针对唤醒指令的反馈信息之后，基于反馈信息向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送状态收集指令。

所述排水管道状态信息为给排水水流速度和/或给排水管道管壁压力状态。

所述数据处理中心基于所述给排水管道状态信息分析所述给排水管道状态包括：

所述数据处理中心根据芯片ID解析出所述芯片ID所对应数据的数据采集功能和数据采集值；

基于数据采集功能和数据采集值进行分析比对，判断所述数据采集值是否会出现异常。

所述数据处理中心基于所述给排水管道状态信息分析所述给排水管道状态，并将所述分析出的给排水管道状态提示给管理用户包括：

在分析出所述给排水管道状态异常时，触发异常信息指令，并将所述异常信息指令提示给管理用户；或者

在分析出给排水管道状态中的各状态参数时，基于给排水管道状态显示图显示给管理用户。

所述智能化数据采集装置包括传感器、处理模块和无线通信模块，其中：

所述传感器固定于所述环状管体的管道内壁上，所述处理模块和无线通信模块固定在所述环状管体的管道外壁或嵌入式固定在所述环状管体的管道内壁和管道外壁之间，所述传感器和所述处理模块之间采用信号连接，所述处理模块和无线通信模块采用信号连接；或者所述智能化数据采集装置固定在位于井口处的环状管体管口上。

相应的，本发明还提供了一种基于智能化给排水管道实现数据分析的系统，所述系统包括：

无线采集终端，用于接收智能化给排水管道发送的给排水管道状态信息，所述给排水管道状态信息由固定在智能化给排管管道上的智能化数据采集装置所采集得到，并将所述接收到的给排水管道状态信息发送给数据处理中心；

数据处理中心，用于接收无线采集终端接收到的给排水管道状态信息，以及基于所述给排水管道状态信息分析所述给排水管道状态，并将所述分析出的给排水管道状态提示给管理用户。

所述无线采集终端向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送状态收集指令，所述状态收集指令用于触发智能化数据采集装置采集所述智能化给排水管道上的给排水管道状态信息；或者所述数据处理中心基于无线采集终端向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送状态收集指令，所述状态收集指令用于触发智能化数据采集装置采集所述智能化给排水管道上的给排水管道状态信息。

所述排水管道状态信息为给排水水流速度和/或给排水管道管壁压力状态。

与现有技术相比，通过无线采集终端接收基于智能化给排水管道上智能化数据采集装置所发出的给排水管道状态信息，能够实现给排水管道上的给排水速度数据、给排水管道管壁压力数据的采集，能够为智慧城市提供相应的给排水管道的数据支持，实现智慧城市化管理。基于WIFI模块的穿透性，可以满足不同地面装置接收等功能，实现短距离接收，满足整个系统管道的数据维护。本发明所涉及的系统，可以针对应用于环形塑料管体、环状水泥管体、环形金属管体上的，从而实现对各种给排水管道内部的数据监控，满足智慧城市的大数据优化功能。通过无线通信技术采集埋藏在地下结构中的给排水管道上的状态信息，满足智慧城市功能性需求，也能将给排水管道上的状态信息进行数据处理分析，满足对给排水管道网络的状态监控分析，从而使管理用户对整个给排管水管道网络进行优化管控，保障后端能实时监控各种给排水状态，并及时安排人员进行维护管理等等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例的智能化给排水管道结构示意图；

图2是本发明实施例的智能化给排水管道剖面结构示意图；

图3是本发明实施例的智能化数据采集装置电路原理图；

图4是本发明实施例的智能化给排水管道的结构剖视图；

图5是本发明实施例的智能化给排水管道的局部界面放大图；

图6是本发明实施例的环状塑料管体的结构剖视图；

图7是本发明实施例的基于智能化给排水管道实现数据采集的系统结构示意图；

图8是本发明实施例的基于智能化给排水管道实现数据采集的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例中的智能化给排水管道结构示意图，及图2是本发明实施例中的智能化给排水管道剖面结构示意图，该给排水管道包括环状管体即由管道外壁11和管道内壁12构成，在环状管体上固定有用于采集给排水水流速度和/或给排水管道管壁压力状态的智能化数据采集装置13。

该智能化数据采集装置13可以采用系列防水措施，将智能化数据采集装置13所涉及的传感器或数据采集末端与整个处理器或电源分离开，避免给排水管道所存在的潮湿环境影响到整体电路的工作。该智能化数据采集装置13可以嵌入式安装在环状管体上，也可以是位于井口断开处的环状管体上。

图3是本发明实施例中的智能化数据采集装置13的结构示意图，该智能化数据采集装置13包括传感器131、处理模块132和无线通信模块133，具体实施过程中，该传感器131固定于环状管体的管道内壁12上，该处理模块132和无线通信模块133固定在环状管体的管道外壁11或嵌入式固定在环状管体的管道内壁12和管道外壁13之间，该传感器131和处理模块132之间采用信号连接，该处理模块132和无线通信模块133采用信号连接；或者该智能化数据采集装置固定在位于井口处的环状管体管口上。整个智能化数据采集装置的传感器131可以贴在环形管体的管道内壁12上或者延伸到给排水管道所在的给排水空间，基于传感器131可以针对水流速度、整个环形管体的压力状态进行数据监测，这些监测到的数据可以在处理器模块132中进行封装然后基于无线通信模块133向管理系统端发送数据，从而实现整个智能化管道的管控。整个智能化数据采集装置13可以设计成一个智能化的盒子，该智能化的盒子具有防水功能，避免内部的电子元器件受给排水管中的水分浸入，导致整个电子元器件的受潮损害等。

具体实施过程，该无线通信模块可以是WIFI模块，由于整个给排水管道的深埋一般都是地下几米，该无线通信模块基于WIFI模块可以较好的将传感器所采集的数据发送到地面接收器或者接收终端来传送至管理平台进行数据分析和处理等。

具体实施过程中，智能化数据采集装置还包括电源模块134，该电源模块134为智能化数据采集装置提供电源支持，该电源模块134采用可拆卸方式固定在智能化数据采集装置上，从而方便整个智能化数据采集装置的拆卸电池维护等。

具体实施过程中，该环状管体为环状塑料管体，或者环状水泥管体、或者环状金属管体。

图4至图6示出了本发发明实施例中的环状塑料管体41的结构示意图，该环状塑料管体包括异形金属带42，该环状塑料管体41的外表面开有与异形金属带42的外形相匹配的开口槽，该异形金属带42嵌入在开口槽内。

具体实施过程中，该环状塑料管体41还包括有封口胶条(43、44)，该封口胶条贴装在开口槽的开口处，使槽口完全封闭。该开口槽为螺旋环绕所述环状塑料管体41的螺旋槽46。该螺旋槽46的横截面为矩形，该螺旋槽46的开口宽度小于开口所在矩形边的长度。

该环状塑料管体41是由截面形状为“工”字形的塑胶胶带45螺旋缠绕而成，这里的“工”字横截面的顶边小于底边，相邻的“工”字形横截面的底边无间隙接触，相邻的“工”字形横截面的顶边具有间隙，缠绕完成后构成环状塑料管体41外表面的螺旋槽46。该塑胶胶带45横截面的顶边和底边的两侧都具有根据“工”字形横截面的中轴左右对称、向内的台阶(451、452)。

基于以上所示的智能化给排水管道结构，可以基于智能化给排水管道实现数据分析的方法，其主要基于无线采集终端接收智能化给排水管道发送的给排水管道状态信息，该给排水管道状态信息由固定在智能化给排管管道上的智能化数据采集装置所采集得到；该无线采集终端将所述接收到的给排水管道状态信息发送给数据处理中心；该数据处理中心基于所述给排水管道状态信息分析给排水管道状态，并将分析出的给排水管道状态提示给管理用户。

本发明所涉及的智能化给排水网络管道包括一个以上的智能化给排水管道，该智能化给排水管道上的智能化数据采集装置按照智能化给排水网络管道的线路进行分布，这种分布结构一般基于距离长短来设置，比如一个智能化给排水网络管道上有多截智能化给排水管道，每截智能化给排水管道上设置有智能化数据采集装置。

具体的，图7示出了本发明实施例的基于智能化给排水管道实现数据分析的系统结构示意图，该系统包括：

若干个位于智能化给排水管道(或智能化给排水网络管道)上的智能化数据采集装置，其功能和作用如图1至图6中所述，这里不一一赘述；

至少一个以上的无线采集终端，用于接收智能化给排水管道发送的给排水管道状态信息，该给排水管道状态信息由固定在智能化给排管管道上的智能化数据采集装置所采集得到，并将接收到的给排水管道状态信息发送给数据处理中心；

数据处理中心，用于接收无线采集终端接收到的给排水管道状态信息，以及基于所述给排水管道状态信息分析给排水管道状态，并将分析出的给排水管道状态提示给管理用户。

具体实施过程中，无线采集终端可以是专用设备，供采集智能化给排水管道上分布的智能化数据采集装置所发出的无线数据，智能化数据采集装置分布在智能化给排水管道不同的管道线路上，比如根据距离设置10m或者20m一个，整个智能化数据采集装置沿着智能化给排水管道的分布就可以形成一个监控网络，从而将智能化给排水管道沿线不同的水流状态数据、管壁压力状态数据上传给无线采集终端，各个不同的无线采集终端将所收集给排水管道状态信息发送给数据处理中心进行处理分析，数据处理中心将给排水管道状态信息解析出，其可以根据芯片ID解析出所对应的数据采集功能和数据采集值，比如是针对水流状态采集的，其所对应的水流状态值是多少，针对给排水管壁压力状态采集的，其所对应的管壁压力值是多少，只有把智能化数据采集装置所对应的功能和所对应的采集值解析完整了，数据处理中心就可以根据模型匹配完成各自管理端的监控和预警或者报警机制，完善整个管理系统的管控功能。

具体实施过程中，无线采集终端向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送状态收集指令，该状态收集指令用于触发智能化数据采集装置采集智能化给排水管道上的给排水管道状态信息；或者数据处理中心基于无线采集终端向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送状态收集指令，该状态收集指令用于触发智能化数据采集装置采集所述智能化给排水管道上的给排水管道状态信息。该排水管道状态信息一般为给排水水流速度、给排水管道管壁压力状态等等这些的一个或者组合。

具体实施过程中，无线采集终端可以向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送一个唤醒指令；智能化数据采集装置在收到唤醒指令后，整个智能化采集装置可以从休眠状态进入到工作模式，这种唤醒设置可以保障在工作模式下的触发才实施数据采集功能，这种唤醒指令可以根据管理端或者用户来设置，保障智能管理网络的合理化监控，也可以为智能化数据采集装置节约电能，在收到智能化数据采集装置针对唤醒指令的反馈信息之后，无线采集终端基于反馈信息向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送状态收集指令。

该数据处理中心根据智能化数据采集装置上的芯片ID解析出所述芯片ID所对应数据的数据采集功能和数据采集值；基于数据采集功能和数据采集值进行分析比对，判断数据采集值是否会出现异常。

该数据处理中心在分析出所述给排水管道状态异常时，触发异常信息指令，并将异常信息指令提示给管理用户；或者在分析出给排水管道状态中的各状态参数时，基于给排水管道状态显示图显示给管理用户。

该数据处理中心还可以结合芯片ID实时定位出智能化数据采集装置在给排水管道网络上的对应位置，方便管理用户排查相关状态信息，比如针对给排水管道某一位置中的水流值过大进行定位后，给出相应的策略分析给管理用户，以及针对给排水管道上某一管壁压力状态值小于正常压力值时，触发一个现场出勤指令至管理用户进行风险排查等等。

相应的，图8示出了本发明实施例中的基于智能化给排水管道实现数据分析的方法流程图，具体步骤如下：

S801、无线采集终端向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送一个唤醒指令；

无线采集终端可以受控于数据处理中心向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置广播唤醒指令，也可以根据用户巡游时向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置广播唤醒指令，比如针对固定的无线采集终端，其可以设置采集的时间间隔，比如10分钟每次、30分钟每次等等，针对巡游式的无线采集终端，其可以实时向巡游路线上的智能化数据采集装置广播唤醒指令，即无线采集终端走到哪儿就唤醒所能广播到的智能化数据采集装置。

需要说明的是，无线采集终端向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送唤醒指令可受控于处理中心的指令模式来完成，也可以受控于所持的用户来完成，也可以是无线采集终端自发的向外广播来完成。

S802、智能化数据采集装置针对唤醒指令向无线采集终端反馈信息；

智能化数据采集装置在收到唤醒指令后，启动工作模式，并向无线采集终端反馈信息，表明智能化数据采集装置处于工作状态中，具有数据采集能力等。

S803、无线采集终端基于反馈信息向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送状态收集指令；

S804、基于无线采集终端接收智能化给排水管道发送的给排水管道状态信息；

无线采集终端在在收到智能化数据采集装置针对唤醒指令的反馈信息之后，可以基于反馈信息向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送状态收集指令，从而针对性的完成数据采集过程，该排水管道状态信息可以是给排水水流速度和/或给排水管道管壁压力状态等等。

S805、无线采集终端将接收到的给排水管道状态信息发送给数据处理中心；

S806、数据处理中心基于所述给排水管道状态信息分析给排水管道状态，并将分析出的给排水管道状态提示给管理用户。

具体实施过程中，该数据处理中心可以根据芯片ID解析出芯片ID所对应数据的数据采集功能和数据采集值；基于数据采集功能和数据采集值进行分析比对，判断所述数据采集值是否会出现异常。

具体实施过程中，该数据处理中心可以在分析出所述给排水管道状态异常时，触发异常信息指令，并将所述异常信息指令提示给管理用户；或者在分析出给排水管道状态中的各状态参数时，基于给排水管道状态显示图显示给管理用户。

通过数据处理中心实现云计算或者基于强大的处理模式可以分析出具体的网络管道状态，提供科学排查给排水管道的风险等，提供一些应对故障或者闲情所导致的应对策略，这些应对策略可以是提供警报提醒功能，也可以实现图形化界面展示功能，更好的为管理用户提供信息参考的依据，这些的管理用户可以是平台端的PC端来实现，也可以是无线采集终端来实现，依据无线采集终端实现时，数据处理中心所解析出的分析数据还需要实时发送至无线采集终端上供管理用户进行决策参考，了解给排水管道的当前状态或排查当前给排水管道上的风险。

与现有技术相比，通过无线采集终端接收基于智能化给排水管道上智能化数据采集装置所发出的给排水管道状态信息，能够实现给排水管道上的给排水速度数据、给排水管道管壁压力数据的采集，能够为智慧城市提供相应的给排水管道的数据支持，实现智慧城市化管理。基于WIFI模块的穿透性，可以满足不同地面装置接收等功能，实现短距离接收，满足整个系统管道的数据维护。本发明所涉及的系统，可以针对应用于环形塑料管体、环状水泥管体、环形金属管体上的，从而实现对各种给排水管道内部的数据监控，满足智慧城市的大数据优化功能。通过无线通信技术采集埋藏在地下结构中的给排水管道上的状态信息，满足智慧城市功能性需求，也能将给排水管道上的状态信息进行数据处理分析，满足对给排水管道网络的状态监控分析，从而使管理用户对整个给排管水管道网络进行优化管控，保障后端能实时监控各种给排水状态，并及时安排人员进行维护管理等等。

以上对本发明实施例所提供的智能化的给排水管道进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于智能化给排水管道实现数据分析的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

基于无线采集终端接收智能化给排水管道发送的给排水管道状态信息，所述给排水管道状态信息由固定在智能化给排管管道上的智能化数据采集装置所采集得到；

无线采集终端将所述接收到的给排水管道状态信息发送给数据处理中心；

所述数据处理中心基于所述给排水管道状态信息分析所述给排水管道状态，并将所述分析出的给排水管道状态提示给管理用户。

2.如权利要求1所述的基于智能化给排水管道实现数据分析的方法，其特征在于，所述方法之前还包括：

向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送状态收集指令，所述状态收集指令用于触发智能化数据采集装置采集所述智能化给排水管道上的给排水管道状态信息。

3.如权利要求1所述的基于智能化给排水管道实现数据分析的方法，其特征在于，所述向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送状态收集指令包括：

向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送一个唤醒指令；

在收到智能化数据采集装置针对唤醒指令的反馈信息之后，基于反馈信息向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送状态收集指令。

4.如权利要求1所述的基于智能化给排水管道实现数据分析的方法，其特征在于，所述排水管道状态信息为给排水水流速度和/或给排水管道管壁压力状态。

5.如权利要求1至4任一项所述的基于智能化给排水管道实现数据分析的方法，其特征在于，所述数据处理中心基于所述给排水管道状态信息分析所述给排水管道状态包括：

所述数据处理中心根据芯片ID解析出所述芯片ID所对应数据的数据采集功能和数据采集值；

基于数据采集功能和数据采集值进行分析比对，判断所述数据采集值是否会出现异常。

6.如权利要求5所述的基于智能化给排水管道实现数据分析的方法，其特征在于，所述数据处理中心基于所述给排水管道状态信息分析所述给排水管道状态，并将所述分析出的给排水管道状态提示给管理用户包括：

在分析出所述给排水管道状态异常时，触发异常信息指令，并将所述异常信息指令提示给管理用户；或者

在分析出给排水管道状态中的各状态参数时，基于给排水管道状态显示图显示给管理用户。

7.如权利要求6所述的基于智能化给排水管道实现数据分析的方法，其特征在于，所述智能化数据采集装置包括传感器、处理模块和无线通信模块，其中：

所述传感器固定于所述环状管体的管道内壁上，所述处理模块和无线通信模块固定在所述环状管体的管道外壁或嵌入式固定在所述环状管体的管道内壁和管道外壁之间，所述传感器和所述处理模块之间采用信号连接，所述处理模块和无线通信模块采用信号连接；或者所述智能化数据采集装置固定在位于井口处的环状管体管口上。

8.一种基于智能化给排水管道实现数据分析的系统，其特征在于，所述系统包括：

无线采集终端，用于接收智能化给排水管道发送的给排水管道状态信息，所述给排水管道状态信息由固定在智能化给排管管道上的智能化数据采集装置所采集得到，并将所述接收到的给排水管道状态信息发送给数据处理中心；

数据处理中心，用于接收无线采集终端接收到的给排水管道状态信息，以及基于所述给排水管道状态信息分析所述给排水管道状态，并将所述分析出的给排水管道状态提示给管理用户。

9.如权利要求8所述的基于智能化给排水管道实现数据分析的系统，其特征在于，所述无线采集终端向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送状态收集指令，所述状态收集指令用于触发智能化数据采集装置采集所述智能化给排水管道上的给排水管道状态信息；或者所述数据处理中心基于无线采集终端向智能化给排水管道上的智能化数据采集装置发送状态收集指令，所述状态收集指令用于触发智能化数据采集装置采集所述智能化给排水管道上的给排水管道状态信息。

10.如权利要求8或者9所述的基于智能化给排水管道实现数据分析的系统，其特征在于，所述排水管道状态信息为给排水水流速度和/或给排水管道管壁压力状态。