CN109241150A - 一种基于SaaS模式的废水处理数据分析可视化交互系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于SaaS模式的废水处理数据分析可视化交互系统，包括：在线数据采集模块，采集在线数据；离线数据采集模块，采集人工化验分析的离线数据；指令接收模块，用于接收用户输入的操作指令；处理模块，用于根据操作指令，调用数据库中相应数据并分析获得废水处理数据分析结果；显示模块，用于将分析结果进行可视化显示。上述系统可以提高对运行过程中水质指标的利用率，并通过专业的分析手段和算法，提升对工艺过程的分析能力，从而辅助运行管理人员正确应对过程异常，做出正确决策；在实际应用中，上述SaaS模式的交互系统通过建立账号，实现了允许不同用户同时同步使用该数据分析及可视化交互。

Description

一种基于SaaS模式的废水处理数据分析可视化交互系统

技术领域

本发明涉及废水处理数据分析技术领域，尤指一种基于SaaS模式的废水处理数据分析可视化交互系统。

背景技术

长期以来，我国工业废水处理工程经专业的设计、施工和调试之后，多交由企业自主运行和管理，其设计、建造、运行具有明显的主体分离特点，其中，运行过程的专业化水平普遍地域前两个过程。由于工业废水的处理过程受前端生产影响，在运行过程中尤其是在应对废水水质水量的波动上过度依赖人工经验。随着我国工业废水排放标准的不断提升，工业废水处理流程越来越长，运行管理的复杂程度逐步提高，对于运行过程管理的专业化程度要求也越来越高，污水处理过程不仅要稳定、安全，还应满足节能要求，降低功耗，提高效率，这就使得工艺运行必须由经验判断转变为定量分析，将各类数据结合工艺特点进行挖掘分析，从而确定最佳工艺参数、优化运行方案、预测运行过程中可能出现的问题及采取防治措施。

污水处理过程中主要涉及以下几类主体：运行管理人员、机泵设备、控制系统、仪表检测系统。控制系统采集仪表检测系统的信号，经数据的转换、分析和处理后，作为前馈或反馈信号，控制机泵设备按照既定的逻辑或者连锁规则动作，完成处理的逻辑流程。现有污水处理控制系统主要是PLC，DCS等工业控制系统，开发环境封闭，专业性强，其功能是对运行过程的机泵阀门等设备或执行机构进行逻辑控制或安全联锁，不允许有大量数据吞吐和数据运算，对工艺波动的适应性较差。仪表检测系统产生的热工数据，如液位、温度、流量等主要服务于逻辑控制和安全联锁；仪表系统产生的水质数据，如COD、pH、SS等仅做采集、存储、查询等基础功能，控制系统不具有对运行工艺数据的分析能力，对水质水量造成的负荷波动适应性差。对上述工艺数据的分析和决策多依赖人工经验，存在误判的可能性，在当前环保管理高压形势下，对运行管理人员专业水平的要求达到空前的高度，运行压力巨大。

发明内容

针对上述现有技术的问题，为了弥补现有控制系统数据分析缺陷，一方面提高对运行过程中水质指标的利用率，另一方面通过专业的分析手段和算法，提升对工艺过程的分析能力，从而辅助运行管理人员正确应对过程异常，做出正确决策。采用云计算技术和SaaS模式，采集运行过程中产生的在线数据和离线数据，经综合分析和提取挖掘，使工程产生的“数据资源”为工艺的稳定安全运行服务。

具体的，该基于SaaS模式的废水处理数据分析可视化交互系统，包括：数据采集存储模块，采集废水处理数据，并存储；指令接收模块，用于接收用户输入的操作指令；处理模块，用于根据操作指令，调用相应数据并分析获得废水处理数据分析结果；显示模块，用于将分析结果进行可视化显示。

本系统具有以下技术优势：1、热点数据拖放技术实现参数数据的自定义可视化。2、自定义工艺、参数和传感器，具有逻辑关联，并可随时增删编辑。3、离线数据的交互输入或批量导入。4、不可直接获取的工艺参数通过定义公式自动计算。5、通过高级算法实现关键参数的预测和预警。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明一实施例的基于SaaS模式的废水处理数据分析可视化交互系统的模块示意图。

图2为本发明一实施例的登录界面示意图。

图3为本发明一实施例的基本信息设置界面示意图。

图4为本发明一实施例的管理员用户配置中心菜单栏界面示意图。

图5为本发明一实施例的工艺配置列表界面示意图。

图6为本发明一实施例的编辑工艺配置界面示意图。

图7为本发明一实施例的工艺参数列表界面示意图。

图8为本发明一实施例的编辑工艺参数界面示意图。

图9为本发明一实施例的传感器列表界面示意图。

图10为本发明一实施例的编辑传感器界面示意图。

图11为本发明一实施例的二次计算参数列表界面示意图。

图12为本发明一实施例的编辑二次计算界面示意图。

图13为本发明一实施例的流程图编辑界面示意图。

图14为本发明一实施例的流程图上传流程界面示意图。

图15为本发明一实施例的流程图编辑自定义热点数据界面示意图。

图16为本发明一实施例的将热点数据在流程图上任意位置拖放的界面示意图。

图17为本发明一实施例的定义离线输入点的界面示意图。

图18为本发明一实施例的内置六类图表供配置使用的界面示意图。

图19为本发明一实施例的分页图表定义状态指示图的界面示意图。

图20为本发明一实施例的管理员账号管理其他账号的界面示意图。

图21为本发明一实施例的对其他账号的可视化进行配置的界面示意图。

图22为本发明一实施例的客户端主界面示意图。

图23为本发明一实施例的查看任意热点数据曲线的界面示意图。

图24为本发明一实施例的自定义时间查询数据的界面示意图。

图25为本发明一实施例的报警界面示意图。

图26为本发明一实施例的按工艺段定义的数据输入命令界面示意图。

图27为本发明一实施例的数据输入对话框的界面示意图。

图28为本发明一实施例的数据输入自定义时间的界面示意图。

图29为本发明一实施例的对最后输入的一组数据进行编辑的界面示意图。

图30为本发明一实施例的可下载及批量上传的界面示意图。

图31为本发明一实施例的查询和导出界面示意图。

具体实施方式

以下配合图式及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

结合图1所示，为本发明一实施例的基于SaaS模式的废水处理数据分析可视化交互系统的模块示意图。其中，该系统包括：在线数据采集模块1，采集在线数据，并存储至数据库6；离线数据采集模块2，采集人工化验分析的离线数据，并存储至数据库6；指令接收模块3，用于接收用户输入的操作指令；处理模块4，用于根据操作指令，调用数据库6中相应数据并分析获得废水处理数据分析结果；显示模块5，用于将分析结果进行可视化显示。

其中，在线数据通过数据采集盒上传至云端；离线数据由工作人员在数据界面人工输入。

该系统能够弥补当前控制系统在工艺数据分析上的不足，提升工艺运行过程的专业化水平，核心技术点包括：1、采用B/S结构软件，用户通过浏览器登录其账号访问和使用软件，采用SaaS模式运行软件和管理账号。2、在线数据的远程采集并上传至云；3、离线数据的人机交互输入或批量导入；4、不同账户类型具有不同的权限和功能；用户的管理员账号可以对其他非管理员账号进行管理；5、自定义工艺配置，随时增加或减少工艺段；6、自定义参数配置，随时增加或减少监测点；7、自定义传感器配置，随时增加或减少传感器；8、通过热点显示技术实现数据的可视化显示、查询、导出等功能；9、通过定义分页实现工艺流程的细节展示；10、通过图表定义实现效益统计、参数异常报警；通过分页方式定义更详细的工艺流程。11、客户端界面点击数据热点或图表弹出对话框，实现数据的可视化、分析、查询、导出。12、使用R语言，java编程实现人机交互和高级算法开发，编程语言开放通用，兼容性好。

为了对上述系统进行更为清楚的解释，下面结合一个具体的实施例来进行说明，然而值得注意的是该实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明不当的限定。

结合图2至图31所示，为该系统应用时的界面示意图。具体的，用户可以在登录界面(图2)输入用户名、密码，进行系统的登录；

在进入后，可以进行基本信息设置(图3)，如果登录账号具有管理员权限，则可以进入管理员菜单栏(图4)；

进一步的，用户可以打开工艺配置栏的工艺段列表(图5)，选择新增、编辑(图6)、删除、导出工艺段；

另外，在工艺参数配置界面(图7)，可以查看工艺参数，类似的，可以选择新增、编辑(图8)、删除、导出参数；

在传感器配置界面(图9)，可以查看传感器数据，并可以对传感器列表进行新增、编辑(图10)、删除、导出。

在二次计算列表(图11)，可以查看二次计算列表，并可以对二次计算列表进行新增、编辑(图12)、删除、导出。

上述列表查询编辑完成后，可以进入流程图配置界面，用户可以选择新建/编辑分页(图13)、上传流程图(图14)，并根据需要新建/编辑自定义热点数据(图15)。如图16所示，用户可以根据需要，将热点数据在流程图上任意位置拖放。结合图17，可以定义离线输入点。

如图18所示，系统内置六类图表供配置使用，更进一步，图19显示的是打开分页图表定义状态指示器的界面示意图。

结合图20，管理员可以管理其他账号，并可以对其他账号进行可视化配置(图21)。图22显示的是客户端的主界面，用户可以查看任意热点数据曲线(图23)，并根据需要自定义事件查询数据(图24)；在可视化界面中，通过不同颜色对参数做不同级别的报警(图25)。

打开数据输入界面后，结合图26，用户可以按工艺段定义的数据输入命令；结合图27，为数据输入对话框；图28为输入自定义时间；结合图29所示，用户可以对最后输入的一组数据进行编辑；结合图30，根据需要可下载批量输入模板，编辑后数据可批量上传；如图31所示，数据输入过程中的事件可按照时间、记录人、事件进行输入，并可查询和导出。

在实际应用中，上述SaaS模式的交互系统通过建立账号，实现了允许不同用户同时同步使用该数据分析及可视化交互。

上述系统可以提高对运行过程中水质指标的利用率，并通过专业的分析手段和算法，提升对工艺过程的分析能力，从而辅助运行管理人员正确应对过程异常，做出正确决策；采用云计算技术和SaaS模式，采集运行过程中产生的在线数据和离线数据，经综合分析和提取挖掘，使工程产生的“数据资源”为工艺的稳定安全运行服务。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于SaaS模式的废水处理数据分析可视化交互系统，其特征在于，包括：

在线数据采集模块，采集在线数据，并存储至数据库；

离线数据采集模块，采集人工化验分析的离线数据，并存储至数据库；

指令接收模块，用于接收用户输入的操作指令；

处理模块，用于根据操作指令，调用数据库中相应数据并分析获得废水处理数据分析结果；

显示模块，用于将分析结果进行可视化显示。

2.根据权利要求1所述的基于SaaS模式的废水处理数据分析可视化交互系统，其特征在于，在线数据通过数据采集盒上传至云端；离线数据由工作人员在数据界面人工输入。

3.根据权利要求1所述的基于SaaS模式的废水处理数据分析可视化交互系统，其特征在于，指令接收模块接收到的用户输入的操作指令包括：用户输入的用户名、密码、企业基本信息、所属地域、所属行业、运行模式、企业Logo、平台风格、传感器信息。

4.根据权利要求3所述的基于SaaS模式的废水处理数据分析可视化交互系统，其特征在于，数据采集存储模块采集的数据包括：工艺段数据、传感器数据、二次计算数据。

5.根据权利要求4所述的基于SaaS模式的废水处理数据分析可视化交互系统，其特征在于，指令接收模块接收到的用户输入的操作指令包括：工艺段参数编辑指令、传感器参数配置指令、二次计算数据编辑指令。

6.根据权利要求5所述的基于SaaS模式的废水处理数据分析可视化交互系统，其特征在于，处理模块获得的分析结果包括：废水处理装置的状态总览、报警数据。

7.根据权利要求6所述的基于SaaS模式的废水处理数据分析可视化交互系统，其特征在于，显示模块显示的界面包括：登录界面、基本信息设置界面、工艺参数列表界面、传感器列表界面、二次计算列表界面、流程图配置界面、用户列表界面、状态总览界面、报警界面、工艺段数据界面、数据编辑界面、数据上传/下载界面。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的基于SaaS模式的废水处理数据分析可视化交互系统，其特征在于，该系统的处理方法使用R语言及java编程开发，并采用B/S结构软件，用户通过浏览器登录其账号访问和使用软件，采用SaaS模式运行软件和管理账号。