CN109797808A - 一种水利数据采集控制装置及调控流量的供水收缴费方法 - Google Patents

Abstract

一种水利数据采集控制装置，包括箱体，温控器，加热装置，无线通讯模块，背板，IO板，密封通线孔，网络通讯模块；其中：箱体内部上面依次安装有温控器、加热装置和无线通讯模块；背板上安装有IO板和网络通讯模块，箱体底部带有三个密封通线孔。一种智能调控流量的供水收缴费方法，其特征在于：总调度中心通过网络与下属12个供水单位通讯，满足流量监测需求，并可按照规定格式打印水费缴纳通知单。本发明的优点：原理结构简单，高度集成，自带有线、无线通讯模块，适用气温较低环境使用，便于不同场合安装。根据已供水量费用、预付水费信息，按照水量调整规则给受水单位消息提醒；当发生欠费行为时，为限流设备控制模块提供操作指令。

Description

一种水利数据采集控制装置及调控流量的供水收缴费方法

技术领域

本发明涉及水利数据控制系统领域，特别涉及了一种水利数据采集控制装置及调控流量的供水收缴费方法。

背景技术

目前，供水系统中，无法对受水用户供水总阀进行历史水量、实时水量、指定时段、月、年累计水量统计，实现不同时段的水量对比分析。无法精准监测及控制受水用户的用水问题。供水单位无法计算出水量分配的精准方案。

发明内容

本发明的目的是为了供水单位精准调控限制受水单位的用水情况，以及智能调控流量进行供水收缴费，特提供了一种水利数据采集控制装置及调控流量的供水收缴费方法。

本发明提供了一种水利数据采集控制装置，其特征在于：所述的水利数据采集控制装置，包括箱体1，温控器2，加热装置3，无线通讯模块4，背板5，IO板6，密封通线孔7，网络通讯模块8；

其中：箱体1内部上面依次安装有温控器2、加热装置3和无线通讯模块4；背板5上安装有IO板6和网络通讯模块8，箱体1底部带有三个密封通线孔7；所述的箱体1为冷轧镀锌钢板，下部用三颗螺丝固定硬质塑料防水外壳，该外壳采用非硫化橡胶带防水设计结构。

所述的箱体1为分体铰接连接结构，连接部位带有密封条。

所述的水利数据采集控制装置还包括阀门、流量计、压力计，阀门、流量计、压力计分别与IO板6连接。

非硫化橡胶带防水设计，防水、防潮、防尘、防虫，机柜尺寸36.2cm*27.8cm*14.5cm。机柜主体采用冷轧镀锌钢板，下部用三颗螺丝固定硬质塑料防水外壳，该外壳采用非硫化橡胶带防水设计，设置3处通线孔；安装时用橡胶带缠绕相应引线，卷裹成合适大小，将机柜门压实后用两处螺丝进行固定。机柜门与本体接缝用密封胶条进行密封，机柜内包括背板、IO板、网络通讯板、无线通讯板、加热器等。加热器与电路板等物件间隔一定距离，温度控制在30度左右，加热的主要目的是增大机柜内压强，使外部湿气不易进入机柜内部腐蚀电路板、线缆接头等器件。

阀门、流量计、压力计的DI、AI、DO点主要由IO板提供，累计流量由通讯接口提供，阀门设置开度通过比较阀门当前值与目标设定值来调整DO输出实现。水量信息通过有线或者无线通信传入中心及分中心服务器，据此判断用户供水情况，同时服务器从财务系统获取缴费情况，研判是否进行流量限制操作。

一种水利数据采集控制装置的智能调控流量的供水收缴费方法，其特征在于：

数据采集：总调度中心通过网络与下属12个供水单位通讯，每个供水单位通过网络与所属受水用户现地控制柜通讯；受水用户现地布设控制柜采集供水流量、阀门开度、阀门上下游压力数据并下发阀门控制指令；供水流量信息采集上传至各供水单位并存入该单位数据库，并由供水单位定时传入总调度中心；对于运营商数字专线无法到达的农业受水单位，采用GPRS作为传输通道，满足流量监测需求；

计量管理：对受水用户供水总阀进行历史水量、实时水量、指定时段、月、年累计水量统计，并实现不同时段的水量对比分析；根据水量统计结果及约定计价标准进行水费计算，财务部门据此向控制系统发送缴费信息，并可按照规定格式打印水费缴纳通知单；各个受水单位水费计量的费率不同，收缴费系统支持计算规则可配置。受水单位按照供水总阀控制点分开缴费；受水用户在指定时间填报用水申请，申请包括年申请、月申请和短期申请。每经过一短周期、一月和一年后填报下一时段的方案，逐时段滚动。供水单位根据用水单位的申请水量，上一周期的供水用水信息，结合水源地可调水量、调蓄水库的运行状态，计算出水量分配的拟定方案。

水量负控：水量负控系统根据已供水量费用、预付水费信息，按照水量调整规则给受水单位消息提醒；当发生欠费行为时，为限流设备控制模块提供操作指令，指令包含应减少供给的流量及调整时刻。受水单位消息提醒包括邮件、短信、微信方式，同时打印正式的水费催缴通知单。限流设备响应水量调整控制模块的操作指令，将操作指令转发至现地控制柜。系统将目标流换算为阀门开度，以方便现地设备的执行。限流设备控制模块具备闭锁功能，即：如果欠费行为发生，即使人工干预将过阀流量恢复，限流设备控制模块在发现后仍会纠正指令继续降低流量。同时，该功能也通过对实时过阀流量的监测反馈实现了负控监督执行。采用基于通信采集开度的控制方案、基于模拟量采集开度的控制方案、基于脉冲开出微调的控制方案保证调流阀控制的高精度；通过双控制通道、多主站通讯技术保证调流阀控制的安全性。

应用支撑平台：按数据的性质及每种数据类型进行数据处理，支持业务系统的监测、控制、报警、查询、分析和记录。数据处理按系统业务逻辑分为通用数据处理与专业数据处理两类。通用数据处理对水利工程生产运行常用的信息进行数据整编，综合计算；专业数据处理可依据固定算法与模型进行针对性处理。从采集的实时数据，含模拟量、累积量到时段、小时、日、旬、月、年数据计算。其中时段数据的最小间隔为5分钟，小时、日、旬、月、年数据包括开始点、平均值、最大值、最小值及其发生时间等特征量；提供水情实时统计、多级流量合成、差值计算、权重合成计算、二维插值计算。并对系统的所有实时数据进行时段，含5分钟、小时、日、旬、月、年，整编；提供各种异常处理机制，包括返算、手工传输、数据平滑、数据异常处理等；提供用户、组、角色等不同维度的权限管理功能以及系统通用配置功能，可设置不同的安全等级对访问和操作权限进行控制与管理，并对用户访问和操作进行记录与审查，通过权限管理实现水利工程各自动化系统的单点登录；提供报表计算功能和编辑功能，实现对报表的调度、打印和管理。报表的数据来源于实时数据、历史数据、应用数据、人工输入及其他报表输出，与实时数据库、历史数据库连接。数据库中数据的改变自动反映在报表中，生成新的报表，每次生成的报表均可以保存。报表能够全面支持主流的B/S架构以及传统的C/S架构；提供基于Web的图形定制、存档管理和图形发布功能，通过图形编辑器丰富的图元可绘制出适应各专业应用的图形，如降雨径流图、计划分析曲线、网络结构图、实时监视图、工程安全监测图、多站实时水位过程线、多站雨量棒图等，并提供了图元开发规范，可在此基础上扩展专业图元，满足不同应用的个性化需求；提供控制指令传达的标准接口，接收系统的下发指令，将指令下发给对应的系统或设备，并将反馈信息传达给控制源，实现的远程自动控制。移动应用服务在支持平台的数据层服务基础上，提供移动应用所需业务的数据服务，服务端采用rest的数据数据服务接口封装，具有良好的拓展性。数据交互采用了轻量级的数据交换格式——json，为基于Android和IOS的应用提供统一的数据服务。移动应用服务针对工程管理不同类型的职责可以为移动巡检应用、移动查询应用提供服务支撑。

智能调控流量的供水收缴费方法，采用的数据库：

针对各类阀门、水量等自动化设备装置，在数据库中通过统一的模型库对测点与装置进行管理与存储；针对各类自动化监测数据设计相应的专业库实现分布式存储，减轻海量数据的数据库查询负荷，不同专业建立相应的标准专业数据库，以存储阀门监控、水量监测等自动化资源的数据，设立统一访问自动化模型资源。

建设数据库的基本数据查询系统，为用户部门对数据查阅、校核提供综合查询服务，使数据库中的任何表、任何列、任何行的数据都有被查询的机会，提供必要的单表查询和多表关联查询的功能。基本数据查询需要提供表选择、列选择、行选择、关联定义、基本统计功能。

安全性

按安全等级的不同分为内网和外网，内网在逻辑上进一步划为业务区和控制区。内网的业务区分布的是业务管理类的业务应用，内网的控制区分布的是运行监控类的生产应用，两区需通过正、反向物理隔离装置进行隔离。

内网控制区设控制专网，用于承载实时性要求最强、安全性要求最高的阀门监控信息等。

内网业务区设信息内网，用于承载水量水费计量管理、水量负控、水资源管理、综合展示与信息服务等相关的各项业务应用系统的信息。

外网主要提供互联网接入业务，用于用水计划填报、信息查询、公众信息服务等。各级用户通过调度中心提供的互联网服务访问，信息内网与外网通过防火墙连接。

本发明的优点：

本发明所述的水利数据采集控制装置及调控流量的供水收缴费方法，原理结构简单，高度集成，结构紧凑；自带加热装置，适用气温较低环境使用；体积小、重量轻；自带有线、无线通讯模块，便于不同场合安装。根据已供水量费用、预付水费信息，按照水量调整规则给受水单位消息提醒；当发生欠费行为时，为限流设备控制模块提供操作指令，指令包含应减少供给的流量及调整时刻。受水单位消息提醒包括邮件、短信、微信方式，同时打印正式的水费催缴通知单。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为水利数据采集控制装置结构示意图；

图2为总体业务流程示意图。

具体实施方式

实施例1

本发明提供了一种水利数据采集控制装置，其特征在于：所述的水利数据采集控制装置，包括箱体1，温控器2，加热装置3，无线通讯模块4，背板5，IO板6，密封通线孔7，网络通讯模块8；

其中：箱体1内部上面依次安装有温控器2、加热装置3和无线通讯模块4；背板5上安装有IO板6和网络通讯模块8，箱体1底部带有三个密封通线孔7；所述的箱体1为冷轧镀锌钢板，下部用三颗螺丝固定硬质塑料防水外壳，该外壳采用非硫化橡胶带防水设计结构。

所述的箱体1为分体铰接连接结构，连接部位带有密封条。

所述的水利数据采集控制装置还包括阀门、流量计、压力计，阀门、流量计、压力计分别与IO板6连接。

非硫化橡胶带防水设计，防水、防潮、防尘、防虫，机柜尺寸36.2cm*27.8cm*14.5cm。机柜主体采用冷轧镀锌钢板，下部用三颗螺丝固定硬质塑料防水外壳，该外壳采用非硫化橡胶带防水设计，设置3处通线孔；安装时用橡胶带缠绕相应引线，卷裹成合适大小，将机柜门压实后用两处螺丝进行固定。机柜门与本体接缝用密封胶条进行密封，机柜内包括背板、IO板、网络通讯板、无线通讯板、加热器等。加热器与电路板等物件间隔一定距离，温度控制在30度左右，加热的主要目的是增大机柜内压强，使外部湿气不易进入机柜内部腐蚀电路板、线缆接头等器件。

阀门、流量计、压力计的DI、AI、DO点主要由IO板提供，累计流量由通讯接口提供，阀门设置开度通过比较阀门当前值与目标设定值来调整DO输出实现。水量信息通过有线或者无线通信传入中心及分中心服务器，据此判断用户供水情况，同时服务器从财务系统获取缴费情况，研判是否进行流量限制操作。

一种水利数据采集控制装置的智能调控流量的供水收缴费方法，其特征在于：

数据采集：总调度中心通过网络与下属12个供水单位通讯，每个供水单位通过网络与所属受水用户现地控制柜通讯；受水用户现地布设控制柜采集供水流量、阀门开度、阀门上下游压力数据并下发阀门控制指令；供水流量信息采集上传至各供水单位并存入该单位数据库，并由供水单位定时传入总调度中心；对于运营商数字专线无法到达的农业受水单位，采用GPRS作为传输通道，满足流量监测需求；

计量管理：对受水用户供水总阀进行历史水量、实时水量、指定时段、月、年累计水量统计，并实现不同时段的水量对比分析；根据水量统计结果及约定计价标准进行水费计算，财务部门据此向控制系统发送缴费信息，并可按照规定格式打印水费缴纳通知单；各个受水单位水费计量的费率不同，收缴费系统支持计算规则可配置。受水单位按照供水总阀控制点分开缴费；受水用户在指定时间填报用水申请，申请包括年申请、月申请和短期申请。每经过一短周期、一月和一年后填报下一时段的方案，逐时段滚动。供水单位根据用水单位的申请水量，上一周期的供水用水信息，结合水源地可调水量、调蓄水库的运行状态，计算出水量分配的拟定方案。

水量负控：水量负控系统根据已供水量费用、预付水费信息，按照水量调整规则给受水单位消息提醒；当发生欠费行为时，为限流设备控制模块提供操作指令，指令包含应减少供给的流量及调整时刻。受水单位消息提醒包括邮件、短信、微信方式，同时打印正式的水费催缴通知单。限流设备响应水量调整控制模块的操作指令，将操作指令转发至现地控制柜。系统将目标流换算为阀门开度，以方便现地设备的执行。限流设备控制模块具备闭锁功能，即：如果欠费行为发生，即使人工干预将过阀流量恢复，限流设备控制模块在发现后仍会纠正指令继续降低流量。同时，该功能也通过对实时过阀流量的监测反馈实现了负控监督执行。采用基于通信采集开度的控制方案、基于模拟量采集开度的控制方案、基于脉冲开出微调的控制方案保证调流阀控制的高精度；通过双控制通道、多主站通讯技术保证调流阀控制的安全性。

应用支撑平台：按数据的性质及每种数据类型进行数据处理，支持业务系统的监测、控制、报警、查询、分析和记录。数据处理按系统业务逻辑分为通用数据处理与专业数据处理两类。通用数据处理对水利工程生产运行常用的信息进行数据整编，综合计算；专业数据处理可依据固定算法与模型进行针对性处理。从采集的实时数据，含模拟量、累积量到时段、小时、日、旬、月、年数据计算。其中时段数据的最小间隔为5分钟，小时、日、旬、月、年数据包括开始点、平均值、最大值、最小值及其发生时间等特征量；提供水情实时统计、多级流量合成、差值计算、权重合成计算、二维插值计算。并对系统的所有实时数据进行时段，含5分钟、小时、日、旬、月、年，整编；提供各种异常处理机制，包括返算、手工传输、数据平滑、数据异常处理等；提供用户、组、角色等不同维度的权限管理功能以及系统通用配置功能，可设置不同的安全等级对访问和操作权限进行控制与管理，并对用户访问和操作进行记录与审查，通过权限管理实现水利工程各自动化系统的单点登录；提供报表计算功能和编辑功能，实现对报表的调度、打印和管理。报表的数据来源于实时数据、历史数据、应用数据、人工输入及其他报表输出，与实时数据库、历史数据库连接。数据库中数据的改变自动反映在报表中，生成新的报表，每次生成的报表均可以保存。报表能够全面支持主流的B/S架构以及传统的C/S架构；提供基于Web的图形定制、存档管理和图形发布功能，通过图形编辑器丰富的图元可绘制出适应各专业应用的图形，如降雨径流图、计划分析曲线、网络结构图、实时监视图、工程安全监测图、多站实时水位过程线、多站雨量棒图等，并提供了图元开发规范，可在此基础上扩展专业图元，满足不同应用的个性化需求；提供控制指令传达的标准接口，接收系统的下发指令，将指令下发给对应的系统或设备，并将反馈信息传达给控制源，实现的远程自动控制。移动应用服务在支持平台的数据层服务基础上，提供移动应用所需业务的数据服务，服务端采用rest的数据数据服务接口封装，具有良好的拓展性。数据交互采用了轻量级的数据交换格式——json，为基于Android和IOS的应用提供统一的数据服务。移动应用服务针对工程管理不同类型的职责可以为移动巡检应用、移动查询应用提供服务支撑。

智能调控流量的供水收缴费方法，采用的数据库：

针对各类阀门、水量等自动化设备装置，在数据库中通过统一的模型库对测点与装置进行管理与存储；针对各类自动化监测数据设计相应的专业库实现分布式存储，减轻海量数据的数据库查询负荷，不同专业建立相应的标准专业数据库，以存储阀门监控、水量监测等自动化资源的数据，设立统一访问自动化模型资源。

建设数据库的基本数据查询系统，为用户部门对数据查阅、校核提供综合查询服务，使数据库中的任何表、任何列、任何行的数据都有被查询的机会，提供必要的单表查询和多表关联查询的功能。基本数据查询需要提供表选择、列选择、行选择、关联定义、基本统计功能。

安全性

按安全等级的不同分为内网和外网，内网在逻辑上进一步划为业务区和控制区。内网的业务区分布的是业务管理类的业务应用，内网的控制区分布的是运行监控类的生产应用，两区需通过正、反向物理隔离装置进行隔离。

内网控制区设控制专网，用于承载实时性要求最强、安全性要求最高的阀门监控信息等。

内网业务区设信息内网，用于承载水量水费计量管理、水量负控、水资源管理、综合展示与信息服务等相关的各项业务应用系统的信息。

外网主要提供互联网接入业务，用于用水计划填报、信息查询、公众信息服务等。各级用户通过调度中心提供的互联网服务访问，信息内网与外网通过防火墙连接。

Claims (5)

1.一种水利数据采集控制装置，其特征在于：所述的水利数据采集控制装置，包括箱体(1)，温控器(2)，加热装置(3)，无线通讯模块(4)，背板(5)，IO板(6)，密封通线孔(7)，网络通讯模块(8)；

其中：箱体(1)内部上面依次安装有温控器(2)、加热装置(3)和无线通讯模块(4)；背板(5)上安装有IO板(6)和网络通讯模块(8)，箱体(1)底部带有三个密封通线孔(7)；所述的箱体(1)为冷轧镀锌钢板，下部用三颗螺丝固定硬质塑料防水外壳，该外壳采用非硫化橡胶带防水设计结构。

2.按照权利要求1所述的水利数据采集控制装置，其特征在于：所述的箱体(1)为分体铰接连接结构，连接部位带有密封条。

3.按照权利要求1所述的水利数据采集控制装置，其特征在于：所述的水利数据采集控制装置还包括阀门、流量计、压力计，阀门、流量计、压力计分别与IO板(6)连接。

4.一种按权利要求1所述的水利数据采集控制装置的智能调控流量的供水收缴费方法，其特征在于：数据采集：总调度中心通过网络与下属12个供水单位通讯，每个供水单位通过网络与所属受水用户现地控制柜通讯；受水用户现地布设控制柜采集供水流量、阀门开度、阀门上下游压力数据并下发阀门控制指令；供水流量信息采集上传至各供水单位并存入该单位数据库，并由供水单位定时传入总调度中心；对于运营商数字专线无法到达的农业受水单位，采用GPRS作为传输通道，满足流量监测需求；

计量管理：对受水用户供水总阀进行历史水量、实时水量、指定时段、月、年累计水量统计，并实现不同时段的水量对比分析；根据水量统计结果及约定计价标准进行水费计算，财务部门据此向控制系统发送缴费信息，并可按照规定格式打印水费缴纳通知单；各个受水单位水费计量的费率不同，收缴费系统支持计算规则可配置；受水单位按照供水总阀控制点分开缴费；受水用户在指定时间填报用水申请，申请包括年申请、月申请和短期申请；每经过一短周期、一月和一年后填报下一时段的方案，逐时段滚动；供水单位根据用水单位的申请水量，上一周期的供水用水信息，结合水源地可调水量、调蓄水库的运行状态，计算出水量分配的拟定方案；

水量负控：水量负控系统根据已供水量费用、预付水费信息，按照水量调整规则给受水单位消息提醒；当发生欠费行为时，为限流设备控制模块提供操作指令，指令包含应减少供给的流量及调整时刻；受水单位消息提醒包括邮件、短信、微信方式，同时打印正式的水费催缴通知单；限流设备响应水量调整控制模块的操作指令，将操作指令转发至现地控制柜；系统将目标流换算为阀门开度，以方便现地设备的执行；限流设备控制模块具备闭锁功能，即：如果欠费行为发生，即使人工干预将过阀流量恢复，限流设备控制模块在发现后仍会纠正指令继续降低流量；同时，该功能也通过对实时过阀流量的监测反馈实现了负控监督执行；采用基于通信采集开度的控制方案、基于模拟量采集开度的控制方案、基于脉冲开出微调的控制方案保证调流阀控制的高精度；通过双控制通道、多主站通讯技术保证调流阀控制的安全性；

应用支撑平台：按数据的性质及每种数据类型进行数据处理，支持业务系统的监测、控制、报警、查询、分析和记录；数据处理按系统业务逻辑分为通用数据处理与专业数据处理两类；通用数据处理对水利工程生产运行常用的信息进行数据整编，综合计算；专业数据处理可依据固定算法与模型进行针对性处理；从采集的实时数据，含模拟量、累积量到时段、小时、日、旬、月、年数据计算；其中时段数据的最小间隔为5分钟，小时、日、旬、月、年数据包括开始点、平均值、最大值、最小值及其发生时间等特征量；提供水情实时统计、多级流量合成、差值计算、权重合成计算、二维插值计算；并对系统的所有实时数据进行时段，含5分钟、小时、日、旬、月、年，整编；提供各种异常处理机制，包括返算、手工传输、数据平滑、数据异常处理等；提供用户、组、角色等不同维度的权限管理功能以及系统通用配置功能，可设置不同的安全等级对访问和操作权限进行控制与管理，并对用户访问和操作进行记录与审查，通过权限管理实现水利工程各自动化系统的单点登录；提供报表计算功能和编辑功能，实现对报表的调度、打印和管理；报表的数据来源于实时数据、历史数据、应用数据、人工输入及其他报表输出，与实时数据库、历史数据库连接；数据库中数据的改变自动反映在报表中，生成新的报表，每次生成的报表均可以保存；报表能够全面支持主流的B/S架构以及传统的C/S架构；提供基于Web的图形定制、存档管理和图形发布功能，通过图形编辑器丰富的图元可绘制出适应各专业应用的图形，如降雨径流图、计划分析曲线、网络结构图、实时监视图、工程安全监测图、多站实时水位过程线、多站雨量棒图等，并提供了图元开发规范，可在此基础上扩展专业图元，满足不同应用的个性化需求；提供控制指令传达的标准接口，接收系统的下发指令，将指令下发给对应的系统或设备，并将反馈信息传达给控制源，实现的远程自动控制；移动应用服务在支持平台的数据层服务基础上，提供移动应用所需业务的数据服务，服务端采用rest的数据数据服务接口封装，具有良好的拓展性；数据交互采用了轻量级的数据交换格式——json，为基于Android和IOS的应用提供统一的数据服务；移动应用服务针对工程管理不同类型的职责可以为移动巡检应用、移动查询应用提供服务支撑。

5.按照权利要求4所述的智能调控流量的供水收缴费方法，其特征在于：智能调控流量的供水收缴费方法，采用的数据库：

针对各类阀门、水量等自动化设备装置，在数据库中通过统一的模型库对测点与装置进行管理与存储；针对各类自动化监测数据设计相应的专业库实现分布式存储，减轻海量数据的数据库查询负荷，不同专业建立相应的标准专业数据库，以存储阀门监控、水量监测等自动化资源的数据，设立统一访问自动化模型资源；建设数据库的基本数据查询系统，为用户部门对数据查阅、校核提供综合查询服务，使数据库中的任何表、任何列、任何行的数据都有被查询的机会，提供必要的单表查询和多表关联查询的功能；基本数据查询需要提供表选择、列选择、行选择、关联定义、基本统计功能。