CN111221286B - 智能物联排水系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能物联排水系统，本发明解决现有技术的问题，其技术方案要点是包括远程控制设备、现场传输网络、服务器群组、监测终端和移动终端，所述远程控制设备配置在现场管网位置，所述远程控制设备将动态数据通过现场传输网络传输至服务器群组，所述服务器群组还接收有现有的静态数据和环境动态数据，所述静态数据为通过数据处理和数据质检后入库的现有地理信息，所述动态数据为经过数据接收和数据转换后入库的运行状态反馈数据，所述服务器群组将动态数据和静态数据分析后获得管网三维展示内容和管网自动预警内容，并将管网三维展示内容和管网自动预警内容传输至监测终端和移动终端。
Description
技术领域
本发明属于一种排水系统，涉及一种智能物联排水系统及其控制方法。
背景技术
我国排水管网的发展历经以下阶段：第1代：传统型管网，将地面及生活用水排入河流江流；第2代：增压雨污管道，将工业废物，污水排送至污水厂处理后排入江河；第3代：综合分流型管道，将生活污水雨水与工业污水分流至江河与污水厂。但是不管是第几代管网，城市内涝灾害频发是我国城市高速化发展中出现的痛点，其产生的原因有施工历史原因、管理不善、无管线资料或管线资料不全不准、技术落后、信息共享性差、施工监管不到位、设计不合理、违章堆放、违章建筑、突发强降水导致的管道堵塞、管道自然老化未及时更换等多种情况。经过分析，现有技术在城市排水管网中管网运行状态监控不严、不能实施有效的统一管理是城市内涝灾害频发的一个重要因素。
发明内容
本发明解决了现有技术存在的城市排水管网中管网运行状态监控不严、不能实施有效的统一管理的问题，提供一种智能物联排水系统及其控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能物联排水系统，包括远程控制设备、现场传输网络、服务器群组、监测终端和移动终端，所述远程控制设备配置在现场管网位置，所述远程控制设备将动态数据通过现场传输网络传输至服务器群组，所述服务器群组还接收有现有的静态数据和环境动态数据，所述静态数据为通过数据处理和数据质检后入库的现有地理信息，所述动态数据为经过数据接收和数据转换后入库的运行状态反馈数据，所述服务器群组将动态数据和静态数据分析后获得管网三维展示内容和管网自动预警内容，并将管网三维展示内容和管网自动预警内容传输至监测终端和移动终端，所述远程控制设备均包括传感器、转换器、自组网设备和远程控制终端，所述传感器获取当前监测到管网的运行状态反馈数据，并通过转换器与所述远程控制终端连接，所述远程控制终端通过自组网设备接入现场传输网络。本发明通过将远程控制设备、现场传输网络、服务器群组、监测终端和移动终端通过网络整合的方式，将分散的数据进行了同一管理，本发明中中采用了施工或维护时输入管网的基础信息、接入现有的地理信息和环境数据，同时通过对管道加设传感器用于监控管道信息，完成数据信息采集，形成管道网络整体数据的融合，在统一节点实现运营管理、监测报警和综合数据分析三项工作，其中，静态数据中的基础数据由管网养护公司、管网权属单位和行政主管单位提供，包括流量流速、水位液位、井盖位移、气体水质等动态数据则由远程控制设备中的传感器进行采集并上传，结合中国气象站提供未来24H气象预报数据，可以计算未来24小时预计降水区域，时时收集采集的地下排水井管水位水位数据可以计算预计多久排水井溢出井盖，形成积水；时时排水井管流速数据，计算预计多久才能将积水排完；综合利用上述数据，可以实现：防汛内涝积水预警、企业偷排污监测、管道堵塞及时反映和地下管网资产保护与养护，通过动态数据和静态数据的结合，可以实现管网三维展示和管网自动预警。
作为优选，所述现场传输网络包括运营商基站、云服务器、路由器和企业交换机，所述传感器包括气体监测设备、倾斜监测设备、应力传感器、水位传感器和位变监测设备，所述气体监测设备和水位传感器安装在所述排污井壁上，所述倾斜监测设备和应力传感器均安装在管网内壁上，所述位变监测设备安装在排污井盖内侧，所述传感器以自组网方式通过运营商基站与云服务器通信连接，所述云服务器通过路由器与所述企业交换机连接，所述企业交换机与所述服务器群组连接，所述服务器群组通过监测用交换机与监测终端连接，所述服务器群组通过发布路由器和发布基站与移动终端通信连接。
作为优选，所述服务器群组中包括相互连通的若干台冗余数据服务器、SQLserver服务器、Web服务器、SCADA服务器和报警服务器，所述服务器群组中至少运行有一组静态数据和一组动态数据，所述监测终端根据从服务器群组中获取的动态数据实现实现包括防汛内涝积水预警、管道堵塞反馈和企业偷排污在内的动态数据监测应用，所述的运行状态反馈数据包括管网内流量流速数据、水位液位数据、井盖位移数据、气体水质数据和天气降水数据。
作为优选，所述服务器群组根据静态数据完成管网的三维录入，通过管网的三维录入数据结合实时的动态数据构建管网三维展示，在管网三维展示的基础上，通过人工设定的自动预警分析算法实现管网自动预警内容供监测终端使用。
作为优选，所述云服务器对传感器获取的数据进行编解码、组包和解析，提供数据的整合、录入、接口转换和数据交换，支持分布式异构访问，向服务器群组提供统一的数据服务。
作为优选，在同一区域内的传感器配对有前端设备，所述传感器、前端设备和远程控制终端采用分布式控制方式，在同一区域内的传感器和与传感器配对的前端设备、远程控制终端之间由瑞皇ZM8300无线芯片实现数据的采集、远程传输和对前端设备的远程控制，所述瑞皇ZM8300无线芯片根据采集的数据量选择对应的传输方式、对不同协议的数据进行可识别化转换。瑞皇ZM8300无线芯片支持LoRA、NB-IOT传输协议，低功耗、强抗干扰能力、传输范围广等优势功能，可以根据采集数据的数据量选择不同的传输方式，实现数据的远距离传输。通过传输层实现不同协议的数据转换，实现数据的可识别。数据的采集远程传输和远程对设备的控制、建立设备与控制器的远程连接。
地下管网气体检测系统，产品应可通过GPRS/NB-IoT/LoRa进行无线数据传输，可同时监测可燃气体和有毒有害气体浓度；系统支持GIS定位、风险预判、报表自动生成和远程设置参数等功能。针对密闭空间复杂环境设计了特殊采样气路和高增益天线，保障了数据的准确性和可靠性，气体浓度进行间断检测和预警。管网内壁安装倾斜监测设备FS-OFC15：管道倾斜在线监测，主要采用光纤光栅倾角传感器进行双向倾斜角度(沿线路方向和垂直于线路方向)实时监测。当管道倾斜角度出现异常时，系统能够及时进行多种方式预报警，指导检修和提醒运行维护人员采取相应处理措施，减少因管道倾斜而引发的事故。
管道内壁挂载应力传感器FS-OFCS30,排水管道结构稳定，是确保管道安全运营的前提，管道应变会给管道结构运行造成多方面不利影响。过大应变会引起管道结构产生过大的附加内力、管道线形的恶化以及管道附属设施的损坏。管道恒载作用下管道线形是管道整体安全状态的重要标志。活载作用下，管道位移是评价管道使用功能和安全性的重要指标之一，是管道整体刚度的重要标志。通过对管道应变的监测，可以从整体上把握排水管道健康和安全状态。
水位传感器是用以测量瞬时流量或累计水位的仪器，可用来测量管道或明渠中流体的流量。排水系统中使用的流量计要适用于各种污水管道(非满管、满管)，自动记录瞬时液位、流速和压力等测量信息，根据污水的特性，采用多普勒超声波流量计较为适宜，多普勒超声波流量计通过测量介质中的颗粒、气泡等反射物实现测量，多用于测量排放废水，监测精度和灵敏度较高。
排污井盖安装位变监测设备，瑞皇TS-S001，设备融合GIS定位技术，实现在线地图井盖、设备等准确定位，当井盖产生位移，井盖监测终端及时上传报警信息到监管平台，平台可实现异动井盖的及时定位，并将报警信息短信推送给所辖区内的维保人员，维保人员迅速赶到现场确认报警信息并做出补救，维保成功后平台将报警信号修改为正常。设备采用GRPS技术、NB-IOT技术、web技术和大数据库技术，实现监测设备的实时动态监控，报警异常数据实时传输，实现平台一体化作业，关联相关设备，同台显示、运行，实现井盖数据的信息化存储、统计与分析，为井盖管理的重要手段。
一种智能物联排水系统控制方法，适用于如上所述的智能物联排水系统，包括以下步骤：
步骤一：远程控制终端根据传感器检测到的运行状态反馈数据对前端设备进行触发式控制，并将预定需要上传的数据通过现场传输网络传输至服务器群组；
步骤二：服务器群组接收运行地理信息，由服务器群组根据地理信息建立管网三维展示内容，将状态反馈数据、环境动态数据和地理信息对应形成管网大数据；
步骤三：服务器群组根据管网大数据分析得到管网自动预警内容；
步骤四：服务器群组根据将运行状态反馈数据和管网自动预警内容向监测终端和移动终端传输并发布。
在步骤四中，服务器群组根据管网自动预警内容或人工命令向远程控制终端下达控制命令，由远程控制终端对前端设备进行控制。
所述步骤三中的管网自动预警包括以下子步骤：
S1、对采集到的当前运行状态反馈数据进行删选，对于超出设定阈值的对应地点直接进行预警；
S2、对目标地点i的所记录的n个雨量数据Ri和对应的n个积水情况进行分类，分为j类后的每一类雨量数据Rij对应有一个积水概率值PRij，计算目标地点的t个管道流量与设计流量的比值Di，对t个比值Di以及t个Di所对应的积水情况进行分类，分为j类后的每一个比值Dij对应有一个积水概率值PDij；
S3、利用Ti＝PDij*ki/PDij+PRij,获取当前目标地点i的紧要度值Ti，按照Ti值从高到低的排序，ki为人工设定小于等于1的目标地点调节值；
S4、对超过阈值的Ti对应地点进行预警。
本发明的实质性效果是：本发明通过将远程控制设备、现场传输网络、服务器群组、监测终端和移动终端通过网络整合的方式，将分散的数据进行了同一管理，通过动态数据和静态数据的结合，可以实现管网三维展示和管网自动预警。
附图说明
图1本发明中一种整体结构示意图；
图2本发明中管网三维展示的一种界面展示图；
图3本发明中管网三维展示的另一种界面展示图；
图4本发明中管网自动预警的一种界面展示图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1：
一种智能物联排水系统(参见附图1至4)，包括远程控制设备、现场传输网络、服务器群组、监测终端和移动终端，所述远程控制设备配置在现场管网位置，所述远程控制设备将动态数据通过现场传输网络传输至服务器群组，所述服务器群组还接收有现有的静态数据和环境动态数据，所述静态数据为通过数据处理和数据质检后入库的现有地理信息，所述动态数据为经过数据接收和数据转换后入库的运行状态反馈数据，所述服务器群组将动态数据和静态数据分析后获得管网三维展示内容和管网自动预警内容，并将管网三维展示内容和管网自动预警内容传输至监测终端和移动终端，所述远程控制设备均包括传感器、转换器、自组网设备和远程控制终端，所述传感器获取当前监测到管网的运行状态反馈数据，并通过转换器与所述远程控制终端连接，所述远程控制终端通过自组网设备接入现场传输网络。本发明通过将远程控制设备、现场传输网络、服务器群组、监测终端和移动终端通过网络整合的方式，将分散的数据进行了同一管理，本发明中中采用了施工或维护时输入管网的基础信息、接入现有的地理信息和环境数据，同时通过对管道加设传感器用于监控管道信息，完成数据信息采集，形成管道网络整体数据的融合，在统一节点实现运营管理、监测报警和综合数据分析三项工作，其中，静态数据中的基础数据由管网养护公司、管网权属单位和行政主管单位提供，包括流量流速、水位液位、井盖位移、气体水质等动态数据则由远程控制设备中的传感器进行采集并上传，结合中国气象站提供未来24H气象预报数据，可以计算未来24小时预计降水区域，时时收集采集的地下排水井管水位水位数据可以计算预计多久排水井溢出井盖，形成积水；时时排水井管流速数据，计算预计多久才能将积水排完；综合利用上述数据，可以实现：防汛内涝积水预警、企业偷排污监测、管道堵塞及时反映和地下管网资产保护与养护，通过动态数据和静态数据的结合，可以实现管网三维展示和管网自动预警。所述现场传输网络包括运营商基站、云服务器、路由器和企业交换机，所述传感器包括气体监测设备、倾斜监测设备、应力传感器、水位传感器和位变监测设备，所述气体监测设备和水位传感器安装在所述排污井壁上，所述倾斜监测设备和应力传感器均安装在管网内壁上，所述位变监测设备安装在排污井盖内侧，所述传感器以自组网方式通过运营商基站与云服务器通信连接，所述云服务器通过路由器与所述企业交换机连接，所述企业交换机与所述服务器群组连接，所述服务器群组通过监测用交换机与监测终端连接，所述服务器群组通过发布路由器和发布基站与移动终端通信连接。所述服务器群组中包括相互连通的若干台冗余数据服务器、SQLserver服务器、Web服务器、SCADA服务器和报警服务器，所述服务器群组中至少运行有一组静态数据和一组动态数据，所述监测终端根据从服务器群组中获取的动态数据实现实现包括防汛内涝积水预警、管道堵塞反馈和企业偷排污在内的动态数据监测应用，所述的运行状态反馈数据包括管网内流量流速数据、水位液位数据、井盖位移数据、气体水质数据和天气降水数据。所述服务器群组根据静态数据完成管网的三维录入，通过管网的三维录入数据结合实时的动态数据构建管网三维展示，在管网三维展示的基础上，通过人工设定的自动预警分析算法实现管网自动预警内容供监测终端使用。所述云服务器对传感器获取的数据进行编解码、组包和解析，提供数据的整合、录入、接口转换和数据交换，支持分布式异构访问，向服务器群组提供统一的数据服务。在同一区域内的传感器配对有前端设备，所述传感器、前端设备和远程控制终端采用分布式控制方式，在同一区域内的传感器和与传感器配对的前端设备、远程控制终端之间由瑞皇ZM8300无线芯片实现数据的采集、远程传输和对前端设备的远程控制，所述瑞皇ZM8300无线芯片根据采集的数据量选择对应的传输方式、对不同协议的数据进行可识别化转换。瑞皇ZM8300无线芯片支持LoRA、NB-IOT传输协议，低功耗、强抗干扰能力、传输范围广等优势功能，可以根据采集数据的数据量选择不同的传输方式，实现数据的远距离传输。通过传输层实现不同协议的数据转换，实现数据的可识别。数据的采集远程传输和远程对设备的控制、建立设备与控制器的远程连接。
地下管网气体检测系统，产品应可通过GPRS/NB-IoT/LoRa进行无线数据传输，可同时监测可燃气体和有毒有害气体浓度；系统支持GIS定位、风险预判、报表自动生成和远程设置参数等功能。针对密闭空间复杂环境设计了特殊采样气路和高增益天线，保障了数据的准确性和可靠性，气体浓度进行间断检测和预警。管网内壁安装倾斜监测设备FS-OFC15：管道倾斜在线监测，主要采用光纤光栅倾角传感器进行双向倾斜角度(沿线路方向和垂直于线路方向)实时监测。当管道倾斜角度出现异常时，系统能够及时进行多种方式预报警，指导检修和提醒运行维护人员采取相应处理措施，减少因管道倾斜而引发的事故。
管道内壁挂载应力传感器FS-OFCS30,排水管道结构稳定，是确保管道安全运营的前提，管道应变会给管道结构运行造成多方面不利影响。过大应变会引起管道结构产生过大的附加内力、管道线形的恶化以及管道附属设施的损坏。管道恒载作用下管道线形是管道整体安全状态的重要标志。活载作用下，管道位移是评价管道使用功能和安全性的重要指标之一，是管道整体刚度的重要标志。通过对管道应变的监测，可以从整体上把握排水管道健康和安全状态。
水位传感器是用以测量瞬时流量或累计水位的仪器，可用来测量管道或明渠中流体的流量。排水系统中使用的流量计要适用于各种污水管道(非满管、满管)，自动记录瞬时液位、流速和压力等测量信息，根据污水的特性，采用多普勒超声波流量计较为适宜，多普勒超声波流量计通过测量介质中的颗粒、气泡等反射物实现测量，多用于测量排放废水，监测精度和灵敏度较高。
排污井盖安装位变监测设备，瑞皇TS-S001，设备融合GIS定位技术，实现在线地图井盖、设备等准确定位，当井盖产生位移，井盖监测终端及时上传报警信息到监管平台，平台可实现异动井盖的及时定位，并将报警信息短信推送给所辖区内的维保人员，维保人员迅速赶到现场确认报警信息并做出补救，维保成功后平台将报警信号修改为正常。设备采用GRPS技术、NB-IOT技术、web技术和大数据库技术，实现监测设备的实时动态监控，报警异常数据实时传输，实现平台一体化作业，关联相关设备，同台显示、运行，实现井盖数据的信息化存储、统计与分析，为井盖管理的重要手段。
一种智能物联排水系统控制方法，适用于上所述的智能物联排水系统，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：远程控制终端根据传感器检测到的运行状态反馈数据对前端设备进行触发式控制，并将预定需要上传的数据通过现场传输网络传输至服务器群组；
步骤二：服务器群组接收运行地理信息，由服务器群组根据地理信息建立管网三维展示内容，将状态反馈数据、环境动态数据和地理信息对应形成管网大数据；
步骤三：服务器群组根据管网大数据分析得到管网自动预警内容；
步骤四：服务器群组根据将运行状态反馈数据和管网自动预警内容向监测终端和移动终端传输并发布。在步骤四中，服务器群组根据管网自动预警内容或人工命令向远程控制终端下达控制命令，由远程控制终端对前端设备进行控制。
服务器群组根据管网大数据分析得到管网自动预警内容的方式较多，以下是一种较为典型的实现方法：
S1、对采集到的当前运行状态反馈数据进行删选，对于超出设定阈值的对应地点直接进行预警；这里的设定阈值包括直接阈值和间接阈值，直接阈值为直接对应检测数据的阈值，间接阈值QT为若干个相关检测数据综合之后的阈值，所述间接阈值对以加权方式获得的数值进行二次判断，加权方式获得的数值计算方式举例：Q1S1+Q2S2,其中，间接阈值QT对应的Q1为当前管道应力值与当前管道设定应力值的差值，间接阈值QT对应的Q2为当前管道倾斜值，
若此时的Q1在直接对应的当前管道应力阈值外，或Q2为当前管道倾斜阈值外，则直接由远程控制设备进行触发式控制，并将此类信息传输至服务器群组，此类信息为报警信息，即其有最高等级优先权。若此时的Q1在直接对应的当前管道应力阈值内，Q2也在当前管道倾斜阈值内，所以此时，直接阈值是符合要求的，不进行任何的预警操作，但是经过服务器群组计算，Q1通过和加权值S1的加权计算、Q2通过和加权值S2加权计算两者之和超过了间接阈值QT，此时，进行由服务器群组发出预警操作，通过此方法直接发出预警。这是直接的动态预警方式，存在的优先级较高。
S2、服务器群组存储有目标地点i的历年雨量数据，
对目标地点i所记录的n个雨量数据Ri和对应的n个积水情况进行分类，这个分类可以是直接按照阈值分类，分为j类后的每一类雨量数据Rij对应有一个积水概率值PRij，即Ri1毫米降雨量对应积水概率值PR11，例如，设定A毫米以下的降雨量为低降雨量Ri1，A毫米至B毫米的降雨量为中降雨量Ri2，B毫米以上的降雨量为高降雨量Ri3。此时阈值的设定为人工设定，或根据大数据自动计算历史降雨量进行自动分立，分类可以是采用正态分布的形式设定函数并进一步进行分类。
然后计算当前雨量R对应的积水概率，此时可以直接根据阈值分类的方式进行直接查询。还可以应用以下方式：根据隶属度形式计算当前雨量R对应的积水概率，即将当前雨量R隶属于各个分类雨量的隶属度求出，然后将之应用于积水概率的计算。设定A毫米及以下的降雨量为100％隶属度的低降雨量Ri1，B毫米及以上的降雨量为为100％隶属度的高降雨量Ri3，A毫米至B毫米的降雨量为a1％隶属度的低降雨量Ri1，为a2％隶属度的中降雨量Ri2，以及为a3％隶属度的高降雨量Ri3。具体的形式根据不同的隶属度函数进行分类计算，最终形成当前降雨量对应各个分类和分类隶属度对照的形式。
采用的当前地点i雨量Ri时的积水概率公式为：
PRi＝a1 PRi1+a2 PRi2+a3 PRi3+…+an PRin；
a1+a2+a3+…+an＝1。
a1、a2、a3…an由人工设定的隶属度函数进行确定。例如：
中国降雨分类为G0、G1等五个等级，一般常以12或24小时降雨量统计分析，本实施例中为了简化，以每小时2mm、3mm和4mm降水量进行区分，2mm以下为低降水量，2-3mm为中降水量，4mm为强降水量，并以此进行对其积水情况进行分类。
先令a1＝f(R)：
f(R)＝1,R≤2,
f(R)＝-a+3，2＜R＜3
f(R)＝0，R≥3；
记录a1的值。
再令a2＝f(R)：
f(R)＝0,R≤2,
f(R)＝a-2，2＜R＜3
f(R)＝-a+4，3≤R＜4
f(R)＝0，R≥4；
记录a2的值。
再令a3＝f(R)：
f(R)＝0,R≤3,
f(R)＝a-3，3＜R＜4
f(R)＝1，R≥4；
记录a3的值。
假设此时的降雨量为1mm/h，降雨量R1小于等于A(2mm/h)为：
PRi1 1
PRi2 0
PRi3 0
即对应R1的积水概率为PR11。
假设此时的降雨量为3.5mm/h，降雨量R2大于A(2mm/h)小于B(4mm/h)为：
Ri1 0.0
Ri2 0.5
Ri3 0.5
即对应R2的积水概率为0.0PR21+0.5PR22+0.5PR23。
R3毫米的降雨量大于等于B(4mm/h)为：
Ri1 0
Ri2 0
Ri3 1
即对应R3的积水概率为PR31。
以上所述隶属度为简单举例，实际运行中，以正态分布函数为基础设定隶属度函数，并根据实际运行情况进行微调。
计算目标地点的t个管道流量与设计流量的比值Di，对t个比值Di以及t个Di所对应的积水情况进行分类，积水情况由历史数据获得，对应的t个管道流量与设计流量的比值Di也由历史数据获得。分为j类后的每一个比值Dij对应有一个积水概率值PDij；以上采用的也是隶属度分类对照的方式进行，最终采用的当前地点i流量的比值Di时的积水概率公式为：
PRi＝b1 PDi1+b2 PDi2+b3 PDi3+…+bn PDin；
b1+b2+b3+…+bn＝1。
b1、b2、b3…bn由人工设定的隶属度函数进行确定。上述选用的隶属度函数为在倒鈡型函数的基础上进行微调得出。
S3、利用Ti＝PDij*ki/PDij+PRij,获取当前目标地点i的紧要度值Ti，按照Ti值从高到低的排序，ki为人工设定小于等于1的目标地点调节值；
S4、对超过阈值的Ti对应地点进行预警。例如，当强降雨来临时，A点和B点同时需要向C点进行排水，在排除了A点和B点管道障碍的前提下，发现A点的紧要度值TA高于TB,说明A点位置的积水情况绝大部分是由于管道流量的问题所影响，而B点的积水绝大多数原因是由于强降雨本身导致，当雨量稍减小则积水会自动下降、消失，因此A点的排水重要性高于B点，优先对A点进行预警，此时，人工或服务器下达命令，由前端设备和远程控制终端负责A点向C点排水，同时，可以选派人员向A点进行维修准备。
在上述的基础上，还可以通过增加其他维度的参数，以类似的形式完成相应的预警功能，或者是采用其他计算方式来完成相应的预警功能，本实施例中只是具体提供了一种可行的方案，其他可行方案包括多输入单输出的PID动态调节、卷积神经网络智能分析等，这些依赖于物联智能大数据的管网系统，都能够由本申请进行合理的使用。
本实施例通过将远程控制设备、现场传输网络、服务器群组、监测终端和移动终端通过网络整合的方式，将分散的数据进行了同一管理，通过动态数据和静态数据的结合，可以实现管网三维展示和管网自动预警。并通过合理有效地利用智能算法，将大数据、物联动态反馈等相结合，形成能够完整合理反应当前管网运行状态，并达到快速准确预警合理调度，可以有效降低城市内涝风险，增强管网运行寿命。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (7)
1.一种智能物联排水系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：远程控制终端根据传感器检测到的运行状态反馈数据对前端设备进行触发式控制，并将预定需要上传的数据通过现场传输网络传输至服务器群组；
步骤二：服务器群组接收运行地理信息，由服务器群组根据地理信息建立管网三维展示内容，将状态反馈数据、环境动态数据和地理信息对应形成管网大数据；
步骤三：服务器群组根据管网大数据分析得到管网自动预警内容；
管网自动预警包括以下子步骤：
S1、对采集到的当前运行状态反馈数据进行删选，对于超出设定阈值的对应地点直接进行预警；
S2、对目标地点i所记录的t个雨量数据Ri和对应的t个积水情况进行分类，分为j类后的每一类雨量数据Rij对应有一个积水概率值PRij，计算目标地点的t个管道流量与设计流量的比值Di，对t个比值Di以及t个Di所对应的积水情况进行分类，分为j类后的每一个比值Dij对应有一个积水概率值PDij；
S3、利用Ti= PDij *ki/（PDij+ PRij），获取当前目标地点i的紧要度值Ti，按照Ti值从高到低的排序，ki为人工设定小于等于1的目标地点调节值；
S4、对超过阈值的Ti对应地点进行预警；
步骤四：服务器群组根据将运行状态反馈数据和管网自动预警内容向监测终端和移动终端传输并发布；服务器群组根据管网自动预警内容或人工命令向远程控制终端下达控制命令，由远程控制终端对前端设备进行控制；
其中，适用该控制方法的智能物联排水系统包括远程控制设备、现场传输网络、服务器群组、监测终端和移动终端，所述远程控制设备配置在现场管网位置，所述远程控制设备将动态数据通过现场传输网络传输至服务器群组，所述服务器群组还接收有现有的静态数据和环境动态数据，所述静态数据为通过数据处理和数据质检后入库的现有地理信息，所述动态数据为经过数据接收和数据转换后入库的运行状态反馈数据，所述服务器群组将动态数据和静态数据分析后获得管网三维展示内容和管网自动预警内容，并将管网三维展示内容和管网自动预警内容传输至监测终端和移动终端，所述远程控制设备均包括传感器、转换器、自组网设备和远程控制终端，所述传感器获取当前监测到管网的运行状态反馈数据，并通过转换器与所述远程控制终端连接，所述远程控制终端通过自组网设备接入现场传输网络。
2.根据权利要求1所述的智能物联排水系统的控制方法，其特征在于：所述现场传输网络包括运营商基站、云服务器、路由器和企业交换机，所述传感器包括气体监测设备、倾斜监测设备、应力传感器、水位传感器和位变监测设备，所述气体监测设备和水位传感器安装在排污井壁上，所述倾斜监测设备和应力传感器均安装在管网内壁上，所述位变监测设备安装在排污井盖内侧，所述传感器以自组网方式通过运营商基站与云服务器通信连接，所述云服务器通过路由器与所述企业交换机连接，所述企业交换机与所述服务器群组连接，所述服务器群组通过监测用交换机与监测终端连接，所述服务器群组通过发布路由器和发布基站与移动终端通信连接。
3.根据权利要求2所述的智能物联排水系统的控制方法，其特征在于：所述服务器群组中包括相互连通的若干台冗余数据服务器、SQLserver服务器、Web服务器、SCADA服务器和报警服务器，所述服务器群组中至少运行有一组静态数据和一组动态数据，所述监测终端根据从服务器群组中获取的动态数据实现实现包括防汛内涝积水预警、管道堵塞反馈和企业偷排污在内的动态数据监测应用，所述的运行状态反馈数据包括管网内流量流速数据、水位液位数据、井盖位移数据、气体水质数据和天气降水数据。
4.根据权利要求3所述的智能物联排水系统的控制方法，其特征在于：所述服务器群组根据静态数据完成管网的三维录入，通过管网的三维录入数据结合实时的动态数据构建管网三维展示，在管网三维展示的基础上，通过人工设定的自动预警分析算法实现管网自动预警内容供监测终端使用。
5.根据权利要求2所述的智能物联排水系统的控制方法，其特征在于：所述云服务器对传感器获取的数据进行编解码、组包和解析，提供数据的整合、录入、接口转换和数据交换，支持分布式异构访问，向服务器群组提供统一的数据服务。
6.根据权利要求5所述的智能物联排水系统的控制方法，其特征在于：在同一区域内的传感器配对有前端设备，所述传感器、前端设备和远程控制终端采用分布式控制方式，在同一区域内的传感器和与传感器配对的前端设备、远程控制终端之间由瑞皇ZM8300无线芯片实现数据的采集、远程传输和对前端设备的远程控制，所述瑞皇ZM8300无线芯片根据采集的数据量选择对应的传输方式、对不同协议的数据进行可识别化转换。
7.根据权利要求6所述的智能物联排水系统的控制方法，其特征在于：所述传感器采集现场的物理量信息通过转换变为可定量识别的数字信息后传输至瑞皇ZM8300无线芯片，远程控制终端根据需要设置、配置数据采集周期，采集传感器数据，并根据传感器设置的预值，在采集过程中实现前端设备的触发式控制。
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