CN111428958A - 一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水厂管控技术领域,尤其涉及一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台。包括中控室服务器、水厂中枢系统、BIM展示系统、实时监控系统、运维管理系统;所述BIM展示系统、实时监控系统、运维管理系统分别采集水厂实时运行信息、水厂BIM模型信息、水厂日常管理信息组成多源信息存储到所述中控室服务器;所述水厂中枢系统对所述多源信息进行计算分析和调度管理。本发明实施例通过将上述信息全部融合在一起,实现各系统间信息的整合和流动,打通系统间数据信息壁垒,实现数据信息的高效使用,为打造一个全方位的智慧化管控平台提供强有力的数据支撑。
Description
技术领域
本发明涉及污水厂管控技术领域,尤其涉及一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台。
背景技术
现代污水生物处理技术的发展,以及传感器、数据监测处理、现代控制、自动化、远程网络和新能源等技术的进步,为分散污水处理设备运的实时监控提供了供技术支持。
目前现行的污水厂管控平台系统缺乏整体性,各业务系统相互隔离,纵向上未形成稳固的信息根基,横向上未构筑互补的信息桥梁,沟通存在障碍,信息孤岛问题突出,形成信息堰塞湖。各数据与数据之间总体上呈现出松散的弱相关关系,没有进行数据广泛互联与更深层次地挖掘。从而导致不合理生产调度、过高能源和资源消耗、运维成本高昂现象,加剧了落后的生产管理方式与日益增长的污水处理需求之间的矛盾。
发明内容
本发明实施例提供一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台,用以解决现有技术中污水厂的信息孤岛、信息堰塞问题。
一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台,包括中控室服务器、水厂中枢系统、BIM展示系统、实时监控系统、运维管理系统;所述BIM展示系统、实时监控系统、运维管理系统分别采集水厂实时运行信息、BIM模型信息、日常管理信息组成多源信息存储到所述中控室服务器;所述水厂中枢系统对所述多源信息进行智能分析和调度管理;所述BIM模型信息具体包括BIM模型数据;所述日常管理信息具体包括运维管理数据;所述实时运行信息具体包括SCADA采集数据与视频监控数据。
其中,所述中控室服务器包括:
主数据库服务器与备用数据库服务器,用于存储所述BIM模型信息、日常管理信息;
SCADA服务器与视频服务器,用于存储所述实时运行信息。
其中,所述水厂中枢系统包括:
智能分析模块,对设备设施利用率、环境效益、能耗物耗、设施设备完好率数据进行智能分析;
智能应用模块,依据所述智能分析的结果做出动态决策对各级设备的进行调度管理。
其中,所述BIM展示系统包括:
空间查看模块,对BIM模型中单体构筑物的空间详情查看以及查阅每个单体构筑物的运行数据、工艺参数、设备状态信息;
机电图纸模块,用于三维BIM模型与二维CAD图纸联动查看。
其中,所述实时监控系统包括
SCADA采集模块,对水厂各个位置SCADA数据的实时采集与传输;
视频监控模块,对水厂各个位置视频数据的实时采集与传输。
其中,所述运维管理系统包括:
巡检模块,通过制定巡检计划,自动派送巡检工单和上报缺陷信息;
缺陷模块,根据所述缺陷信息以及所述水厂中枢系统给出的处理建议进行处理并提交缺陷处理结果;
设备管理模块,建立设备台账对所述设备从采购入库、出库使用、运行维护、更换备件直至报废全生命周期的管理。
其中,所述中控室服务器的数据存储采用可扩展的HBase集群,上层采用OpenTSDB结构。
本发明实施例提供一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台,通过各模块采集水厂实时运行信息、BIM模型信息、日常管理信息组成多源信息;将上述多源信息全部融合在一起,实现各系统间信息的整合和流动,打通系统间数据信息壁垒,实现数据信息的高效使用,为打造一个全方位的智慧化管控平台提供强有力的数据支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对本发明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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台结构示意图;
图2为本发明实施例多源信息融合方式结构示意图;
图3为本发明实施例一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台网络结构图;
附图标记:
中控室服务器-1 主数据库服务器-101 BIM展示系统-3
运维管理系统-4 实时监控系统-5 备用数据库服务器102
水厂中枢系统-2 智能分析模块-201 视频服务器-104
SCADA服务器-103 智能应用模块-202 空间查看模块-301
机电图纸模块-302 巡检模块-401 缺陷模块-402
设备管理模块-403 视频监控模块-502 SCADA采集模块-501。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台结构示意图;如图1所示,包括中控室服务器1、水厂中枢系统2、BIM展示系统3、实时监控系统5、运维管理系统4;所述BIM展示系统3、实时监控系统5、运维管理系统4分别采集水厂实时运行信息、BIM模型信息、日常管理信息组成多源信息存储到所述中控室服务器1;所述水厂中枢系统2对所述多源信息进行智能分析和调度管理;所述BIM模型信息具体包括BIM模型数据;所述日常管理信息具体包括运维管理数据;所述实时运行信息具体包括SCADA采集数据与视频监控数据。
具体地,中控室服务器1使用TCP/IP协议通过网络分别与水厂中枢系统2、BIM展示系统3、实时监控系统5、运维管理系统4直接连接,实现各模块的互联互通,各模块将采集的信息组成多源信息存储到中控室服务器1;多源信息具体分为水厂实时运行信息、BIM模型信息、日常管理信息三类,分别对应水厂运行数据、BIM模型数据、管理运维数据。图2为本发明实施例多源信息融合方式结构示意图;如图2所示,水厂运行数据由SCADA数据、视频数据组成;BIM模型通过一一对应的唯一标识码与水厂构筑物、设备、仪表等实体进行关联搭建,利用BIM模型强大的数据承载能力对构筑物物理信息、设备物理信息、仪表物理信息进行与BIM模型的绑定;水厂管理运维数据由巡检、缺陷、设备管理等数据组成。多源信息融合将上述信息全部融合在一起,实现各系统间信息的整合和流动。
本发明实施例提供一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台,通过各模块采集水厂实时运行信息、BIM模型信息、日常管理信息组成多源信息;将上述多源信息全部融合在一起,实现各系统间信息的整合和流动,打通系统间数据信息壁垒,实现数据信息的高效使用,为打造一个全方位的智慧化管控平台提供强有力的数据支撑。
进一步地,所述中控室服务器1包括:主数据库服务器101与备用数据库服务器102,用于存储所述BIM模型信息、日常管理信息;SCADA服务器103与视频服务器104,用于存储所述实时运行信息。所述中控室服务器1的数据存储采用可扩展的HBase集群,上层采用OpenTSDB结构;保证其写入性能和可扩展性。
进一步地,所述水厂中枢系统2包括:智能分析模块201,对设备设施利用率、环境效益、能耗物耗、设施设备完好率等数据进行智能分析;具体地,通过使用现行给排水知识库体系,对污水厂各级设备进行分类、编码、归档处理并将各类信息存储到主数据库服务器或者备用数据库服务器,最终形成水厂中枢系统;通过数据挖掘算法对历史数据进行剖析从而获得运维主体的各类特性画像及其规律,结合运维主体之间的关系构建知识图谱,实现对设备设施利用率、环境效益、能耗物耗、设施设备完好率等数据的智能分析;智能应用模块202,依据所述智能分析的结果做出动态决策对各级设备的进行调度管理。具体地,通过机器学习、深度学习等人工智能算法使得水厂中枢不断自我升级完善、复用历史经验并结合智能分析的结果做出动态决策从而实现对污水厂各级设备的智慧化调度管理。
进一步地,所述BIM展示系统3包括:空间查看模块301,对BIM模型中单体构筑物的空间详情查看以及查阅每个单体构筑物的运行数据、工艺参数、设备状态信息;具体地,实现对污水厂的BIM模型进行展示,提供对BIM模型中单体构筑物的空间详情查看以及查阅每个单体构筑物的运行数据、工艺参数、设备状态信息。能够选择工艺、电气、建筑、结构来查看对应的模型构件,同时支持在BIM模型中进行三维漫游,身临其境地浏览各个场景、设备,增强沉浸感。机电图纸模块302,用于三维BIM模型与二维CAD图纸联动查看。具体地,通过二三维联动功能使得三维BIM模型与二维CAD图纸一一对应起来,方便水厂工作人员在运维过程中查看施工图纸,获取相关信息辅助运维。
进一步地,图3为本发明实施例一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台网络结构图;如图3所示,所述实时监控系统5包括SCADA采集模块501,对水厂各个位置SCADA数据的实时采集与传输;具体地,SCADA服务器103通过千兆交换机与各PLC数据交换,各类设备传感器与采集器通过现场数据总线与各PLC进行数据交换,从而完成SCADA采集模块501对污水厂各点位的数据实时采集并传输到SCADA服务器103并存储。视频监控模块502,对水厂各个位置视频数据的实时采集与传输。具体地,视频服务器104通过视频解码器与各摄像头进行数据交换,从而完成视频监控模块502获取污水厂各个位置的视频数据并传输至视频服务器104并存储。
进一步地,所述运维管理系统4包括:巡检模块401,通过制定巡检计划,自动派送巡检工单和上报缺陷信息;具体地结合图3,通过制定巡检计划,平台将根据排班情况自动向当班巡检员派送巡检工单;在突发的紧急情况下,管理人员可临时向巡检人员派送临时巡检工单。例如,巡检人员会在移动终端设备接收到微信小程序的消息提醒,在完成相关巡检任务后,通过微信小程序上报结果;录入结果支持文字、语音、图片和视频;其中包含缺陷信息的上报结果将自动发送至当班缺陷处理员。缺陷模块402,根据所述缺陷信息以及所述水厂中枢系统给出的处理建议进行处理并提交缺陷处理结果;例如,缺陷处理员使用移动终端上的微信小程序接收来自巡检员发送来的缺陷信息以及平台根据水厂中枢系统给出的处理建议,前往缺陷地点进行处理并提交缺陷处理结果。平台自动将缺陷原因、处理方式进行归档并实现自学习添加到水厂中枢系统以便在下次出现同样缺陷时复用历史经验,从而逐步实现缺陷处理的精准化、智能化。设备管理模块403,建立设备台账对所述设备从采购入库、出库使用、运行维护、更换备件直至报废全生命周期的管理。具体地,建立设备台账,将设备基础信息、设备运行参数、设备运维信息、设备技术参数、设备操作手册、设备维护计划、设备维护任务等信息全部录入数据库。
本发明实施例提供一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台,通过将水厂实时运行信息、水厂BIM模型信息、水厂日常管理信息进行多源信息融合,将原本分散的、意义薄弱的数据个体,进行有效集合,解决了信息孤岛、信息堰塞的问题,同时构建水厂中枢系统结合人工智能分析,对污水厂实现智慧化管理调度,提升了污水厂生产管理方式,降低了能源、资源消耗并减少了运维成本。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台,其特征在于,包括中控室服务器(1)、水厂中枢系统(2)、BIM展示系统(3)、实时监控系统(5)、运维管理系统(4);所述BIM展示系统(3)、实时监控系统(5)、运维管理系统(4)分别采集水厂实时运行信息、BIM模型信息、日常管理信息组成多源信息存储到所述中控室服务器(1);所述水厂中枢系统(2)对所述多源信息进行智能分析和调度管理;所述BIM模型信息具体包括BIM模型数据;所述日常管理信息具体包括运维管理数据;所述实时运行信息具体包括SCADA采集数据与视频监控数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台,其特征在于,所述中控室服务器(1)包括:
主数据库服务器(101)与备用数据库服务器(102),用于存储所述BIM模型信息、日常管理信息;
SCADA服务器(103)与视频服务器(104),用于存储所述实时运行信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台,其特征在于,所述水厂中枢系统(2)包括:
智能分析模块(201),对设备设施利用率、环境效益、能耗物耗、设施设备完好率数据进行智能分析;
智能应用模块(202),依据所述智能分析的结果做出动态决策对各级设备的进行调度管理。
4.根据权利要求1所述的一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台,其特征在于,所述BIM展示系统(3)包括:
空间查看模块(301),对BIM模型中单体构筑物的空间详情查看以及查阅每个单体构筑物的运行数据、工艺参数、设备状态信息;
机电图纸模块(302),用于三维BIM模型与二维CAD图纸联动查看。
5.根据权利要求1所述的一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台,其特征在于,所述实时监控系统(5)包括
SCADA采集模块(501),对水厂各个位置SCADA数据的实时采集与传输;
视频监控模块(502),对水厂各个位置视频数据的实时采集与传输。
6.根据权利要求1所述的一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台,其特征在于,所述运维管理系统(4)包括:
巡检模块(401),通过制定巡检计划,自动派送巡检工单和上报缺陷信息;
缺陷模块(402),根据所述缺陷信息以及所述水厂中枢系统给出的处理建议进行处理并提交缺陷处理结果;
设备管理模块(403),建立设备台账对所述设备从采购入库、出库使用、运行维护、更换备件直至报废全生命周期的管理。
7.根据权利要求2所述的一种基于多源信息融合的智慧污水厂管控平台,其特征在于,所述中控室服务器(1)的数据存储采用可扩展的HBase集群,上层采用OpenTSDB结构。
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