CN112257998B - 一种智慧水务综合管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智慧水务综合管理系统，该系统包括数据采集子系统、需求接收子系统、管网监控子系统、水务管理子系统、污水处理子系统和现场执行子系统。该系统将给水控制、污水处理、给水调度等环节有效的联系起来，通过水务管理子系统对现场数据采集、需求上报、管路监控进行统一管理，并能够将决策信息及时准确的下发至对应的污水处理子系统或现场执行子系统，通过合理的系统布局实现了多方联动响应，保证了水务管理工作高效有序的进行，解决了现有的水务管理方式无法实现信息有效交互和数据共享、无法实现联动响应以及管理效率低下等问题，更能满足现代自动化和智能化的水务管理需求。

Description

一种智慧水务综合管理系统
技术领域
本发明涉及水务管理与管网维护技术领域，更具体的说是涉及一种智慧水务综合管理系统。
背景技术
目前，随着信息化的不断发展，水务行业也引入了许多现代化的智能设备，水务管理过程也不断向着自动化和智能化的方向发展，给水控制、污水处理、给水调度等环节均在不同程度上实现了现代化的管控，但是，由于上述的各个环节之间一般是独立运行的，由于各环节间相互隔阂，无法实现信息有效交互和数据的共享，出现问题时无法及时发现、联动响应和快速处理，导致水务管理工作效率低下，难以满足实际需求。
因此，如何提供一种智能高效、联动能力强的水务综合管理系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种智慧水务综合管理系统，该系统将给水控制、污水处理、给水调度等环节有效的联系起来，解决了现有的水务管理方式无法实现信息有效交互和数据共享、无法实现联动响应以及管理效率低下等问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种智慧水务综合管理系统，该系统包括：
数据采集子系统，所述数据采集子系统用于采集供水管路内的水压和水质数据；
需求接收子系统，所述需求接收子系统用于接收各个用水机构上报的用水需求信息；
管网监控子系统，所述管网监控子系统用于对供水管路的漏损情况进行实时监控和预警；
水务管理子系统，所述水务管理子系统用于对所述水压和水质数据进行分析处理，生成并下发水压调控决策和污水处理决策，所述水务管理子系统还用于根据所述用水需求信息和所述供水管路的漏损状况生成并下发给水调度决策和管路维护决策；
污水处理子系统，所述污水处理子系统用于接收所述污水处理决策，并根据所速污水处理决策对相应供水管路内的水进行净化处理；以及
现场执行子系统，所述现场执行子系统用于接收所述水压调控决策、给水调度决策和管路维护决策，执行相应的水压调控任务、给水调度任务和管路维护任务，并将任务执行结果反馈至所述水务管理子系统。
本发明的有益效果是：该系统将给水控制、污水处理、给水调度等环节有效的联系起来，通过水务管理子系统对现场数据采集、需求上报、管路监控进行统一管理，并能够将决策信息及时准确的下发至对应的污水处理子系统或现场执行子系统，通过合理的系统布局实现了多方联动响应，保证了水务管理工作高效有序的进行，更能满足现代自动化和智能化的水务管理需求。
进一步地，所述数据采集子系统包括水压检测模块、水质检测模块、第一MCU模块以及第一通信模块，所述水压检测模块和所述水质检测模块均与所述第一MCU模块连接，所述第一MCU模块与所述第一通信模块连接，所述第一通信模块与所述水务管理子系统连接。
水压检测模块主要用于对供水管路内的水压力进行实时检测，水质检测模块主要用于检测水质状态，从而保证系统可以实时、准确的获得供水管路内的水压和水质相关数据。
进一步地，所述水质检测模块包括取样器、浊度检测器、PH值检测器、余氯检测器和氨氮检测器，所述取样器与供水管路连通，所述浊度检测器、所述PH值检测器、所述余氯检测器和所述氨氮检测器的一端均与所述取样器连通，所述浊度检测器、所述PH值检测器、所述余氯检测器和所述氨氮检测器的另一端均与所述第一MCU模块连接。
水质检测模块通过取样器获取供水管路内的水样，进而通过浊度检测器、PH值检测器、余氯检测器和氨氮检测器对水样的浊度、PH值、余氯以及氨氮含量进行检测，得到多种与水质相关的数据，从而保证水质检测结果更加真实可靠。
进一步地，所述需求接收子系统包括信息接收模块、信息审核模块、信息反馈模块以及信息上报模块；
所述信息接收模块用于接收各个用水机构发送的需求信息，所述信息审核模块用于对所述需求信息进行在线审核，判断所述需求信息是否真实，得到审核结果；所述信息反馈模块用于将所述审核结果反馈至对应的用水机构，所述信息上报模块用于在所述信息审核模块审核判定所述需求信息真实时，将所述需求信息上报至所述水务管理子系统。
本发明中需要对各个用水机构发送的需求信息进行在线审核，进一步判断需求信息的真实性，避免无用的需求信息、虚假的需求信息对给水调度方案造成干扰，保证了给水调度的合理准确，也提高了系统的可靠性和稳定性。
进一步地，所述管网监控子系统包括分布式光纤传感器、GPS定位模块、第二MCU模块以及第二通信模块；
所述分布式光纤传感器和所述GPS定位模块均安装于供水管路内，所述分布式光纤传感器用于实时检测供水管路的漏损信息，所述GPS定位模块用于获取所述分布式光纤传感器所在供水管路的位置信息，所述分布式光纤传感器和所述GPS定位模块均与所述第二MCU模块连接，所述第二MCU模块与所述第二通信模块连接，所述第二通信模块与所述水务管理子系统连接。
本发明中使用分布式光纤传感器对供水管路的漏损状况进行实时检测，利用分布式光纤传感器压力、声波、振动的敏感性，可以准确的定位管道漏损位置，检测过程更加安全可靠。
进一步地，所述水务管理子系统包括：
数据接收模块，所述数据接收模块用于接收所述数据采集子系统、所述需求接收子系统以及所述管网监控子系统发送来的数据；
数据处理模块，所述数据处理模块用于对所述数据接收模块接收到的数据进行分析处理；
GIS模块，所述GIS模块用于将所述数据处理模块分析处理后的数据标注在预设的供水管道分布地图上，并在数据异常位置进行预警提示；
决策生成模块，所述决策生成模块用于根据所述数据处理模块处理后的数据生成对应的决策信息；
任务下发模块，所述任务下发模块用于将所述决策信息下发至所述污水处理子系统或所述现场执行子系统；以及
数据存储模块，所述数据存储模块用于实时存储所述数据接收模块接收到的数据、所述数据处理模块分析处理后的数据、所述GIS模块标注和预警的数据以及所述决策生成模块生成的决策信息。
本发明利用GIS(Geographic Information System，地理信息系统)实现供水管路的状态的直观展示，GIS模块既可以向用户展示供水管路的位置分布状态，还可以显示各个位置供水管路的相关数据、异常位置预警信息等多种水务管理相关信息，便于管理人员快速发现异常数据，进而及时作出应对决策，提高了响应速度。
进一步地，所述污水处理子系统包括第三通信模块、设备控制模块以及污水处理设备；
所述第三通信模块用于接收所述水务管理子系统下发的污水处理决策，所述设备控制模块用于根据所述污水处理决策控制所述污水处理设备运行，所述污水处理设备用于对供水管路内的水进行净化处理。
进一步地，所述现场执行子系统包括第四通信模块、任务显示模块以及信息输入模块，所述第四通信模块用于接收所述水务管理子系统下发的水压调控决策、给水调度决策和管路维护决策，所述任务显示模块用于显示各个决策的详细内容，所述信息输入模块用于在任务执行后手动录入任务执行结果并通过所述第四通信模块将所述任务执行结果反馈至所述水务管理子系统。
本发明中现场执行子系统可以通过智能手机或其他便携式的终端设备搭载相应的具备任务接收、显示、信息录入功能的软件实现，通过现场执行人员手持该终端实时接收任务，及时执行任务，并将执行结果上报，保证了联动响应更加快速准确。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种智慧水务综合管理系统的结构架构示意图；
图2为本发明实施例中数据采集子系统的结构架构示意图；
图3为本发明实施例中需求接收子系统的结构架构示意图；
图4为本发明实施例中管网监控子系统的结构架构示意图；
图5为本发明实施例中水务管理子系统的结构架构示意图；
图6为本发明实施例中污水处理子系统的结构架构示意图；
图7为本发明实施例中现场执行子系统的结构架构示意图。
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做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。
参见附图1，本发明实施例公开了一种智慧水务综合管理系统，该系统包括：
数据采集子系统1，数据采集子系统1用于采集供水管路内的水压和水质数据；
需求接收子系统2，需求接收子系统2用于接收各个用水机构上报的用水需求信息；
管网监控子系统3，管网监控子系统3用于对供水管路的漏损情况进行实时监控和预警；
水务管理子系统4，水务管理子系统4用于对水压和水质数据进行分析处理，生成并下发水压调控决策和污水处理决策，水务管理子系统4还用于根据用水需求信息和供水管路的漏损状况生成并下发给水调度决策和管路维护决策；
污水处理子系统5，污水处理子系统5用于接收污水处理决策，并根据所速污水处理决策对相应供水管路内的水进行净化处理；以及
现场执行子系统6，现场执行子系统6用于接收水压调控决策、给水调度决策和管路维护决策，执行相应的水压调控任务、给水调度任务和管路维护任务，并将任务执行结果反馈至水务管理子系统4。
具体地，参见附图2，数据采集子系统1包括水压检测模块11、水质检测模块12、第一MCU模块13以及第一通信模块14，水压检测模块11和水质检测模块12均与第一MCU模块13连接，第一MCU模块13与第一通信模块14连接，第一通信模块14与水务管理子系统4连接。
水压检测模块11可以通过压力传感器实现，将压力传感器安装于供水管道的外壁上并与供水管道内连通，通过压力传感器可以实时检测管道内水压。
具体地，水质检测模块12包括取样器、浊度检测器、PH值检测器、余氯检测器和氨氮检测器，取样器与供水管路连通，浊度检测器、PH值检测器、余氯检测器和氨氮检测器的一端均与取样器连通，浊度检测器、PH值检测器、余氯检测器和氨氮检测器的另一端均与第一MCU模块13连接。
具体地，参见附图3，需求接收子系统2包括信息接收模块21、信息审核模块22、信息反馈模块23以及信息上报模块23；
信息接收模块21用于接收各个用水机构发送的需求信息，信息审核模块22用于对需求信息进行在线审核，判断需求信息是否真实，得到审核结果；信息反馈模块23用于将审核结果反馈至对应的用水机构，信息上报模块24用于在信息审核模块审核判定需求信息真实时，将需求信息上报至水务管理子系统4。
本实施例中判断需求信息是否真实时，可以通过验证用水机构的资质是否真实、用水需求是否合理、以往用水数据等多方面信息进行综合判定，从而对一些违规用水、非法调水、恶意用水等非真实合理的用水需求予以驳回申请，保证给水调度工作合理有序的开展。
具体地，参见附图4，管网监控子系统3包括分布式光纤传感器31、GPS定位模块32、第二MCU模块33以及第二通信模块34；
分布式光纤传感器31和GPS定位模块32均安装于供水管路内，分布式光纤传感器31用于实时检测供水管路的漏损信息，GPS定位模块32用于获取分布式光纤传感器31所在供水管路的位置信息，分布式光纤传感器31和GPS定位模块32均与第二MCU模块33连接，第二MCU模块33与第二通信模块34连接，第二通信模块34与水务管理子系统4连接。
本实施例中主要利用分布式光纤传感器压力、声波、振动的敏感性，通过管道漏损后压力、声波、振动的异常变化准确获知管道泄漏或损伤位置，在不影响正常供水的情况下，对供水管路的漏损状态进行有效的监控。
具体地，参见附图5，水务管理子系统4包括：
数据接收模块41，数据接收模块41用于接收数据采集子系统1、需求接收子系统2以及管网监控子系统3发送来的数据；
数据处理模块42，数据处理模块42用于对数据接收模块41接收到的数据进行分析处理；
GIS模块43，GIS模块43用于将数据处理模块42分析处理后的数据标注在预设的供水管道分布地图上，并在数据异常位置进行预警提示；
决策生成模块44，决策生成模块44用于根据数据处理模块处理后的数据生成对应的决策信息；
任务下发模块45，任务下发模块45用于将决策信息下发至污水处理子系统5或现场执行子系统6；以及
数据存储模块46，数据存储模块46用于实时存储数据接收模块41接收到的数据、数据处理模块42分析处理后的数据、GIS模块43标注和预警的数据以及决策生成模块44生成的决策信息。
本实施例中利用GIS(Geographic Information System，地理信息系统)模块直观展示供水管路运行状态，GIS模块既可以向用户展示供水管路的位置分布状态，还可以显示各个位置供水管路的水压、水质、运行状态等多种数据，还可以通过颜色区分或者闪动提示等方式对异常位置进行预警提示，便于管理人员快速发现异常数据，进而及时作出应对决策，提高了水务管理工作的响应速度。
具体地，参见附图6，污水处理子系统5包括第三通信模块51、设备控制模块52以及污水处理设备53；
第三通信模块51用于接收水务管理子系统4下发的污水处理决策，设备控制模块52用于根据污水处理决策控制污水处理设备运行，污水处理设备53用于对供水管路内的水进行净化处理。
本实施例中设备控制模块52可以通过PLC控制器或者工业用工控机等控制终端实现，配合自动化的污水处理设备53，可以实现快速、精确的污水处理任务，将污水处理至合理的水质需求阈值范围内。
具体地，参见附图7，现场执行子系统6包括第四通信模块61、任务显示模块62以及信息输入模块63，第四通信模块61用于接收水务管理子系统4下发的水压调控决策、给水调度决策和管路维护决策，任务显示模块62用于显示各个决策的详细内容，信息输入模块63用于在任务执行后手动录入任务执行结果并通过第四通信模块61将任务执行结果反馈至水务管理子系统4。
较优地，该现场执行子系统6可以根据执行任务的类型合理分配水务管理子系统4下发的决策信息，并执行对应的任务，比如可以根据水压调控、给水调度和管路维护三种任务类型，设置三种现场执行子系统，分别是水压调控决策执行子系统、给水调度决策执行子系统和管路维护决策执行子系统，这样，水务管理子系统4生成的三类决策可以分别下发至对应的决策执行子系统，任务接收和执行效果将大大提高。
在一些实施例中，该系统中还可以加入抄表终端，从而将用水数据的采集的工作也引入水务管理工作中，使系统功能更加完善。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种智慧水务综合管理系统，其特征在于，包括：
数据采集子系统，所述数据采集子系统用于采集供水管路内的水压和水质数据；
需求接收子系统，所述需求接收子系统用于接收各个用水机构上报的用水需求信息；
管网监控子系统，所述管网监控子系统用于对供水管路的漏损情况进行实时监控和预警；
水务管理子系统，所述水务管理子系统用于对所述水压和水质数据进行分析处理，生成并下发水压调控决策和污水处理决策，所述水务管理子系统还用于根据所述用水需求信息和所述供水管路的漏损状况生成并下发给水调度决策和管路维护决策；
污水处理子系统，所述污水处理子系统用于接收所述污水处理决策，并根据所速污水处理决策对相应供水管路内的水进行净化处理；以及
现场执行子系统，所述现场执行子系统用于接收所述水压调控决策、给水调度决策和管路维护决策，执行相应的水压调控任务、给水调度任务和管路维护任务，并将任务执行结果反馈至所述水务管理子系统；
所述数据采集子系统包括水压检测模块、水质检测模块、第一MCU模块以及第一通信模块，所述水压检测模块和所述水质检测模块均与所述第一MCU模块连接，所述第一MCU模块与所述第一通信模块连接，所述第一通信模块与所述水务管理子系统连接；
所述水质检测模块包括取样器、浊度检测器、PH值检测器、余氯检测器和氨氮检测器，所述取样器与供水管路连通，所述浊度检测器、所述PH值检测器、所述余氯检测器和所述氨氮检测器的一端均与所述取样器连通，所述浊度检测器、所述PH值检测器、所述余氯检测器和所述氨氮检测器的另一端均与所述第一MCU模块连接；
所述需求接收子系统包括信息接收模块、信息审核模块、信息反馈模块以及信息上报模块；
所述信息接收模块用于接收各个用水机构发送的需求信息，所述信息审核模块用于对所述需求信息进行在线审核，判断所述需求信息是否真实，得到审核结果；所述信息反馈模块用于将所述审核结果反馈至对应的用水机构，所述信息上报模块用于在所述信息审核模块审核判定所述需求信息真实时，将所述需求信息上报至所述水务管理子系统；
所述管网监控子系统包括分布式光纤传感器、GPS定位模块、第二MCU模块以及第二通信模块；
所述分布式光纤传感器和所述GPS定位模块均安装于供水管路内，所述分布式光纤传感器用于实时检测供水管路的漏损信息，所述GPS定位模块用于获取所述分布式光纤传感器所在供水管路的位置信息，所述分布式光纤传感器和所述GPS定位模块均与所述第二MCU模块连接，所述第二MCU模块与所述第二通信模块连接，所述第二通信模块与所述水务管理子系统连接；
所述水务管理子系统包括：
数据接收模块，所述数据接收模块用于接收所述数据采集子系统、所述需求接收子系统以及所述管网监控子系统发送来的数据；
数据处理模块，所述数据处理模块用于对所述数据接收模块接收到的数据进行分析处理；
GIS模块，所述GIS模块用于将所述数据处理模块分析处理后的数据标注在预设的供水管道分布地图上，并在数据异常位置进行预警提示；
决策生成模块，所述决策生成模块用于根据所述数据处理模块处理后的数据生成对应的决策信息；
任务下发模块，所述任务下发模块用于将所述决策信息下发至所述污水处理子系统或所述现场执行子系统；以及
数据存储模块，所述数据存储模块用于实时存储所述数据接收模块接收到的数据、所述数据处理模块分析处理后的数据、所述GIS模块标注和预警的数据以及所述决策生成模块生成的决策信息；
所述污水处理子系统包括第三通信模块、设备控制模块以及污水处理设备；
所述第三通信模块用于接收所述水务管理子系统下发的污水处理决策，所述设备控制模块用于根据所述污水处理决策控制所述污水处理设备运行，所述污水处理设备用于对供水管路内的水进行净化处理；
所述现场执行子系统包括第四通信模块、任务显示模块以及信息输入模块，所述第四通信模块用于接收所述水务管理子系统下发的水压调控决策、给水调度决策和管路维护决策，所述任务显示模块用于显示各个决策的详细内容，所述信息输入模块用于在任务执行后手动录入任务执行结果并通过所述第四通信模块将所述任务执行结果反馈至所述水务管理子系统。
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