CN112984386A - 一种基于大数据的智能管网监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大数据的智能管网监测系统，用于解决市政污水管网无法有效监测和在市政污水管网发生异常情况时无法及时监测和维修的问题，包括管网初检模块、故障维修模块和监测分析模块，所述管网初检模块用于获取服务器内存储的流量数据并进行数据初检，所述监测分析模块将监测人员监测到的监测信息与服务器中管网监测检测点对应的预设监测信息进行对比，所述故障维修模块接收到故障维修信号后用于对故障的管网监测点进行故障维修，本发明实现污水管网的有效监测和监控，且在市政污水管网发生异常情况时及时监测和维修。

Description

一种基于大数据的智能管网监测系统

技术领域

本发明属于大数据领域，涉及管网监测系统，具体是一种基于大数据的智能管网监测系统。

背景技术

大数据是IT行业术语，是指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。

在现有市政污水管网中，无法对市政污水管网进行有效监测和监控，市政污水管网发生异常情况时也无法得到及时监测和维修，为此，我们提出一种基于大数据的智能管网监测系统。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于大数据的智能管网监测系统。

本发明所要解决的技术问题为：

(1)如何实现市政污水管网的有效监测和监控；

(2)如何在市政污水管网发生异常情况时进行及时监测和维修。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于大数据的智能管网监测系统，包括注册登录模块、数据采集模块、管网初检模块、发布接收模块、故障维修模块、监测分析模块以及服务器；

所述管网初检模块用于获取服务器内存储的流量数据并进行数据初检，数据初检步骤具体如下：

步骤一：智能管网划分为若干个区域，并将若干个区域标记为i，i＝1，2，……，z；

步骤二：每个区域包括若干个管网监测点，并将管网监测点标记为Ji，J＝1，2，……，x；获取每个管网监测点Ji对应的管网流量数据并记为LJi；

步骤二：获取管网监测点Ji所处位置系统当前时间之后的三天降雨量和湿度数据，并将三天降雨量和湿度数据分别相加取平均值得到管网监测点的平均降雨量和平均湿度，并将管网监测点的平均降雨量和平均湿度分别标记为YPJi、SPJi；

步骤三：获取管网监测点的管网流量数据的最大值和最小值，分别标记为LmaxJi和LminJi；

步骤四：利用公式

获取得到管网监测点的管网监测值GJi，式中a1和a2均为比例系数固定数值，且a1和a2的取值均大于零；

步骤五：当管网监测点的管网监测值GJi大于设定阈值，则生成管网监测信号；

步骤六：管网初检模块将管网监测点Ji的位置坐标和管网监测信号发送至发布接收模块；

所述发布接收模块将监测人员监测到的监测信息发送至监测分析模块；所述监测分析模块将监测人员监测到的监测信息与服务器中管网监测检测点对应的预设监测信息进行对比，若监测信息与预设监测信息之间的数据误差在可控范围内，则对管网监测点的监测信息进行上传，上传的监测信息替换原有的管网监测点的预存储监测信息成为新的管网监测点的预存储监测信息；

若监测信息与预设监测信息之间的数据误差不在可控范围内，则对管网监测点的监测信息重新监测；

所述监测分析模块将重新监测信号反馈至用户终端，用户终端接收到重新监测信号后对管网监测点进行重新监测，若重新监测后的管网监测点的监测信息与预设监测信息之间的数据误差仍不在可控范围内，则生成故障维修信号；

所述故障维修信号发送至服务器，所述服务器将故障维修信息发送至故障维修模块。

进一步地，所述注册登录模块用于监测人员和维修人员通过用户终端输入个人信息后注册登录智能管网监测系统，并将个人信息发送至服务器内存储；所述个人信息包括姓名、年龄和实名认证的手机号码；用户终端还用于实时定位监测人员的地理位置，并将地理位置发送至服务器；

所述数据采集模块用于污水管网信息，并将污水管网信息发送至服务器，污水管网信息包括管网的位置坐标、压力数据、流量数据、智能管网所处位置的天气预报数据等，天气预报数据为系统当前时间之后十五日的降雨量。

进一步地，所述发布接收模块用于发布管网监测点的监测任务和监测需求，并接收监测人员反馈的管网监测点的监测信息，监测信息包括管网监测点的压力数据和流量数据，管网监测点的监测步骤具体如下：

步骤S1：监测人员通过用户终端连接发布接收模块，通过发布接收模块接收到管网监测点的监测任务，监测人员通过用户终端发送任务接收指令和监测时刻至发布接收模块；

步骤S2：发布接收模块接收到用户终端反馈的任务接收指令和监测时刻后，将管网监测点的位置坐标发送至监测人员的用户终端上；

步骤S3：监测人员在监测时刻到达管网监测点，并通过用户终端发送当前的位置坐标至发布接收模块，发布接收模块接收到当前位置坐标与需要监测的管网监测点的位置坐标进行匹配，当前位置坐标与管网监测点的位置坐标吻合，发布接收模块向监测人员的用户终端发送监测需求；

步骤S4：监测人员接收到监测需求后，对管网监测点进行监测工作，并将监测得到的管网监测点的监测信息输入到用户终端上；

步骤S5：监测人员通过用户终端将监测得到的管网监测点的监测信息反馈至发布接收模块；

监测需求具体为：管网监测点的监测次数、监测设备、监测时间。

进一步地，所述监测分析模块的分析过程具体如下：

步骤SS1：获取监测人员在管网监测点的监测次数u，u＝1，2，……，n；

步骤SS2：获取每次监测人员监测得到的管网监测点的监测信息，将监测信息中的压力数据和流量数据分别记为压力值RuJi和流量值LuJi，遍历后得到该管网监测点的压力最大值RmaxJi和压力最小值RminJi；

步骤SS3：将监测人员每次监测得到的管网监测点的压力数据和流量数据计算均值得到压力均值RPJi和流量均值LPJi；

步骤SS4：利用公式

计算得出监测信息的误差值WCJi；式中α和β均为修正因子，且α和β的取值均大于零；

步骤SS5：获取服务器中存储的管网监测点对应的预设监测信息，得到管网监测点的误差范围区间WC；

步骤SS6：若误差值WCJi在误差范围区间WC内，则判定监测信息无误；

若误差值WCJi不在误差范围区间WC内，则判定监测信息错误，生成重新监测信号。

进一步地，所述故障维修模块接收到故障维修信号后用于对故障的管网监测点进行故障维修，故障维修过程具体如下：

步骤P1：以故障的管网监测点为原点建立一个设定有固定半径的圆形区域，获取圆形区域内的维修人员，将该类维修人员记为初选人员Wo，o＝1，2，……，m；

步骤P2：获取初选人员的维修数据，得到对应的待维修数量D_Wo和维修总次数Z_Wo；

步骤P3：通过初选人员的当前位置与故障管网监测点的位置坐标计算得到距离差，并将距离差标记为J_Wo；获取初选人员的维修总时间，维修总时间除以维修总次数得到初选人员的维修均时S_Wo；通过维修人员的入职时间与系统当前时间获取得到维修人员的入职时长，并将入职时长标记为T_Wo；

步骤P4：获取初选人员的保修值，并将保修值标记为B_Wo；

步骤P5：利用公式

获取得到初选人员的维修值W_Wo；式中b1、b2、b3、b4、b5和b6均为比例系数固定数值，且b1、b2、b3、b4、b5和b6的取值均大于零，e为自然常数，WJ_Wo为维修人员的未确定次数；

步骤P6：选取维修值最大的初选人员为选中维修人员；故障维修模块向选中维修人员的用户终端上发送管网维修指令；

当选中维修人员在预设时间范围内反馈维修确认指令至故障维修模块，则选中维修人员的待维修数量增加一，同时故障维修模块向选中维修人员的用户终端发送需要维修的管网监测点的位置坐标；

当选中维修人员在预设时间范围内未反馈维修确认指令，则选中维修员的未确定次数增加一次，同时将维修值排名第二的初选人员选取为选中维修人员，并向选中维修人员的用户终端上发送管网维修指令，以此类推；

步骤P7：维修人员到达管网监测点的地点并通过用户终端发送当前定位至故障维修模块，故障维修模块将当前位置与管网监测点的位置进行匹配，当位置匹配成功后发送开始维修指令至维修人员的用户终端上，同时故障维修模块开始计时；

步骤P8：维修人员接收到开始维修指令后进行维修，维修完成后发送维修完成指令至故障维修模块，故障维修模块接收到维修完成指令并停止计时，计算得到维修人员的维修时长TS_Wo；同时该维修人员的维修总次数增加一次，待维修环保设备数量减少一；同时将维修完成的管网监测点与维修人员建立映射关系。

进一步地，所述初选人员的保修值计算方法如下：

W1：获取维修完成指令的生成时间，服务器对维修完成后的管网监测点进行工作计时，当同一管网监测点再次生成故障维修指令时，计算时间差得到该维修人员的运维时长Y_Wo；

W2：获取管网监测点在运维时长时的压力数据和流量数据，计算均值后得到运维时长内的压力均值YJY_Wo和流量均值LJY_Wo；

W3：利用公式

获取得到维修人员的本次保修值B_Wo，式中c1和c2均为预设比例系数固定数值，且c1和c2的取值均大于零，λ的计算补偿系数；

W4：故障维修模块将维修人员的保修值发送至服务器内存储，作为下次计算维修人员维修值的影响参数。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过管网初检模块对流量数据进行数据初检，首先将智能管网划分为若干个区域，每个区域包括若干个管网监测点，获取每个管网监测点对应的管网流量数据，依据平均降雨量、管网监测点的管网流量数据的最大值和最小值，通过公式计算得到管网监测点的管网监测值，当管网监测点的管网监测值大于设定阈值，则生成管网监测信号，管网初检模块将管网监测点的位置坐标和管网监测信号发送至发布接收模块；

2、本发明通过发布接收模块发布管网监测点的监测任务和监测需求和接收监测人员发送的监测信息，监测人员发送任务接收指令和监测时刻至发布接收模块，发布接收模块将管网监测点的位置坐标发送至监测人员的用户终端上，监测人员在监测时刻到达后进行位置匹配，位置匹配后发布接收模块向监测人员发送监测需求，监测人员依据监测需求对管网监测点进行监测工作，监测到的监测信息反馈至发布接收模块；

3、本发明通过监测分析模块将监测信息与预设监测信息进行对比，依据每次监测人员监测得到的管网监测点的压力数据和流量数据，将监测人员每次监测得到的管网监测点的压力数据和流量数据计算均值得到压力均值和流量均值，结合公式计算得出监测信息的误差值，若误差值在误差范围区间内，则判定监测信息无误，管网监测点的监测信息进行上传，上传的监测信息替换原有的管网监测点的预存储监测信息成为新的管网监测点的预存储监测信息，若监测信息与预设监测信息之间的数据误差不在可控范围内，则对管网监测点的监测信息重新监测；

4、本发明依据重新监测信号对管网监测点进行重新监测，重新监测后的管网监测点的监测信息仍不在可控范围内则生成故障维修信号，故障维修信号发送至故障维修模块，通过故障维修模块对故障的管网监测点进行故障维修，筛选出初选人员，依据初选人员的待维修数量、维修总次数、人员年龄、维修距离差、维修均时、入职时长、未确定次数和保修值，结合公式得到初选人员的维修值，选取维修值最大的初选人员为选中维修人员，选中维修人员在预设时间范围内及时反馈维修确认指令，依据维修确认指令故障维修模块向选中维修人员发送管网监测点的位置坐标，若选中维修人员在预设时间范围内未反馈维修确认指令，则将维修值排名第二的初选人员选取为选中维修人员，以此类推，将维修完成的管网监测点与维修人员建立映射关系。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的整体系统框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，一种基于大数据的智能管网监测系统，主要应用于市政污水管网，包括注册登录模块、数据采集模块、管网初检模块、发布接收模块、故障维修模块、监测分析模块以及服务器；

所述注册登录模块用于监测人员和维修人员通过用户终端输入个人信息后注册登录智能管网监测系统，并将个人信息发送至服务器内存储；所述个人信息包括姓名、年龄、实名认证的手机号码等；

用户终端包括手机设备但不局限于此，用户终端还用于实时定位监测人员的地理位置，并将地理位置发送至服务器；

所述数据采集模块用于污水管网信息，并将污水管网信息发送至服务器，污水管网信息包括管网的位置坐标、压力数据、流量数据、智能管网所处位置的天气预报数据等，天气预报数据为系统当前时间之后十五日的降雨量；

所述管网初检模块用于获取服务器内存储的流量数据并进行数据初检，数据初检步骤具体如下：

步骤一：智能管网划分为若干个区域，并将若干个区域标记为i，i＝1，2，……，z；

步骤二：每个区域包括若干个管网监测点，并将管网监测点标记为Ji，J＝1，2，……，x；获取每个管网监测点Ji对应的管网流量数据并记为LJi；

步骤三：获取管网监测点Ji所处位置系统当前时间之后的三天降雨量和湿度数据，并将三天降雨量和湿度数据分别相加取平均值得到管网监测点的平均降雨量和平均湿度，并将管网监测点的平均降雨量和平均湿度分别标记为YPJi、SPJi；

步骤四：获取管网监测点的管网流量数据的最大值和最小值，分别标记为LmaxJi和LminJi；

步骤五：利用公式

获取得到管网监测点的管网监测值GJi，式中a1和a2均为比例系数固定数值，且a1和a2的取值均大于零；

步骤六：当管网监测点的管网监测值GJi大于设定阈值，则生成管网监测信号；

步骤七：管网初检模块将管网监测点Ji的位置坐标和管网监测信号发送至发布接收模块；

所述发布接收模块用于发布管网监测点的监测任务和监测需求，并接收监测人员反馈的管网监测点的监测信息，监测信息包括管网监测点的压力数据和流量数据，管网监测点的监测步骤具体如下：

步骤S1：监测人员通过用户终端连接发布接收模块，通过发布接收模块接收到管网监测点的监测任务，监测人员通过用户终端发送任务接收指令和监测时刻至发布接收模块；

步骤S2：发布接收模块接收到用户终端反馈的任务接收指令和监测时刻后，将管网监测点的位置坐标发送至监测人员的用户终端上；

步骤S3：监测人员在监测时刻到达管网监测点，并通过用户终端发送当前的位置坐标至发布接收模块，发布接收模块接收到当前位置坐标与需要监测的管网监测点的位置坐标进行匹配，当前位置坐标与管网监测点的位置坐标吻合，发布接收模块向监测人员的用户终端发送监测需求；

监测需求具体为：管网监测点的监测次数、监测设备、监测时间等；

步骤S4：监测人员接收到监测需求后，对管网监测点进行监测工作，并将监测得到的管网监测点的监测信息输入到用户终端上；

步骤S5：监测人员通过用户终端将监测得到的管网监测点的监测信息反馈至发布接收模块；

所述发布接收模块将监测人员监测到的监测信息发送至监测分析模块；所述监测分析模块将监测人员监测到的监测信息与服务器中管网监测检测点对应的预设监测信息进行对比，若监测信息与预设监测信息之间的数据误差在可控范围内，则对管网监测点的监测信息进行上传，上传的监测信息替换原有的管网监测点的预存储监测信息成为新的管网监测点的预存储监测信息；

若监测信息与预设监测信息之间的数据误差不在可控范围内，则对管网监测点的监测信息重新监测；

所述监测分析模块的分析过程具体如下：

步骤SS1：获取监测人员在管网监测点的监测次数u，u＝1，2，……，n；

步骤SS2：获取每次监测人员监测得到的管网监测点的监测信息，将监测信息中的压力数据和流量数据分别记为压力值RuJi和流量值LuJi，遍历后得到该管网监测点的压力最大值RmaxJi和压力最小值RminJi；

步骤SS3：将监测人员每次监测得到的管网监测点的压力数据和流量数据计算均值得到压力均值RPJi和流量均值LPJi；

步骤SS4：利用公式

计算得出监测信息的误差值WCJi；式中α和β均为修正因子，且α和β的取值均大于零；

步骤SS5：获取服务器中存储的管网监测点对应的预设监测信息，得到管网监测点的误差范围区间WC；

步骤SS6：若误差值WCJi在误差范围区间WC内，则判定监测信息无误；

若误差值WCJi不在误差范围区间WC内，则判定监测信息错误，生成重新监测信号；

所述监测分析模块将重新监测信号反馈至用户终端，用户终端接收到重新监测信号后对管网监测点进行重新监测，若重新监测后的管网监测点的监测信息与预设监测信息之间的数据误差仍不在可控范围内，则生成故障维修信号；

所述故障维修信号发送至服务器，所述服务器将故障维修信息发送至故障维修模块；所述故障维修模块接收到故障维修信号后用于对故障的管网监测点进行故障维修，故障维修过程具体如下：

步骤P1：以故障的管网监测点为原点建立一个设定有固定半径的圆形区域，获取圆形区域内的维修人员，将该类维修人员记为初选人员Wo，o＝1，2，……，m；

步骤P2：获取初选人员的维修数据，得到对应的待维修数量D_Wo和维修总次数Z_Wo；

步骤P3：通过初选人员的当前位置与故障管网监测点的位置坐标计算得到距离差，并将距离差标记为J_Wo；获取初选人员的维修总时间，维修总时间除以维修总次数得到初选人员的维修均时S_Wo；通过维修人员的入职时间与系统当前时间获取得到维修人员的入职时长，并将入职时长标记为T_Wo；

步骤P4：获取初选人员的保修值，并将保修值标记为B_Wo；

步骤P5：利用公式

获取得到初选人员的维修值W_Wo；式中b1、b2、b3、b4、b5和b6均为比例系数固定数值，且b1、b2、b3、b4、b5和b6的取值均大于零，e为自然常数，WJ_Wo为维修人员的未确定次数；

步骤P6：选取维修值最大的初选人员为选中维修人员；故障维修模块向选中维修人员的用户终端上发送管网维修指令；

当选中维修人员在预设时间范围内反馈维修确认指令至故障维修模块，则选中维修人员的待维修数量增加一，同时故障维修模块向选中维修人员的用户终端发送需要维修的管网监测点的位置坐标；

当选中维修人员在预设时间范围内未反馈维修确认指令，则选中维修员的未确定次数增加一次，同时将维修值排名第二的初选人员选取为选中维修人员，并向选中维修人员的用户终端上发送管网维修指令，以此类推；

步骤P7：维修人员到达管网监测点的地点并通过用户终端发送当前定位至故障维修模块，故障维修模块将当前位置与管网监测点的位置进行匹配，当位置匹配成功后发送开始维修指令至维修人员的用户终端上，同时故障维修模块开始计时；

步骤P8：维修人员接收到开始维修指令后进行维修，维修完成后发送维修完成指令至故障维修模块，故障维修模块接收到维修完成指令并停止计时，计算得到维修人员的维修时长TS_Wo；同时该维修人员的维修总次数增加一次，待维修环保设备数量减少一；同时将维修完成的管网监测点与维修人员建立映射关系；

其中，所述初选人员的保修值计算方法如下：

W1：获取维修完成指令的生成时间，服务器对维修完成后的管网监测点进行工作计时，当同一管网监测点再次生成故障维修指令时，计算时间差得到该维修人员的运维时长Y_Wo；

W2：获取管网监测点在运维时长时的压力数据和流量数据，计算均值后得到运维时长内的压力均值YJY_Wo和流量均值LJY_Wo；

W3：利用公式

获取得到维修人员的本次保修值B_Wo，式中c1和c2均为预设比例系数固定数值，且c1和c2的取值均大于零，λ的计算补偿系数；

W4：故障维修模块将维修人员的保修值发送至服务器内存储，作为下次计算维修人员维修值的影响参数。

一种基于大数据的智能管网监测系统，工作时，通过管网初检模块对流量数据进行数据初检，首先将智能管网划分为若干个区域，每个区域包括若干个管网监测点，获取每个管网监测点对应的管网流量数据，依据平均降雨量、管网监测点的管网流量数据的最大值和最小值，通过公式计算得到管网监测点的管网监测值，当管网监测点的管网监测值大于设定阈值，则生成管网监测信号，管网初检模块将管网监测点的位置坐标和管网监测信号发送至发布接收模块；

发布接收模块发布管网监测点的监测任务和监测需求，监测人员连接发布接收模块后接收管网监测点的监测任务，监测人员通过用户终端发送任务接收指令和监测时刻至发布接收模块，发布接收模块接收任务接收指令和监测时刻后，将管网监测点的位置坐标发送至监测人员的用户终端上，监测人员在监测时刻到达管网监测点，并通过用户终端发送当前的位置坐标至发布接收模块，发布接收模块将监测人员的当前位置坐标与需要监测的管网监测点的位置坐标进行匹配，当前位置坐标与管网监测点的位置坐标吻合，发布接收模块向监测人员的用户终端发送监测需求，监测人员接收到监测需求后，对管网监测点进行监测工作，并将监测得到的管网监测点的监测信息输入到用户终端上，并最终将监测人员监测得到的管网监测点的监测信息反馈至发布接收模块；

发布接收模块将监测人员监测到的监测信息发送至监测分析模块，监测分析模块将监测人员监测到的监测信息与服务器中管网监测检测点对应的预设监测信息进行对比，获取监测人员在管网监测点的监测次数，得到每次监测人员监测得到的管网监测点的压力数据和流量数据，遍历后得到该管网监测点的压力最大值和压力最小值，将监测人员每次监测得到的管网监测点的压力数据和流量数据计算均值得到压力均值和流量均值，利用公式计算得出监测信息的误差值，取服务器中存储的管网监测点对应的预设监测信息，得到管网监测点的误差范围区间，若误差值在误差范围区间内，则判定监测信息无误，管网监测点的监测信息进行上传，上传的监测信息替换原有的管网监测点的预存储监测信息成为新的管网监测点的预存储监测信息，若监测信息与预设监测信息之间的数据误差不在可控范围内，则对管网监测点的监测信息重新监测；

监测分析模块将重新监测信号反馈至用户终端，用户终端接收到重新监测信号后对管网监测点进行重新监测，若重新监测后的管网监测点的监测信息与预设监测信息之间的数据误差仍不在可控范围内，则生成故障维修信号，故障维修信号发送至故障维修模块，通过故障维修模块对故障的管网监测点进行故障维修，以故障的管网监测点为原点建立一个设定有固定半径的圆形区域，筛选出初选人员，获取初选人员的待维修数量、维修总次数、人员年龄、维修距离差、维修均时、入职时长、未确定次数和保修值，利用公式获取得到初选人员的维修值，选取维修值最大的初选人员为选中维修人员，故障维修模块向选中维修人员的用户终端上发送管网维修指令，当选中维修人员在预设时间范围内反馈维修确认指令至故障维修模块，则选中维修人员的待维修数量增加一，同时故障维修模块向选中维修人员的用户终端发送需要维修的管网监测点的位置坐标，当选中维修人员在预设时间范围内未反馈维修确认指令，则选中维修员的未确定次数增加一次，同时将维修值排名第二的初选人员选取为选中维修人员，并向选中维修人员的用户终端上发送管网维修指令，以此类推，维修人员到达管网监测点的地点并通过用户终端发送当前定位至故障维修模块，故障维修模块将当前位置与管网监测点的位置进行匹配，当位置匹配成功后发送开始维修指令至维修人员的用户终端上，同时故障维修模块开始计时，维修人员接收到开始维修指令后进行维修，维修完成后发送维修完成指令至故障维修模块，故障维修模块接收到维修完成指令并停止计时，计算得到维修人员的维修时长，同时该维修人员的维修总次数增加一次，待维修环保设备数量减少一；同时将维修完成的管网监测点与维修人员建立映射关系。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种基于大数据的智能管网监测系统，其特征在于，包括注册登录模块、数据采集模块、管网初检模块、发布接收模块、故障维修模块、监测分析模块以及服务器；

所述管网初检模块用于获取服务器内存储的流量数据并进行数据初检，数据初检步骤具体如下：

步骤一：智能管网划分为若干个区域，并将若干个区域标记为i，i＝1，2，……，z；

步骤二：每个区域包括若干个管网监测点，并将管网监测点标记为Ji，J＝1，2，……，x；获取每个管网监测点Ji对应的管网流量数据并记为LJi；

步骤二：获取管网监测点Ji所处位置系统当前时间之后的三天降雨量和湿度数据，并将三天降雨量和湿度数据分别相加取平均值得到管网监测点的平均降雨量和平均湿度，并将管网监测点的平均降雨量和平均湿度分别标记为YPJi、SPJi；

步骤三：获取管网监测点的管网流量数据的最大值和最小值，分别标记为LmaxJi和LminJi；

步骤四：利用公式

获取得到管网监测点的管网监测值GJi，式中a1和a2均为比例系数固定数值，且a1和a2的取值均大于零；

步骤五：当管网监测点的管网监测值GJi大于设定阈值，则生成管网监测信号；

步骤六：管网初检模块将管网监测点Ji的位置坐标和管网监测信号发送至发布接收模块；

所述发布接收模块将监测人员监测到的监测信息发送至监测分析模块；所述监测分析模块将监测人员监测到的监测信息与服务器中管网监测检测点对应的预设监测信息进行对比，若监测信息与预设监测信息之间的数据误差在可控范围内，则对管网监测点的监测信息进行上传，上传的监测信息替换原有的管网监测点的预存储监测信息成为新的管网监测点的预存储监测信息；

若监测信息与预设监测信息之间的数据误差不在可控范围内，则对管网监测点的监测信息重新监测；

所述监测分析模块将重新监测信号反馈至用户终端，用户终端接收到重新监测信号后对管网监测点进行重新监测，若重新监测后的管网监测点的监测信息与预设监测信息之间的数据误差仍不在可控范围内，则生成故障维修信号；

故障维修信号发送至服务器，所述服务器将故障维修信息发送至故障维修模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智能管网监测系统，其特征在于，所述注册登录模块用于监测人员和维修人员通过用户终端输入个人信息后注册登录智能管网监测系统，并将个人信息发送至服务器内存储；所述个人信息包括姓名、年龄和实名认证的手机号码；用户终端还用于实时定位监测人员的地理位置，并将地理位置发送至服务器；

所述数据采集模块用于污水管网信息，并将污水管网信息发送至服务器，污水管网信息包括管网的位置坐标、压力数据、流量数据、智能管网所处位置的天气预报数据，天气预报数据为系统当前时间之后十五日的降雨量。

3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智能管网监测系统，其特征在于，所述发布接收模块用于发布管网监测点的监测任务和监测需求，并接收监测人员反馈的管网监测点的监测信息，监测信息包括管网监测点的压力数据和流量数据，管网监测点的监测步骤具体如下：

步骤S1：监测人员通过用户终端连接发布接收模块，通过发布接收模块接收到管网监测点的监测任务，监测人员通过用户终端发送任务接收指令和监测时刻至发布接收模块；

步骤S2：发布接收模块接收到用户终端反馈的任务接收指令和监测时刻后，将管网监测点的位置坐标发送至监测人员的用户终端上；

步骤S3：监测人员在监测时刻到达管网监测点，并通过用户终端发送当前的位置坐标至发布接收模块，发布接收模块接收到当前位置坐标与需要监测的管网监测点的位置坐标进行匹配，当前位置坐标与管网监测点的位置坐标吻合，发布接收模块向监测人员的用户终端发送监测需求；

步骤S4：监测人员接收到监测需求后，对管网监测点进行监测工作，并将监测得到的管网监测点的监测信息输入到用户终端上；

步骤S5：监测人员通过用户终端将监测得到的管网监测点的监测信息反馈至发布接收模块；

监测需求具体为：管网监测点的监测次数、监测设备、监测时间。

4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智能管网监测系统，其特征在于，所述监测分析模块的分析过程具体如下：

步骤SS1：获取监测人员在管网监测点的监测次数u，u＝1，2，……，n；

步骤SS2：获取每次监测人员监测得到的管网监测点的监测信息，将监测信息中的压力数据和流量数据分别记为压力值RuJi和流量值LuJi，遍历后得到该管网监测点的压力最大值RmaxJi和压力最小值RminJi；

步骤SS3：将监测人员每次监测得到的管网监测点的压力数据和流量数据计算均值得到压力均值RPJi和流量均值LPJi；

步骤SS4：利用公式

计算得出监测信息的误差值WCJi；式中α和β均为修正因子，且α和β的取值均大于零；

步骤SS5：获取服务器中存储的管网监测点对应的预设监测信息，得到管网监测点的误差范围区间WC；

步骤SS6：若误差值WCJi在误差范围区间WC内，则判定监测信息无误；

若误差值WCJi不在误差范围区间WC内，则判定监测信息错误，生成重新监测信号。

5.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智能管网监测系统，其特征在于，所述故障维修模块接收到故障维修信号后用于对故障的管网监测点进行故障维修，故障维修过程具体如下：

步骤P1：以故障的管网监测点为原点建立一个设定有固定半径的圆形区域，获取圆形区域内的维修人员，将该类维修人员记为初选人员Wo，o＝1，2，……，m；

步骤P2：获取初选人员的维修数据，得到对应的待维修数量D_Wo和维修总次数Z_Wo；

步骤P3：通过初选人员的当前位置与故障管网监测点的位置坐标计算得到距离差，并将距离差标记为J_Wo；获取初选人员的维修总时间，维修总时间除以维修总次数得到初选人员的维修均时S_Wo；通过维修人员的入职时间与系统当前时间获取得到维修人员的入职时长，并将入职时长标记为T_Wo；

步骤P4：获取初选人员的保修值，并将保修值标记为B_Wo；

步骤P5：利用公式

获取得到初选人员的维修值W_Wo；式中b1、b2、b3、b4、b5和b6均为比例系数固定数值，且b1、b2、b3、b4、b5和b6的取值均大于零，e为自然常数，WJ_Wo为维修人员的未确定次数；

步骤P6：选取维修值最大的初选人员为选中维修人员；故障维修模块向选中维修人员的用户终端上发送管网维修指令；

当选中维修人员在预设时间范围内反馈维修确认指令至故障维修模块，则选中维修人员的待维修数量增加一，同时故障维修模块向选中维修人员的用户终端发送需要维修的管网监测点的位置坐标；

当选中维修人员在预设时间范围内未反馈维修确认指令，则选中维修员的未确定次数增加一次，同时将维修值排名第二的初选人员选取为选中维修人员，并向选中维修人员的用户终端上发送管网维修指令，以此类推；

步骤P7：维修人员到达管网监测点的地点并通过用户终端发送当前定位至故障维修模块，故障维修模块将当前位置与管网监测点的位置进行匹配，当位置匹配成功后发送开始维修指令至维修人员的用户终端上，同时故障维修模块开始计时；

步骤P8：维修人员接收到开始维修指令后进行维修，维修完成后发送维修完成指令至故障维修模块，故障维修模块接收到维修完成指令并停止计时，计算得到维修人员的维修时长TS_Wo；同时该维修人员的维修总次数增加一次，待维修环保设备数量减少一；同时将维修完成的管网监测点与维修人员建立映射关系。

6.根据权利要求5所述的一种基于大数据的智能管网监测系统，其特征在于，所述初选人员的保修值计算方法如下：

W1：获取维修完成指令的生成时间，服务器对维修完成后的管网监测点进行工作计时，当同一管网监测点再次生成故障维修指令时，计算时间差得到该维修人员的运维时长Y_Wo；

W2：获取管网监测点在运维时长时的压力数据和流量数据，计算均值后得到运维时长内的压力均值YJY_Wo和流量均值LJY_Wo；

W3：利用公式

获取得到维修人员的本次保修值B_Wo，式中c1和c2均为预设比例系数固定数值，且c1和c2的取值均大于零，λ的计算补偿系数；

W4：故障维修模块将维修人员的保修值发送至服务器内存储，作为下次计算维修人员维修值的影响参数。

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