CN113050472B - 基于管网预警分析技术的智慧污水零直排动态监管系统 - Google Patents
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Abstract
本发明专利涉及一种基于管网预警分析技术的智慧污水零直排动态监管系统，包括各项数据进行处理及入库的数据处理系统；用于各项数据查询及展示的管理展示系统；用于实时监测管网信息以及发布预警信息的污水排放监测与预警发布系统；用于排查管网以及巡检的污水排查业务管理子系统。
Description
技术领域
本发明涉及大数据智能化平台领域，尤其是一种针对城市排水管线进行动态监管的管理平台。
背景技术
在城市或者乡镇中布满了大量的排水管线，用于排放生活用水或者工业用水。在现有的排水管线管理系统中，基本实现了对各个排水管线的静态监管，通过人工排查以及实地检测，来更新管理系统的各项数据。但是，这样的管理平台显然不满足日益发展的现代化城市社会建设要求，不仅需要大量的人力物力去进行静态监管，而且实时性以及功能性较差，无法第一时间发现问题，解决问题。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种基于管网预警分析技术的智慧污水零直排动态监管系统，各项数据进行处理及入库的数据处理系统；
用于各项数据查询及展示的管理展示系统；
用于实时监测管网信息以及发布预警信息的污水排放监测与预警发布系统；
用于排查管网以及巡检的污水排查业务管理子系统；
建立数据处理系统包括如下方法步骤：
步骤1，设计数据库架构以及建库；
步骤2，对接地理信息平台，获取电子地图，遥感影像等数据；
步骤3，将市政排水管网数据进行标准化处理并建库；
步骤4，对项目用地地块数据进行处理与建库；
步骤5，对污水管道数据进行汇总并建库；
步骤6，对管道内以及片区内的传感器数据进行收集及入库；
建立管理展示系统包括如下方法步骤：
步骤1，对接地理信息平台，获取地图数据，包括矢量地图，影像地图，地名地址专题图
步骤2，对现状、规划、管道缺陷、雨污混接点、整改进度、雨水口、污水口查询、污染源、排水口、排水许可证等专题管线数据进行分层、分类制图并发布专题地图服务，可在地图上叠加展示；
步骤3，针对不同的管线、管点、附属设施等对象的类型，按照相关标准进行配色渲染，最终在地图上以不同的颜色加与区分，展示；
步骤4，将各零直排改造地块地图信息与地块资料信息关联，通过系统能进行地块信息查询展示，并关联展示地块上的企业信息、管网信息、污染源信息等内容；
所述污水排放监测与预警发布系统实时动态对接传感器数据，对管网污水排放情况进行实时监管，动态预警超标点位，并基于管道连通分析和上游水质监测情况回溯，智能分析疑似排污点。
所述污水排放监测与预警发布系统实时动态对接传感器数据包括如下方法步骤：
步骤1：接入已建设的实时监控视频摄像头，结合视频的坐标信息，建立视频监控的专题图层，将视频监控点位分布到基础图上展示；
步骤2：将流量监测点与水质在线监测点信息在地图上进行标记，实现采集流量监测数据和水质在线监测数据，在地图上可点击各个监测点位置查看实时监测信息，结合监测点位的坐标信息，建立监测点的专题图层，将监测点位分布到基础地图上展示，并且点击相应的监测点位可以查看相应的监测信息；
步骤3：通过对接天气系统接口，获取当天天气信息，在无下雨情况下观察流量计的各项数据，如数据超出了系统设定的范围时，预警信息在系统中进行提示；
步骤4：通过水质监测数据，判别各个水质监测点是否排放污水，在监测到水质数据不达标时，自动产生预警信息；
步骤5：基于已确定预警信息数据，找到对应的排水口位置，结合管网网络分析其排放流向规律性，通过管网预警分析找出附近最可能的污染源头，提供对应企业列表，并在地图上显示相应的管线流向网络，辅助开展排查。
建立数据处理系统的步骤一中还包括数据动态更新处理方法，所述处理方法包括步骤1：第三方管线探测和普查单位针对已普查形成的数据库，按照相关标准要求，整理形成初步的更新数据库，提交给治水办，由治水办交由管线管理中心进行入库前数据检测；步骤2：管线管理中心对相关数据进行入库前检查，检查要求如下：
数据文件的检查量为100％，采用专门编制的软件进行检查。检查的内容包括：
1)成果数据的内容是否齐全；
2)属性表、属性定义项、数据格式是否符合要求；
3)所有属性表中各数据项之间关系是否完整、正确、规范；
管线图的检查包括如下内容：
1)管线图的分层是否符合要求；
2)从管线图中提取一些管线和管线点的属性，看是否与属性表中记录的对应内容一致；
3)管线点间、管线线间和管线点与线的连接及拓扑关系；
4)将数据文件通过计算机处理产生管线图，检查管线图的各要素是否重合。
如检查结果不符合成果标准要求，则打回生成部门重新制作，直至检查通过，
通过工具生成预更新数据库，进入下一步；
步骤3：管线管理中心对需要更新的原库数据按照标准规范格式进行导出，形成原管线数据库；
步骤4：管线管理中心通过数据对比工具对原管线数据库和预更新数据库进行数据比对，筛选出新增、变更、删除部分的数据，形成最终的更新数据库，并按照入库标准要求检查更新库数据完整性；
步骤5：最后管线管理人员将更新数据库数据更新到正式数据库环境，完成数据的最终更新。
管网预警分析包括将管网在空间上进行物联连接的管网空间拓扑连接技术以及根据拓扑网络来对管网排放源头进行溯源的管网溯源分析技术。
所述管网空间拓扑连接技术包括如下方法：针对市政管线，小区、工厂等内部管线，分析计算不同管线之间的关联关系，按照一定规则对空间范围内距离相对较近的点进行去重，在不同管线建立管线之间的空间拓扑网络关系，使不同管线之间存在空间关联关系。
管网溯源分析技术包括如下方法：基于建立的管网拓扑网络，根据管线起点和终点高程关系，计算排水管网的流向信息，根据流向情况和管网相互之间的拓扑连接关系，反向溯源检索当前管线上游管线信息，直至回溯结束，并无法再回溯上游管线信息位置，同时高亮标记回溯过程中涉及到的相关管线和管线流向，并且根据回溯过程中涉及到的管线的权属单位信息，罗列涉及到污染源企业。
采用了上述技术方案后，本专利主要的设计思路为通过前期对各项数据进行处理以及建库，再利用数据源建立相关的展示平台，并依靠该平台实时监控各项管网数据，其中，本系统还研发了数据动态更新技术以及管网溯源分析技术。数据动态更新技术解决了多项标准数据如何及时准确更新到库里的技术问题，该技术具有实时性和准确性，以满足科学高效的业务需求。而管网溯源分析技术主要功能是当物联网设备检测到某条河道的检测指标异常，发现是某个入河排水口有排放污水情况，此时通过管网预警分析功能，对该排放口管线进行溯源分析，分析出来污水排放到当前入河排水口的相关管线及其流向情况，并分析出可能涉及到的排放污染源企业信息，辅助监管人员进行快速排查，减少人员摸排时间。
本系统主要以实现污水零直排为目标，建立了一个管网资源齐全、覆盖面广、功能强、更新快、信息丰富、安全可靠、实用完善的智慧污水零直排动态监管系统，协助开发区开展“污水零直排区”工程改造建设工作，增强了政府治水部门的监管水平、提高工作效率，有效解决了传统工作中存在的弊端，实现了污水资源分布动态可视化、污染源动态监管分析。
具体实施方式
一种基于管网预警分析技术的智慧污水零直排动态监管系统，各项数据进行处理及入库的数据处理系统；用于各项数据查询及展示的管理展示系统；用于实时监测管网信息以及发布预警信息的污水排放监测与预警发布系统；用于排查管网以及巡检的污水排查业务管理子系统；
建立数据处理系统包括如下方法步骤：
步骤1，设计数据库架构以及建库；
步骤2，对接地理信息平台，获取电子地图，遥感影像等数据；
步骤3，将市政排水管网数据进行标准化处理并建库；
步骤4，对项目用地地块数据进行处理与建库；
步骤5，对污水管道数据进行汇总并建库；
步骤6，对管道内以及片区内的传感器数据进行收集及入库；
建立管理展示系统包括如下方法步骤：
步骤1，对接地理信息平台，获取地图数据，包括矢量地图，影像地图，地名地址专题图
步骤2，对现状、规划、管道缺陷、雨污混接点、整改进度、雨水口、污水口查询、污染源、排水口、排水许可证等专题管线数据进行分层、分类制图并发布专题地图服务，可在地图上叠加展示；
步骤3，针对不同的管线、管点、附属设施等对象的类型，按照相关标准进行配色渲染，最终在地图上以不同的颜色加与区分，展示；
步骤4，将各零直排改造地块地图信息与地块资料信息关联，通过系统能进行地块信息查询展示，并关联展示地块上的企业信息、管网信息、污染源信息等内容；
所述污水排放监测与预警发布系统实时动态对接传感器数据，对管网污水排放情况进行实时监管，动态预警超标点位，并基于管道连通分析和上游水质监测情况回溯，智能分析疑似排污点。
所述污水排放监测与预警发布系统实时动态对接传感器数据包括如下方法步骤：
步骤1：接入已建设的实时监控视频摄像头，结合视频的坐标信息，建立视频监控的专题图层，将视频监控点位分布到基础图上展示；
步骤2：将流量监测点与水质在线监测点信息在地图上进行标记，实现采集流量监测数据和水质在线监测数据，在地图上可点击各个监测点位置查看实时监测信息，结合监测点位的坐标信息，建立监测点的专题图层，将监测点位分布到基础地图上展示，并且点击相应的监测点位可以查看相应的监测信息；
步骤3：通过对接天气系统接口，获取当天天气信息，在无下雨情况下观察流量计的各项数据，如数据超出了系统设定的范围时，预警信息在系统中进行提示；
步骤4：通过水质监测数据，判别各个水质监测点是否排放污水，在监测到水质数据不达标时，自动产生预警信息；
步骤5：基于已确定预警信息数据，找到对应的排水口位置，结合管网网络分析其排放流向规律性，通过管网预警分析找出附近最可能的污染源头，提供对应企业列表，并在地图上显示相应的管线流向网络，辅助开展排查。
建立数据处理系统的步骤一中还包括数据动态更新处理方法，所述处理方法包括：
步骤1：第三方管线探测和普查单位针对已普查形成的数据库，按照相关标准要求，整理形成初步的更新数据库，提交给治水办，由治水办交由管线管理中心进行入库前数据检测；
步骤2：管线管理中心对相关数据进行入库前检查，检查要求如下：
数据文件的检查量为100％，采用专门编制的软件进行检查。检查的内容包括：
1)成果数据的内容是否齐全；
2)属性表、属性定义项、数据格式是否符合要求；
3)所有属性表中各数据项之间关系是否完整、正确、规范；
管线图的检查包括如下内容：
1)管线图的分层是否符合要求；
2)从管线图中提取一些管线和管线点的属性，看是否与属性表中记录的对应内容一致；
3)管线点间、管线线间和管线点与线的连接及拓扑关系；
4)将数据文件通过计算机处理产生管线图，检查管线图的各要素是否重合。
如检查结果不符合成果标准要求，则打回生成部门重新制作，直至检查通过，
通过工具生成预更新数据库，进入下一步；
步骤3：管线管理中心对需要更新的原库数据按照标准规范格式进行导出，形成原管线数据库；
步骤4：管线管理中心通过数据对比工具对原管线数据库和预更新数据库进行数据比对，筛选出新增、变更、删除部分的数据，形成最终的更新数据库，并按照入库标准要求检查更新库数据完整性；
步骤5：最后管线管理人员将更新数据库数据更新到正式数据库环境，完成数据的最终更新。
管网预警分析包括将管网在空间上进行物联连接的管网空间拓扑连接技术以及根据拓扑网络来对管网排放源头进行溯源的管网溯源分析技术。
所述管网空间拓扑连接技术包括如下方法：针对市政管线，小区、工厂等内部管线，分析计算不同管线之间的关联关系，按照一定规则对空间范围内距离相对较近的点进行去重，在不同管线建立管线之间的空间拓扑网络关系，使不同管线之间存在空间关联关系。
管网溯源分析技术包括如下方法：基于建立的管网拓扑网络，根据管线起点和终点高程关系，计算排水管网的流向信息，根据流向情况和管网相互之间的拓扑连接关系，反向溯源检索当前管线上游管线信息，直至回溯结束，并无法再回溯上游管线信息位置，同时高亮标记回溯过程中涉及到的相关管线和管线流向，并且根据回溯过程中涉及到的管线的权属单位信息，罗列涉及到污染源企业。
本专利主要的设计思路为通过前期对各项数据进行处理以及建库，再利用数据源建立相关的展示平台，并依靠该平台实时监控各项管网数据，其中，本系统还研发了数据动态更新技术以及管网溯源分析技术。数据动态更新技术解决了多项标准数据如何及时准确更新到库里的技术问题，该技术具有实时性和准确性，以满足科学高效的业务需求。而管网溯源分析技术主要功能是当物联网设备检测到某条河道的检测指标异常，发现是某个入河排水口有排放污水情况，此时通过管网预警分析功能，对该排放口管线进行溯源分析，分析出来污水排放到当前入河排水口的相关管线及其流向情况，并分析出可能涉及到的排放污染源企业信息，辅助监管人员进行快速排查，减少人员摸排时间。
本系统主要以实现污水零直排为目标，建立了一个管网资源齐全、覆盖面广、功能强、更新快、信息丰富、安全可靠、实用完善的智慧污水零直排动态监管系统，协助开发区开展“污水零直排区”工程改造建设工作，增强了政府治水部门的监管水平、提高工作效率，有效解决了传统工作中存在的弊端，实现了污水资源分布动态可视化、污染源动态监管分析。
Claims (1)
1.基于管网预警分析技术的智慧污水零直排动态监管系统，其特征在于：包括：
各项数据进行处理及入库的数据处理系统；
用于各项数据查询及展示的管理展示系统；
用于实时监测管网信息以及发布预警信息的污水排放监测与预警发布系统；
用于排查管网以及巡检的污水排查业务管理子系统；
建立数据处理系统包括如下方法步骤：
步骤1，设计数据库架构以及建库；
步骤2，对接地理信息平台，获取电子地图，遥感影像数据；
步骤3，将市政排水管网数据进行标准化处理并建库；
步骤4，对项目用地地块数据进行处理与建库；
步骤5，对污水管道数据进行汇总并建库；
步骤6，对管道内以及片区内的传感器数据进行收集及入库；
建立管理展示系统包括如下方法步骤：
步骤1，对接地理信息平台，获取地图数据，包括矢量地图，影像地图，地名地址专题图；
步骤2，对现状、规划、管道缺陷、雨污混接点、整改进度、雨水口、污水口查询、污染源、排水口、排水许可证专题管线数据进行分层、分类制图并发布专题地图服务，可在地图上叠加展示；
步骤3，针对不同的管线、管点、附属设施对象的类型，按照相关标准进行配色渲染，最终在地图上以不同的颜色加与区分，展示；
步骤4，将各零直排改造地块地图信息与地块资料信息关联，通过系统能进行地块信息查询展示，并关联展示地块上的企业信息、管网信息、污染源信息内容；
所述污水排放监测与预警发布系统实时动态对接传感器数据，对管网污水排放情况进行实时监管，动态预警超标点位，并基于管道连通分析和上游水质监测情况回溯，智能分析疑似排污点；
所述污水排放监测与预警发布系统实时动态对接传感器数据包括如下方法步骤：
步骤1：接入已建设的实时监控视频摄像头，结合视频的坐标信息，建立视频监控的专题图层，将视频监控点位分布到基础图上展示；
步骤2：将流量监测点与水质在线监测点信息在地图上进行标记，实现采集流量监测数据和水质在线监测数据，在地图上可点击各个监测点位置查看实时监测信息，结合监测点位的坐标信息，建立监测点的专题图层，将监测点位分布到基础地图上展示，并且点击相应的监测点位可以查看相应的监测信息；
步骤3：通过对接天气系统接口，获取当天天气信息，在无下雨情况下观察流量计的各项数据，如数据超出了系统设定的范围时，预警信息在系统中进行提示；
步骤4：通过水质监测数据，判别各个水质监测点是否排放污水，在监测到水质数据不达标时，自动产生预警信息；
步骤5：基于已确定预警信息数据，找到对应的排水口位置，结合管网网络分析其排放流向规律性，通过管网预警分析找出附近最可能的污染源头，提供对应企业列表，并在地图上显示相应的管线流向网络，辅助开展排查，建立数据处理系统的步骤一中还包括数据动态更新处理方法，所述处理方法包括：
步骤1：第三方管线探测和普查单位针对已普查形成的数据库，按照相关标准要求，整理形成初步的更新数据库，提交给治水办，由治水办交由管线管理中心进行入库前数据检测；
步骤2：管线管理中心对相关数据进行入库前检查，检查要求如下：
数据文件的检查量为 100%，采用专门编制的软件进行检查；检查的内容包括：
1）成果数据的内容是否齐全；
2）属性表、属性定义项、数据格式是否符合要求；
3）所有属性表中各数据项之间关系是否完整、正确、规范；
管线图的检查包括如下内容：
1）管线图的分层是否符合要求；
2）从管线图中提取一些管线和管线点的属性，看是否与属性表中记录的对应内容一致；
3）管线点间、管线线间和管线点与线的连接及拓扑关系；
4）将数据文件通过计算机处理产生管线图，检查管线图的各要素是否重合；
如检查结果不符合成果标准要求，则打回生成部门重新制作，直至检查通过，
通过工具生成预更新数据库，进入下一步；
步骤3：管线管理中心对需要更新的原库数据按照标准规范格式进行导出，形成原管线数据库；
步骤4：管线管理中心通过数据对比工具对原管线数据库和预更新数据库进行数据比对，筛选出新增、变更、删除部分的数据，形成最终的更新数据库，并按照入库标准要求检查更新库数据完整性；
步骤5：最后管线管理人员将更新数据库数据更新到正式数据库环境，完成数据的最终更新，管网预警分析包括将管网在空间上进行物联连接的管网空间拓扑连接技术以及根据拓扑网络来对管网排放源头进行溯源的管网溯源分析技术，所述管网空间拓扑连接技术包括如下方法：针对市政管线，小区、工厂内部管线，分析计算不同管线之间的关联关系，按照一定规则对空间范围内距离相对较近的点进行去重，在不同管线建立管线之间的空间拓扑网络关系，使不同管线之间存在空间关联关系，管网溯源分析技术包括如下方法：基于建立的管网拓扑网络，根据管线起点和终点高程关系，计算排水管网的流向信息，根据流向情况和管网相互之间的拓扑连接关系，反向溯源检索当前管线上游管线信息，直至回溯结束，并无法再回溯上游管线信息位置，同时高亮标记回溯过程中涉及到的相关管线和管线流向，并且根据回溯过程中涉及到的管线的权属单位信息，罗列涉及到污染源企业。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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