CN114002402A - 水质监测动态评价及预警系统 - Google Patents

水质监测动态评价及预警系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水质监测动态评价及预警系统，属于水质监测技术领域，包括水质监测仪、水质分析模块、指标模型构建模块、预测预警模块、方案制定模块、评价反馈模块以及管理平台，所述水质分析模块分别与水质监测仪、预测预警模块、指标模型构建模块以及评价反馈模块通信连接，所述方案制定模块分别与预测预警模块、管理平台通信连接、管理平台与评价反馈模块通信连接；本发明能够在水质出现异常情况时，及时将信息反馈给居民，保证居民人身安全，提高信息传播效率，能够提高工作人员工作效率，节省工作人员时间，同时降低工作人员工作量，提高工作人员工作积极性。

Description

水质监测动态评价及预警系统
技术领域
本发明涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种水质监测动态评价及预警系统。
背景技术
随着环境保护越来越受到人们的重视，我国已将环境保护列为一项基本国策，狠抓环境质量，作为环境保护细分领域的水质监测行业，也受到了重视，其中，水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程，监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水及各种各样的工业排水等，能够客观的评价江河和海洋水质的状况，除上述监测项目外，有时需进行流速和流量的测定；因此，发明出水质监测动态评价及预警系统变得尤为重要；
专利号为CN113125663A的专利公开了一种水质监测预警系统和方法，该方案虽然能够提高水质数据监管效率，但是需要工作人员人工制定治理方案，工作效率较低；此外，现有的水质监测动态评价及预警系统在水质出现异常时，仅能将异常信息反馈给工作人员，居民无法及时收到预警信息，信息传播效率低下，为此，我们提出水质监测动态评价及预警系统。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的水质监测动态评价及预警系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
水质监测动态评价及预警系统，包括水质监测仪、水质分析模块、指标模型构建模块、预测预警模块、方案制定模块、评价反馈模块以及管理平台；
所述水质分析模块分别与水质监测仪、预测预警模块、指标模型构建模块以及评价反馈模块通信连接，所述方案制定模块分别与预测预警模块、管理平台通信连接、管理平台与评价反馈模块通信连接。
进一步地，所述水质监测仪用于对河流水质进行实时监测，并将监测信息通过数据转换生成分析数据；
所述指标模型构建模块用于收集各项水质指标，并构建水质分析模型。
进一步地，所述水质指标包括PH值、浑浊度、悬浮物、溶解氧含量。
进一步地，所述水质分析模块用于接收分析数据以及水质分析模型并对水质进行动态分析，其动态分析具体步骤如下：
步骤一：对分析数据进行分类处理，其分类处理具体步骤如下：
第一步：水质分析模型依据分析数据确定该水质监测仪所在位置为相应区域中第m条河流的第n段，其中，m以及n为自然数，且m以及n都不为零；
第二步：生成水质记录表，并将不同的河流的水质信息分别录入记录表中；
步骤二：依据记录表中的数据对水质污染指数进行计算，其具体计算公式如下：
Figure BDA0003308254970000031
Cl(i)＜C(i)≤Ch(i) (2)
其中，WPI(i)代表第i个水质指标所在类别对应的水污染指数，WPIh(i)代表第i个水质指标所在类别标准上限值所对应的水污染指数，WPIl(i)代表第i个水质指标所在类别标准下限值所对应的水污染指数，Cl(i)第i个水质指标所在类别标准的下限值，C(i)代表第i个水质指标的监测值，Ch(i)代表第i个水质指标所在类别标准的上限值，其中，(2)为公式(1)的约束条件；
步骤三：将计算出的水污染指数录入水质记录表中进行存储。
进一步地，所述评价反馈模块用于接收水质记录表，并依据其进行水质评价，其水质评价具体步骤如下：
S1：将水质综合质量依据国家规定划分为：Ⅰ级、Ⅱ级以及Ⅲ级；
S2：依据计算出的水污染指数对相关河流对应进行分析，同时依据各项水质指标对该河流水质进行评价，并生成水质评分X；
S3：若90≤X≤100.则判断该河流水质综合质量为Ⅰ级，若60≤X＜90，则判断该河流水质综合质量为Ⅱ级，若X＜60，则判断该河流水质综合质量为Ⅲ级；
S4：将评分X以及水质综合质量等级录入水质记录表中。
进一步地，所述预测预警模块用于接收水质记录表，并依据其进行警报预测，其警报预测具体步骤如下：
SS1：预测预警模块与互联网通信连接，并抓取各项规定水质指标数据，同时将水质记录表中各项数据与规定水质指标数据进行对比；
SS2：若PH值＞7或PH值＜7，则判断该河流收到酸碱性污染，若浑浊度超过5度，则表明该河流受到胶体物质污染，若悬浮物的直径超过2mm，则判断该河流水质浑浊，若溶解氧含量较低，则表示该河流中污染物不易被氧化分解；
SS3：将对比结果实时反馈至管理人员以及居民智能设备上，同时绘制水质指标变化折线图，当出现水质异常情况时，反馈工作人员进行处理，同时提示居民“请勿使用污染河流水”；
所述方案制定模块用于接收对比结果，并智能生成处理方案，其智能生成处理方案具体步骤如下：
P1：方案制定模块从互联网中抓取污水治理相关文献，并依据首字母A～Z将其进行分类；
P2：分类完成，对各组文献进行去重处理，并依据对比结果对各项文献中的治理内容进行数据提取；
P3：将提取出的信息进行优化，并构建对应治理方案，同时将其反馈给工作人员。
进一步地，所述智能设备包括智能手机、平板电脑以及笔记本电脑。
进一步地，所述管理平台用于工作人员对治理方案以及水质记录表进行检索查看。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过水质分析模块对相关河流水质进行分析，预测预警模块与互联网通信连接，并抓取各项规定水质指标数据，同时将水质记录表中各项数据与规定水质指标数据进行对比，并依据对比结果绘制水质指标变化折线图，将对比结果实时反馈至管理人员以及居民智能设备上，当出现水质异常情况时，反馈工作人员进行处理，同时提示居民“请勿使用污染河流水”，能够在水质出现异常情况时，及时将信息反馈给居民，保证居民人身安全，提高信息传播效率；
2、本发明通过方案制定模块从互联网中抓取污水治理相关文献，并依据首字母A～Z将其进行分类，同时对各组文献进行去重处理，并依据预测预警模块生成的对比结果对各项文献中的治理内容进行数据提取，将提取出的信息进行优化，并构建对应治理方案，同时将其反馈给工作人员，能够自行生成相关的污染情况的治理方案，能够提高工作人员工作效率，节省工作人员时间，同时降低工作人员工作量，提高工作人员工作积极性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提出的水质监测动态评价及预警系统的系统框图。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1，水质监测动态评价及预警系统，包括水质监测仪、水质分析模块、指标模型构建模块、预测预警模块、方案制定模块、评价反馈模块以及管理平台。
所述水质分析模块分别与水质监测仪、预测预警模块、指标模型构建模块以及评价反馈模块通信连接，所述方案制定模块分别与预测预警模块、管理平台通信连接、管理平台与评价反馈模块通信连接。
实施例1
参照图1，水质监测动态评价及预警系统，本实施例具体公开了一种水质评价方法：
水质监测仪用于对河流水质进行实时监测，并将监测信息通过数据转换生成分析数据。
指标模型构建模块用于收集各项水质指标，并构建水质分析模型。
其中，需要进一步说明的是水质指标包括PH值、浑浊度、悬浮物、溶解氧含量。
水质分析模块用于接收分析数据以及水质分析模型并对水质进行动态分析。
具体的，首先对分析数据进行分类处理，分类处理完成，依据记录表中的数据对水质污染指数进行计算，将计算出的水污染指数录入水质记录表中进行存储。
需要进一步说明的是，分类处理具体步骤如下：水质分析模型依据分析数据确定该水质监测仪所在位置为相应区域中第m条河流的第n段，其中，m以及n为自然数，且m以及n都不为零，生成水质记录表，并将不同的河流的水质信息分别录入记录表中。
其中，水质污染指数具体计算公式如下：
Figure BDA0003308254970000071
Cl(i)＜C(i)≤Ch(i) (2)
其中，WPI(i)代表第i个水质指标所在类别对应的水污染指数，WPIh(i)代表第i个水质指标所在类别标准上限值所对应的水污染指数，WPIl(i)代表第i个水质指标所在类别标准下限值所对应的水污染指数，Cl(i)第i个水质指标所在类别标准的下限值，C(i)代表第i个水质指标的监测值，Ch(i)代表第i个水质指标所在类别标准的上限值，其中，(2)为公式(1)的约束条件。
评价反馈模块用于接收水质记录表，并依据其进行水质评价。
具体的，将水质综合质量依据国家规定划分为：Ⅰ级、Ⅱ级以及Ⅲ级，依据计算出的水污染指数对相关河流对应进行分析，同时依据各项水质指标对该河流水质进行评价，并生成水质评分X，若90≤X≤100.则判断该河流水质综合质量为Ⅰ级，若60≤X＜90，则判断该河流水质综合质量为Ⅱ级，若X＜60，则判断该河流水质综合质量为Ⅲ级，将评分X以及水质综合质量等级录入水质记录表中；
本实施例通过设置预测预警模块，水质分析模块对相关河流水质分析完成，预测预警模块与互联网通信连接，并抓取各项规定水质指标数据，同时将水质记录表中各项数据与规定水质指标数据进行对比，并依据对比结果绘制水质指标变化折线图，并将对比结果实时反馈至管理人员以及居民智能设备上，当出现水质异常情况时，反馈工作人员进行处理，同时提示居民“请勿使用污染河流水”，能够在水质出现异常情况时，及时将信息反馈给居民，保证居民人身安全，提高信息传播效率。
实施例2
参照图1，水质监测动态评价及预警系统，除与上述实施例相同的结构外，本实施例具体公开了一种预警方法：
预测预警模块用于接收水质记录表，并依据其进行警报预测。
具体的，预测预警模块与互联网通信连接，并抓取各项规定水质指标数据，同时将水质记录表中各项数据与规定水质指标数据进行对比，对比完成，将对比结果实时反馈至管理人员以及居民智能设备上，同时绘制水质指标变化折线图，当出现水质异常情况时，反馈工作人员进行处理，同时提示居民“请勿使用污染河流水”。
方案制定模块用于接收对比结果，并智能生成处理方案。
方案制定模块从互联网中抓取污水治理相关文献，并依据首字母A～Z将其进行分类，分类完成，对各组文献进行去重处理，并依据对比结果对各项文献中的治理内容进行数据提取，将提取出的信息进行优化，并构建对应治理方案，同时将其反馈给工作人员。
需要进一步说明的是，智能设备包括智能手机、平板电脑以及笔记本电脑。
管理平台用于工作人员对治理方案以及水质记录表进行检索查看。
需要进一步说明的是，检索查看具体步骤如下：工作人员输入相关日期Y，管理平台将对应日期的治理方案以及水质记录表调用，并将其反馈给工作人员，工作人员再次输入治理方案编号y或水质记录表编号a，管理平台将对应治理方案或水质记录表调用，并将其显示给工作人员；
本实施例通过设置方案制定模块，方案制定模块从互联网中抓取污水治理相关文献，并依据首字母A～Z将其进行分类，同时对各组文献进行去重处理，并依据预测预警模块生成的对比结果对各项文献中的治理内容进行数据提取，将提取出的信息进行优化，并构建对应治理方案，同时将其反馈给工作人员，能够自行生成相关的污染情况的治理方案，能够提高工作人员工作效率，节省工作人员时间，同时降低工作人员工作量，提高工作人员工作积极性。
工作原理：首先，通过水质监测仪对河流水质进行实时监测，并将监测信息通过数据转换生成分析数据，同时指标模型构建模块收集各项水质指标，并构建水质分析模型，其中水质指标包括PH值、浑浊度、悬浮物、溶解氧含量，接着，水质分析模块接收分析数据以及水质分析模型并对水质进行动态分析，具体如下：对分析数据进行分类处理，依据记录表中的数据对水质污染指数进行计算，将计算出的水污染指数录入水质记录表中进行存储；
其次，通过评价反馈模块接收水质记录表，并依据其进行水质评价：将水质综合质量依据国家规定划分为：Ⅰ级、Ⅱ级以及Ⅲ级；依据计算出的水污染指数对相关河流对应进行分析，同时依据各项水质指标对该河流水质进行评价，并生成水质评分X；若90≤X≤100.则判断该河流水质综合质量为Ⅰ级，若60≤X＜90，则判断该河流水质综合质量为Ⅱ级，若X＜60，则判断该河流水质综合质量为Ⅲ级；将评分X以及水质综合质量等级录入水质记录表中，并通过预测预警模块接收水质记录表，并依据其进行警报预测；具体表现为：预测预警模块通过与互联网通信连接，能够抓取各项规定水质指标数据，同时将水质记录表中各项数据与规定水质指标数据进行对比；若PH值＞7或PH值＜7，则判断该河流收到酸碱性污染，若浑浊度超过5度，则表明该河流受到胶体物质污染，若悬浮物的直径超过2mm，则判断该河流水质浑浊，若溶解氧含量较低，则表示该河流中污染物不易被氧化分解；将对比结果实时反馈至管理人员以及居民智能设备上，同时绘制水质指标变化折线图，当出现水质异常情况时，反馈工作人员进行处理，同时提示居民“请勿使用污染河流水”；
最后，方案制定模块可接收对比结果，并智能生成处理方案，其智能生成处理方案具体为：方案制定模块从互联网中抓取污水治理相关文献，并依据首字母A～Z将其进行分类；分类完成，对各组文献进行去重处理，并依据对比结果对各项文献中的治理内容进行数据提取；将提取出的信息进行优化，并构建对应治理方案，同时将其反馈给工作人员，且工作人员可通过管理平台对治理方案以及水质记录表进行检索查看。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.水质监测动态评价及预警系统，其特征在于，包括水质监测仪、水质分析模块、指标模型构建模块、预测预警模块、方案制定模块、评价反馈模块以及管理平台；
所述水质分析模块分别与水质监测仪、预测预警模块、指标模型构建模块以及评价反馈模块通信连接，所述方案制定模块分别与预测预警模块、管理平台通信连接、管理平台与评价反馈模块通信连接。
2.根据权利要求1所述的水质监测动态评价及预警系统，其特征在于，所述水质监测仪用于对河流水质进行实时监测，并将监测信息通过数据转换生成分析数据；
所述指标模型构建模块用于收集各项水质指标，并构建水质分析模型。
3.根据权利要求2所述的水质监测动态评价及预警系统，其特征在于，所述水质指标包括PH值、浑浊度、悬浮物、溶解氧含量。
4.根据权利要求2所述的水质监测动态评价及预警系统，其特征在于，所述水质分析模块用于接收分析数据以及水质分析模型并对水质进行动态分析，其动态分析具体步骤如下：
步骤一：对分析数据进行分类处理，其分类处理具体步骤如下：
第一步：水质分析模型依据分析数据确定该水质监测仪所在位置为相应区域中第m条河流的第n段，其中，m以及n为自然数，且m以及n都不为零；
第二步：生成水质记录表，并将不同的河流的水质信息分别录入记录表中；
步骤二：依据记录表中的数据对水质污染指数进行计算，其具体计算公式如下：
Figure FDA0003308254960000021
Cl(i)＜C(i)≤Ch(i) (2)
其中，WPI(i)代表第i个水质指标所在类别对应的水污染指数，WPIh(i)代表第i个水质指标所在类别标准上限值所对应的水污染指数，WPIl(i)代表第i个水质指标所在类别标准下限值所对应的水污染指数，Cl(i)第i个水质指标所在类别标准的下限值，C(i)代表第i个水质指标的监测值，Ch(i)代表第i个水质指标所在类别标准的上限值，其中，(2)为公式(1)的约束条件；
步骤三：将计算出的水污染指数录入水质记录表中进行存储。
5.根据权利要求4所述的水质监测动态评价及预警系统，其特征在于，所述评价反馈模块用于接收水质记录表，并依据其进行水质评价，其水质评价具体步骤如下：
S1：将水质综合质量依据国家规定划分为：Ⅰ级、Ⅱ级以及Ⅲ级；
S2：依据计算出的水污染指数对相关河流对应进行分析，同时依据各项水质指标对该河流水质进行评价，并生成水质评分X；
S3：若90≤X≤100.则判断该河流水质综合质量为Ⅰ级，若60≤X＜90，则判断该河流水质综合质量为Ⅱ级，若X＜60，则判断该河流水质综合质量为Ⅲ级；
S4：将评分X以及水质综合质量等级录入水质记录表中。
6.根据权利要求4所述的水质监测动态评价及预警系统，其特征在于，所述预测预警模块用于接收水质记录表，并依据其进行警报预测，其警报预测具体步骤如下：
SS1：预测预警模块与互联网通信连接，并抓取各项规定水质指标数据，同时将水质记录表中各项数据与规定水质指标数据进行对比；
SS2：若PH值＞7或PH值＜7，则判断该河流收到酸碱性污染，若浑浊度超过5度，则表明该河流受到胶体物质污染，若悬浮物的直径超过2mm，则判断该河流水质浑浊，若溶解氧含量较低，则表示该河流中污染物不易被氧化分解；
SS3：将对比结果实时反馈至管理人员以及居民智能设备上，同时绘制水质指标变化折线图，当出现水质异常情况时，反馈工作人员进行处理，同时提示居民“请勿使用污染河流水”；
所述方案制定模块用于接收对比结果，并智能生成处理方案，其智能生成处理方案具体步骤如下：
P1：方案制定模块从互联网中抓取污水治理相关文献，并依据首字母A～Z将其进行分类；
P2：分类完成，对各组文献进行去重处理，并依据对比结果对各项文献中的治理内容进行数据提取；
P3：将提取出的信息进行优化，并构建对应治理方案，同时将其反馈给工作人员。
7.根据权利要求6所述的水质监测动态评价及预警系统，其特征在于，所述智能设备包括智能手机、平板电脑以及笔记本电脑。
8.根据权利要求4所述的水质监测动态评价及预警系统，其特征在于，所述管理平台用于工作人员对治理方案以及水质记录表进行检索查看。
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