CN114708116A - 一种管网监控智能处理系统 - Google Patents
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Abstract
一种管网监控智能处理系统，包括中央控制子系统、远程设备子系统、远程控制子系统，它们通过无线通讯相互连接，其中所述中央控制子系统包括存储单元、处理单元和通讯单元；所述存储单元，存储的信息包括操作人员、远程设备、控制操作的权限；所述处理单元，其与所述存储单元直接或者间接连接，在接收到请求操作指令时，可以调取存储单元的权限信息；当所述操作人员、远程设备、控制操作的权限都符合时，发出操作指令；当不符合时，发出请求审批指令；所述通讯单元，其可以将请求审批指令发送出去并可以接收审批回复指令，所述远程控制子系统可以接收请求审批指令，并发送审批回复指令，并且所述远程设备子系统，可以接收操作指令并执行。
Description
技术领域
本发明涉及一种管线监控智能处理系统及其操作方法。
背景技术
城市综合管网是当代城市建设的重要组成部分，加强城市地上地下管网的智能化管理水平是城市现代化的重要标志。在现代化的城市中，综合管网包括给排水、热力、燃气、供电、通讯等多种管线，如何规范、高效、安全地监测和控制这些管线，是保障整个城市安全、顺利发展的重要基石。随着城市化的快速发展，综合管线的设计、施工、维护都显著落后，这些都导致近年来与管线相关的漏水、热力泄露、燃气泄漏爆炸等事故频发，从城市管理层到普通民众都迫切要求提升城市综合管网的管理水平。
城市和特殊管线中有多种需要远程监控的设备，阀门是其中常见的一种。阀门是城市和特殊管线中流体输送系统中不可或缺的控制部件，具有截止、稳压、止逆、调节、分流、泄压等各项功能，在整个系统中有着至关重要的作用。在管网的日常维护，特别是险情出现时，如何准确、有效、较快地监测和控制阀门是城市管网管理水平的重要体现。在阀门的远程监控中，需要在某个节点发生泄露时，可以及时关闭多个阀门或者其它远程设备。但是在现代城市管线建设中，为满足不同层次的各种特殊需要，往往管线设计的较为复杂，而相应的阀门和远程设备配置也很复杂，现在常见的报警和操作设定方法较为粗放，并不能准确反映操作中不同管线的各个远程设备的优先等级。而且在不同情况下，例如日常维护、检修或者报警，需要的操作和操作对象也不一样。
如何更科学、合理地设定操作权限，减少意外事故和对整个管线的冲击是管网智能管理的重要一环，也是目前尚难以有效解决的问题。为应对日益复杂和紧迫的城市和特殊管网中远程设备，例如阀门，控制的需求，迫切需要提供一种能够根据具体实际情况进行权限管理的系统解决方案。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种管网监控智能处理系统，其包括中央控制子系统、远程设备子系统、远程控制子系统，它们通过无线通讯相互连接，其中所述中央控制子系统包括存储单元、处理单元、通讯单元；
所述存储单元，存储的信息包括操作人员、远程设备、控制操作的权限；
所述处理单元，其与所述存储单元直接或者间接连接，在接收到请求操作指令时，可以调取存储单元的权限信息；当所述操作人员、远程设备的权限都符合时，发出操作指令；当不符合时，发出请求审批指令；
所述通讯单元，其可以将请求审批指令发送出去并可以接收审批回复指令，
所述远程控制子系统可以接收请求审批指令，并发送审批回复指令，并且
所述远程设备子系统，可以接收操作指令并执行。
根据本发明的又一个方面，所述系统，其中当操作指令涉及多个远程设备时，如果其中任意一个所述远程设备的权限不符合，都会发出请求审批指令。
根据本发明的又一个方面，所述系统，其中中央控制子系统通过所述处理单元提前设置远程设备的自动控制，并且在设置前需要检查是否需要审批，然后所述控制权限的信息储存在所述存储单元中。
根据本发明的又一个方面，所述系统，其中所述远程设备可以是阀门。
根据本发明的又一个方面，所述系统，其中所述处理单元提前设置的控制权限是定时阀门自动控制或者报警自动控制。
根据本发明的又一个方面，所述系统，其中所述处理单元在操作中遇到需要定时阀门自动控制或者报警自动控制的情况，需要首先自动检查该阀门是否设置了定时阀门自动控制或者报警自动控制。
根据本发明的又一个方面，所述系统，如果该阀门并未设置定时阀门自动控制或者报警自动控制，则系统自动转为人工处理报警或者定时阀门操作模式。
根据本发明的又一个方面，所述系统，其中所述请求审批指令可以发送给多个远程控制子系统，其中任一远程控制子系统都可以发送审批回复指令。
根据本发明的又一个方面，提供了一种管网监控智能处理方法，其包括如下步骤
将操作人员、远程设备的权限信息存储在存储单元中；
处理单元接收请求操作指令后，调取存储单元的权限信息；
处理单元对所述操作人员、远程设备、控制操作的权限进行核验，当三者都符合时，发出操作指令；当不符合时，发出请求审批指令；
通讯单元将请求审批指令发送；
远程控制子系统接收请求审批指令，并发送审批回复指令；
通讯单元接收审批回复指令；
处理单元根据审批回复指令，发出操作指令。
根据本发明的又一个方面，其中所述方法，当操作指令涉及多个远程设备时，如果其中任意一个所述远程设备的权限不符合，都会发出请求审批指令。
根据本发明的又一个方面，所述方法，其中中央控制子系统通过所述处理单元提前设置远程设备的自动控制，并且在设置前需要检查是否需要审批，然后所述控制权限的信息储存在所述存储单元中。
根据本发明的又一个方面，所述方法，其中所述远程设备是阀门。
根据本发明的又一个方面，所述方法，其中所述处理单元提前设置的控制权限是定时阀门自动控制或者报警自动控制。
根据本发明的又一个方面，所述方法，其中所述处理单元在操作中遇到需要定时阀门自动控制或者报警自动控制的情况，需要首先自动检查该阀门是否设置了定时阀门自动控制或者报警自动控制。
根据本发明的又一个方面，所述方法，如果该阀门并未设置定时阀门自动控制或者报警自动控制，则系统自动转为人工处理报警或者定时阀门操作模式。
根据本发明的又一个方面，所述方法，其中在所述定时阀门自动控制或者报警自动控制的权限设置和操作中，仅需要审批一次。
根据本发明的又一个方面，所述方法，其中所述请求审批指令可以发送给多个远程控制子系统，其中任一远程控制子系统都可以发送审批回复指令。
根据本发明的又一个方面，提供了一种存储介质，其上存储有执行所述管网监控智能处理方法的软件程序。
根据本发明的又一个方面，提供了一种计算机或服务器，其存储有和/或调用并执行所述管网监控智能处理方法的软件程序。
本发明的这些和其它方面将从参考下文的描述变得明显并且得到阐释。
附图说明
图1是一种根据本发明的系统进行权限设定的流程图。
图2表示了一种根据本发明的系统进行操作的流程图。
具体实施方式
提供了一种管网监控智能处理方法和相关系统，包括中央控制子系统、远程设备子系统、远程控制子系统，它们通过无线通讯相互连接，其中所述中央控制子系统包括存储单元、处理单元、通讯单元。系统中的各单元一般包括软件和硬件，各单元功能也一般是通过软件依托硬件来实现的。系统平台一般搭建在服务器上，具有千兆网口、键盘、鼠标、显示屏等输入输出设备。
根据本发明，针对不同的管线，远程设备、操作人员和控制操作本身有不同的权限，当其中任一权限与请求进行的操作不符合时，都需要进行审批。控制操作指对不同远程设备的不同操作类型，比如对阀门，操作有开，关和调节(即阀门开度设定在开和关之间)。这些权限的设置，可以根据一定的规则，比如按照管线类型、地理区域信息、远程设备类型、远程设备的上下游关系来考虑。一线操作人员一般具有有限的权限，仅能对日常操作发出操作指令。在一些特殊情况下，例如维修、报警等，需要操作更重要的远程设备，例如关闭更上游的更大阀门，一线操作人员需要向审批人员请求授权。所有这些权限信息一般储存在中央控制子系统中，以便于维护和保持更新。储存方式应该便于归类和调用，一般可以采用数据库方式进行管理。
请求操作指令是人工输入或者系统自动产生的请求进行某种操作的指令，当请求操作指令被审批批准(如果需要审批)或者不需要批准，中央控制子系统就会发出相应的操作指令给远程设备子系统。
中央控制子系统还包括输入单元，例如键盘、鼠标、触摸屏、声音输入等，操作人员通过这些输入单元可以输入请求操作指令。根据设定规则，某些情况下，请求操作指令还可以自动发出。例如在出现紧急报警的情况下，需要及时处理险情，可以预先编制好请求操作指令，在触发条件满足时，自动发出请求操作指令。这样指令下的操作可以对单个远程设备的控制，也可以是对多个远程设备的控制，即批量操作。例如，在城市供水管线发生泄露险情时，批量操作可以包括关闭泄露节点上下游的阀门；在天然气管线出现多处泄露时，可以批量操作关闭泄露点区域所有的天然气阀门。
中央控制子系统的处理单元是处理权限操作的主要部件。处理单元与输入单元直接或者间接相连，例如通过系统总线或者是某种操作系统。处理单元首先接收请求操作指令，然后调用存储单元的权限信息；处理单元对所述操作人员、远程设备的权限进行核验，当两者都符合时，发出操作指令；当不符合时，发出请求审批指令，并不发出操作指令。另外，权限也可以还包括控制操作的类型。
中央控制子系统的通讯单元可以将请求审批指令发送出去，例如可以通过无线通讯的方式。远程控制子系统可以接收请求审批指令。远程控制子系统可以由合适的人员，例如操作人员的上级人员所控制。当有多个审批人员时，优选根据预先的设定，自动选择有权限、且比操作人员高一级的审批人员；或者，优选多个审批人员的权限相同，即任一审批人员都可以完成审批，这样的设定，可以避免某一个审批人员不能及时查看并完成审批的情况。
远程控制子系统是审批人员与中央控制子系统进行交互的系统，其可以是以软件的形式装载在电子接收设备中，可以显示请求审批指令，并且可以操作以产生审批回复指令。例如，可以安装在电脑、手机、平板电脑(比如iPAD)等中，比如远程控制子系统是APP应用程序的形式，而请求审批指令以“未完成项目”或者“待审批项目”显示。请求审批指令和审批回复指令可以通过2G、3G、4G、5G等无线通讯网络、无线局域网等发送和接收。
中央控制子系统的通讯单元还可以接收审批回复指令，并传输给处理单元。中央控制子系统可以包括通讯服务程序，负责发送和接收。中央控制子系统可以采用TCP网络再连接无线通讯网络，例如2G，3G，4G和5G等。审批回复指令如果批准了授权，处理单元则发出操作指令。操作指令通过通讯单元发送给远程设备子系统。当通讯单元在预设时间内未收到审批回复指令时，控制单元会命令发送单元再次发送请求审批指令。在经过一定等待时间后，若仍然未收到审批回复指令，则会将请求审批指令发送给更高级别的人员，例如操作人员的上两级的人员；或者，同时设定多个审批人员，每个审批人员都可以进行审批。这样可以有效避免审批延误。
当请求操作指令涉及多个远程设备的操作，例如批操作指令，如果其中任一设备或操作类型不符合权限要求，则该批操作指令都不会被执行，而是发出请求审批指令。
远程设备子系统也具有通讯模块和执行模块。通讯模块可以与中央控制子系统通讯，比如接收操作指令。执行模块可以按照操作指令进行设备操作。
所有的通讯、指令的发出、指令的接收和审批等信息都会被记录，以备查找和追溯。
图1表示了一种本发明的系统如何在中央控制子系统进行自动控制设置和控制权限分配的的三种模式的流程图。首先是在设置报警自动控制中，检查阀门是否设置了控制权限，以及操作人员是否对该阀门有控制权限，当两者都肯定时，可以设置报警自动控制。当然，如果对该阀门并未设置控制权限，也可以将报警设定为自动控制，此种情况下，不需要检查操作人员权限。当操作人员没有操作权限时，需要向审批人员(包括有权限的操作人员)发送审批确认提示，即请求审批指令。在审批人员同意后，完成自动控制的设置。如果审批人员不同意，则取消该设置请求。
图1还表示了一种定时自动控制的设置，即在规定的时间点自动进行某项阀门操作的设置。首先检查是否对待操作阀门设置了控制权限，如果不需要控制权限，则操作人员可以直接设定定时自动控制。如果需要控制权限，则检查操作人员是否有权限，如果有则完成设置，如果没有，则向审批人员(包括有权限的操作人员)发送请求审批指令。批准后，完成设置。
图1还展示了一般情况下人工如何完成控制权限的分配的设置。首先选择要控制的阀门，开启阀门的控制权限功能，选择能获得阀门控制权限的人员，保存设置。
图2表示了根据本发明的系统在操作过程中三种情况的流程图，其中自动控制模式以报警情况来说明。针对三种情况，具体的流程有所区别。第一种可能的情况是只对一个阀门进行操作，即单控阀门操作。首先一般由操作人员选择阀门、具体操作类型，并提交操作内容给中央控制子系统的处理单元。处理单元对操作内容进行核验，包括是否对该阀门设置了控制权限，如无，则可以直接发出操作指令，完成阀门操作内容；如有，则再检查操作人员是否有权限；如无，则需发送请求审批指令给审批人员。操作人员和系统可以收到审批人员已经收到指令的提示。当审批同意后，则发出操作指令完成操作。如果审批未通过，则退出执行操作。
第二种情况是当执行批量阀门操作时，一般操作人员选择多个阀门、设定操作类型，并提交操作内容给处理单元。处理单元对内容进行核验，包括批量阀门中是否存在有控制权限的阀门。如果有，则再检查操作人员是否有权限；如无，则请求发送审批指令。操作人员和系统可以收到审批人员已经收到指令的提示。当审批同意后，则发出操作指令完成批量操作。如果审批未通过，则推出执行操作。
第三种是在报警情况下，处理单元首先检查是否报警自动控制。如是，则自动执行阀门操作。如否，则进入人工报警处理界面，包括选择待控制阀门，然后提交操作内容给处理单元。处理单元再检查是否是单个阀门操作，如是，则按照上述人工单控阀门操作进行控制权限检查、审批等流程；如是批量阀门操作，则按照上述人工批量操作中进行控制权限检查、审批等流程。
本发明中，权限设置和具体操作中的情况并非单一对应关系，在报警设置情况下，可能出现自动控制，单控阀门和批量控制阀门的三种情况；在定时自动控制设置下，也可以在操作中出现上面三种情况，处理流程也类似。综上所述，在权限设定层面总共有三种模式设置，报警自动控制、定时阀门控制、人工选择要控制的阀门；在操作层面有三种情况需要应对，单控阀门、批控阀门、自动(报警自动或定时自动)处理阀门。所以，本发明的系统和方法可以方便地设置自动控制和人工控制，同时在自动控制的权限设置和具体操作两个层面都要对阀门和操作人员的权限，是否需要审批，进行检查。但审批只需要批准一次。
通过在权限设置和具体操作两个层面的这样安排，可以一方面方便地进行自动操作设置，在自动和人工操作之间具有很大的选择灵活性，同时在操作中又不会疏漏对远程设备，特别是阀门，权限的检查，避免了引入风险因素，使系统在保障安全性不降低的前提下，可以灵活进行自动和人工操作的设置。本发明的系统和方法在远程管理复杂管线，例如多个(例如至少20个，至少30个，至少100个)阀门时，在保证易操作的前提下，在安全性、可靠性方面具有很大的优势，具有广泛的社会意义。
实施例1
某供热管线定期维护时需要关闭远程设备，操作人员X根据需要，发出关闭远程阀门A、B、C的批操作指令。但此时操作人员X仅对B和C有权限，系统自动发出请求审批指令给审批人员Y和Z，并通知操作人员X。当系统收到Z的审批回复指令是授权时，会记录该回复，同时系统发出对远程阀门A、B、C的批操作指令，并且通知操作人员X。
实施例2
操作人员X根据某供水管线某个节点信息设定报警自动控制的权限设置。但此操作人员X对此远程设备无操作权限，则该自动操作的请求审批指令会发送给X的审批人员Y。当系统收到Y的审批回复指令是授权时，系统会记录该授权并记录该操作为自动执行操作指令，并且通知操作人员X。在该节点发生泄露报警时，系统自动进行权限检查并确认后，自动执行阀门操作。
本发明中，“多个”指至少两个。
尽管已经示出和描述了一些实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理的情况下可以对这些实施例进行改变，本发明的范围在权利要求中限定。
本领域技术人员会理解，在不脱离本发明的全部范围和精神的情况下，可对本申请描述的部件、结构、运动、配合进行修改(添加和/或去除)，本发明的范围和精神涵盖这样的修改以及其任何和全部等同方案。
Claims (16)
1.一种管网监控智能处理系统，包括中央控制子系统、远程设备子系统、远程控制子系统，它们通过无线通讯相互连接，其中
所述中央控制子系统包括存储单元、处理单元、通讯单元，其中
所述存储单元，存储的信息包括操作人员、远程设备的控制权限；
所述处理单元，其与所述存储单元直接或者间接连接，在接收到请求操作指令时，可以调取存储单元的控制权限信息；当所述操作人员、远程设备、控制操作的权限都符合时，发出操作指令给通讯单元；当其中任一项不符合时，发出请求审批指令给通讯单元；和
所述通讯单元，其可以将请求审批指令发送出去并可以接收审批回复指令，
所述远程控制子系统可以接收请求审批指令，并发送审批回复指令，并且
所述远程设备子系统，可以接收所述操作指令并执行。
2.权利要求1的系统，其中当所述操作指令涉及多个远程设备时，如果其中任意一个所述远程设备的权限不符合，都会发出请求审批指令。
3.权利要求1的系统，其中中央控制子系统可以通过所述处理单元提前设置远程设备的自动控制，并且在设置前需要检查是否需要审批，然后所述控制权限的信息储存在所述存储单元中。
4.权利要求3的系统，其中所述远程设备是阀门。
5.权利要求4的系统，其中所述处理单元提前设置的控制权限是定时阀门自动控制或者报警自动控制。
6.权利要求4的系统，其中所述处理单元在操作中遇到需要定时阀门自动控制或者报警自动控制的情况，需要首先自动检查该阀门是否设置了定时阀门自动控制或者报警自动控制。
7.权利要求6的系统，如果该阀门并未设置定时阀门自动控制或者报警自动控制，则系统自动转为人工处理模式。
8.一种管网监控智能处理方法，其包括如下步骤
将操作人员、远程设备、控制操作的权限信息存储在存储单元中；
处理单元接收请求操作指令后，调取所述存储单元的权限信息；
所述处理单元对所述操作人员、远程设备的权限进行核验，当三者都符合时，发出操作指令；当其中任一项不符合时，发出请求审批指令；
通讯单元将请求审批指令发送给远程控制子系统；
远程控制子系统接收请求审批指令，并发送审批回复指令；
通讯单元接收审批回复指令；和
处理单元根据审批回复指令，发出操作指令。
9.权利要求8的方法，其中当操作指令涉及多个远程设备时，如果其中任意一个所述远程设备的权限不符合，都会发出请求审批指令。
10.权利要求8的方法，其中中央控制子系统通过所述处理单元提前设置远程设备的自动控制，并且在设置前需要检查是否需要审批，然后所述控制权限的信息储存在所述存储单元中。
11.权利要求10的方法，其中所述远程设备是阀门。
12.权利要求11的方法，其中所述处理单元提前设置的自动控制是定时阀门自动控制或者报警自动控制。
13.权利要求11的方法，其中所述处理单元在操作中遇到需要定时阀门自动控制或者报警自动控制的情况，需要首先自动检查该阀门是否设置了定时阀门自动控制或者报警自动控制。
14.权利要求13的方法，如果该阀门并未设置定时阀门自动控制或者报警自动控制，则系统自动转为人工处理报警或者定时阀门操作模式。
15.权利要求13的方法，其中在所述定时阀门自动控制或者报警自动控制的权限设置和操作中，仅需要审批一次。
16.权利要求8的方法，其中所述请求审批指令可以发送给多个远程控制子系统，其中任一远程控制子系统都可以发送审批回复指令。
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2022
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