CN115031788A - 一种基于管廊的智慧排水系统、平台及方法 - Google Patents

一种基于管廊的智慧排水系统、平台及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于管廊的智慧排水系统、平台及方法，系统包括：数据采集模块，用于定时采集管廊舱室液位、水泵运行参数及降雨量；数据处理模块，用于对采集的数据进行预处理，将预处理后数据根据不同的业务逻辑在数据库中进行分块存储，并调用预先配置的预警指标和预警条件进行判断，在满足预警条件时，向RabbitMQ发送预警消息；数据存储模块，用于存储固定数据、配置数据、采集数据及统计数据；统计分析模块，用于按照预设周期对舱室积水情况、水泵排水情况进行统计分析和展示；预警调度模块，用于预警调度配置，通过监听RabbitMQ消息获取预警记录，根据预警记录进行预警匹配，根据预警匹配结果发送告警信息，并在满足排水条件时自动执行相匹配的排水方案。

Description

一种基于管廊的智慧排水系统、平台及方法
技术领域
本发明涉及智慧运营领域，尤其涉及管廊等地下综合体的基础设施建设运营过程中的数据采集、实时监控、数据分析、预警调度等，具体为一种基于管廊的智慧排水系统、平台及方法。
背景技术
目前在管廊运营过程中，发现管廊舱室之中存在一定的积水。积水会造成管廊里面的设备使用年限下降，甚至一些设备因为涉水而故障；并且管道的污水进行发酵也会产生可燃气体造成安全事故。
一般情况下，管廊的长度比较长，由多个舱室组成，每个舱室里面有多个摄像头。运营人员需要通过查询摄像头去判断舱室是否有积水，然后操作舱中水泵进行排水。当操作水泵进行排水时，运营人员还需要盯着水泵排水，并在排水完成之后关闭水泵以防水泵进行空转。
通过查询监控的方式来判断是否有积水，其实时性和准确性很低；同时，通过人工的方式进行排水效率非常的低，在多处出现积水的情况下没有办法进行及时排水；并且没有对积水和排水记录以及天气信息的存储。管理人员不能通过积水、排水及天气相关数据从宏观的角度判断管廊的运营状态并进行指导工作，运营人员也不能通过这些数据进行设备维修、故障分析等操作。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于管廊的智慧排水系统、平台及方法，用以解决上述至少一个技术问题。
一方面，本发明提供一种基于管廊的智慧排水系统，包括：
数据采集模块，用于定时采集管廊舱室液位、水泵运行参数及降雨量，并将采集的数据通过MQTT协议发送至数据处理模块；
数据处理模块，用于对采集的数据进行预处理，将预处理后的数据根据不同的业务逻辑在数据库中进行分块存储，并调用预先配置的预警指标和预警条件进行判断，在预警指标满足预警条件时，向RabbitMQ发送预警消息；
数据存储模块，用于存储固定数据、配置数据、采集数据及统计数据；
统计分析模块，用于按照预设周期对舱室积水情况、水泵排水情况进行统计分析和展示；
预警调度模块，用于预警调度配置，并通过监听RabbitMQ消息获取预警记录，根据预警记录调用数据存储模块存储的配置数据进行预警匹配，根据预警匹配结果发送告警信息，并在满足排水条件时自动执行相匹配的排水方案。
上述技术方案通过数据采集模块定时获取现场的积水相关数据，包括舱室液位、水泵运行状态及实时降雨量等，这些积水相关数据的其中部分或全部可以作为舱室积水的预警指标进行配置，具体配置由运营人员来执行，提高系统的灵活性。
上述技术方案通过数据处理模块对现场采集并发送的数据进行预处理，剔除异常数据，得到便于存储的标准化数据，并根据不同的用途在数据库进行分块存储，便于对不同用途数据的统计分析，从而为评估管廊运营情况提供数据支撑，以及为设备检修、故障分析提供数据建议。同时，该技术方案在判断预警指标满足预警条件时，通过向RabbitMQ发送预警消息来实现预警信息传递，充分利用RabbitMQ动态监听功能，提高管廊内出现多舱室均需要发送预警消息时的处理效率。
上述技术方案提供了可配置的预警调度模块，便于运营人员在系统运行前，根据实际需求对管廊内的舱室积水预警因素进行针对性配置，保证舱室内实现自动积水检测、自动排水的准确性及可靠性。并且，这些舱室积水预警因素在后期也可以修改，以更适应管廊的运营状态。
考虑到管廊内舱室较多，每个舱室的积水情况并不相同，因此通过统计分析模块定期对各舱室的积水情况及水泵排水情况进行统计分析和展示，从而为管理人员评判管廊运营好坏提供一定的数据支撑，为运营人员进行设备检修、故障分析提供指导建议，同时为将来的大数据分析、人工智能预测打下数据基础。
作为进一步的技术方案，所述预警指标包括舱室液位或降雨量；所述预警条件包括：舱室液位大于安全液位或实时降雨量大于水泵排水量。所述预警指标和预警条件均可提前配置，通过对管廊内舱室积水因素的经验判断来配置；也可在运行一段时间后进行修改，以根据管廊运行的实际情况调整舱室积水因素的预警指标及预警条件，使其更贴近实际工况。
进一步来说，所述舱室液位包括实际液位和安全液位，当实际液位超过安全液位时，就可能导致舱室积水，此时发送预警信息，待预警调度模块监听到该预警信息，通过预警匹配确定相应的排水方案后，发送指令控制对应的水泵启动并执行自动排水。
大部分情况下，可设置舱室液位作为预警指标。在该预警指标发生效力并执行自动排水过程中，计算水泵排水量，并与水泵的额定排水量进行比较，当两者相差较大时，则报警提醒对水泵进行维护，以保证水泵正常工作。
在采用降雨量作为预警指标时，可调用当前降雨量并与水泵排水量进行比较，若当前降雨量远大于水泵排水量，则需在舱室液位超过安全液位之前，即启动自动排水，以避免降雨量过大导致排水速度慢、舱室电子设备排水时间变长的问题。
作为进一步的技术方案，所述固定数据指预先导入数据库且正常情况下不会变动的系统数据；所述配置数据指在预警调度模块中配置的预警相关数据；所述采集数据指数据处理模块输出的数据；所述统计数据指基于采集数据进行统计计算的数据。
进一步地，所述固定数据包括舱室的位置信息、监控设备位置信息、监控设备和舱室对应关系、舱室和水泵对应关系。所述配置数据包括水泵进行排水积水液位、水泵关闭排水积水液位、预警信息配置、预警发送人员、预警短信模板配置、预警发送方式配置、告警信息发送等，这些数据可根据实际需求选择部分或全部进行配置。所述采集数据包括数据处理模块标准化后的舱室液位、水泵运行参数及雨量计，这里也可以包括监控设备的运行参数，以便于对监控设备的运行状态进行定期统计分析。所述统计数据由统计分析模块得到，按照预设的周期，如每天或每月，对采集数据进行统计分析和展示。
作为进一步的技术方案，所述预警相关数据包括：预警指标、预警条件、预警人员、预警方式、预警内容、自动排水条件、排水方案；其中，所述预警人员、预警方式、预警内容构成告警模板，所述自动排水条件与舱室液位和/或当前降雨量相适配，所述排水方案配置有多个且分别对应不同的自动排水条件。
进一步地，所述预警调度模块在监听RabbitMQ时，若监听到消息则会生成一个预警记录，根据所述预警记录，调用配置的预警相关数据，根据配置的告警模板生成告警信息并发送给相关人员进行告警提醒。同时，判断所述预警记录里的预警指标是否满足自动排水条件，若满足，则根据预警指标调用相匹配的排水方案，执行自动排水。
作为进一步的技术方案，在预警指标满足预警条件时，判定出现舱室积水，此时满足自动排水条件，触发排水方案的选择；并根据舱室的实际液位与安全液位的差值选择对应的排水方案，不同的排水方案对应启动水泵的不同排放等级。
进一步地，对于舱室内只配置一个水泵的情况，可根据水泵的不同排放等级来配置不同的排水方案。
进一步地，对于舱室内配置多个水泵的情况，多个水泵布设在不同的位置，部分或全部的启动这些水泵所达到的排水效果是不同的，因此，可根据这些水泵的不同组合配置不同的排水方案。运营人员在配置预警相关数据时，可根据实际需求为不同的排水方案设置不同的排水条件，只要达到该条件，即可启动对应的排水方案。
进一步地，当检测到实际液位小于预设液位时，关闭水泵，停止自动排水，避免水泵空转。
作为进一步的技术方案，所述系统还包括实时监控模块，用于实时监控管廊内的舱室详情、水泵详情、监控设备详情及降雨量详情，并通过监控页面进行展示。
所述实时监控模块通过GIS技术在地图上实时展示舱室、水泵、监控设备的地理位置分布信息；并在监控页面上实时显示有积水舱的总数量、运行水泵总数量、当前降雨量信息。这些有积水舱的总数量、运行水泵总数量、当前降雨量信息由统计分析模块统计分析后存储在数据存储模块中，实时监控模块的监控页面每隔预设时间通过http轮询方式获取数据存储模块中存储的这些信息，来达到实时监控效果。
在监控页面上，通过鼠标点击或者悬浮到有积水舱室的总数量会展示当前积水舱室的信息，点击舱室会进入舱室的详情页面；鼠标点击或者悬浮到运行水泵总数量会展示当前运行水泵的信息，点击水泵会进入水泵详情页面。
一方面，本发明提供一种基于管廊的智慧排水平台，用于实现所述的系统，所述平台包括：基础设施层，配置有数据采集模块，用于舱室液位、水泵运行参数、监控设备运行参数及降雨量的现场采集；数据处理层，配置有数据处理模块，用于对现场采集的数据通过规则引擎进行预处理，并根据不同的业务逻辑进行数据分发；存储层，配置有数据存储模块，用于存储数据处理层及业务层的数据；业务层，配置有实时监控模块、统计分析模块和预警调度模块，用于对舱室、水泵、监控设备及降雨量详情进行实时监控，对现场采集数据进行定期统计分析，对积水预警方案进行配置、选择及自动执行；显示层，用于显示实时监控模块、统计分析模块及预警调度模块的信息；访问层，用于通过app或pc端访问显示实时监控模块、统计分析模块及预警调度模块。
上述技术方案在上线运行后，运营人员可以登陆系统的GIS大屏幕来实时监控管廊积水情况；进入统计分析模块可以看到水泵历史排水统计、舱室历史积水信息；进入预警调度模块对预警和自动执行预案的配置进行新增和修改。当管廊的某一处出现积水时，管廊内液位采集器会将采集数据发送到数据处理模块，数据处理模块发现液位达到告警阈值会生成一条告警记录，并且会根据预警配置给告警人员发送告警信息，并自动执行排水方案。
上述技术方案可便于运营人员或管理人员通过移动端或pc端直接访问平台，查看实时监控情况、统计分析情况及预警调度情况，在实现积水自动检测及自动排出的同时，通过显示层及时、直观看到舱室、水泵等设备运行情况，提高对舱室积水检测及积水排出的监控力度。该技术方案搭建的平台具有高度扩展性，可适用于不同的管廊或具有管廊结构的地下综合体项目，并且能够和其他系统进行集成达到智慧运营的效果。
一方面，本发明提供一种基于管廊的智慧排水方法，采用所述的系统实现，所述方法包括：
定时采集管廊舱室液位、水泵运行参数及降雨量，并通过MQTT协议进行发送；
对采集的数据进行预处理，将预处理后的数据根据不同的业务逻辑在数据库中进行分块存储，并调用预先配置的预警指标和预警条件进行判断，在预警指标满足预警条件时，向RabbitMQ发送预警消息；
监听RabbitMQ消息获取预警记录，根据预警记录调用存储的配置数据进行匹配，根据匹配结果发送告警信息，并在满足排水条件时自动执行相匹配的排水方案。
上述技术方案通过实时获取管廊内积水相关数据，根据预先配置的预警指标及预警条件进行预警判断，并在满足预警条件时，调用预先配置的相关数据进行查询匹配，向工作人员发送告警信息，同时判断查询的预警记录是否满足排水条件，若满足，则自动执行排水方案，实现管廊内舱室积水的自动检测自动排水。该技术方案中的预警指标、预警条件及积水预警相关数据均可根据实际工况配置或修改，满足不同管廊项目的实际需求。
作为进一步的技术方案，所述方法进一步包括：
确定舱室液位采集器、水泵、雨量计及监控设备的物理布局，记录各舱室的采集器、水泵、雨量计及监控设备的位置信息和从属关系；
创建管廊，录入管廊的基本信息，同时录入采集器、水泵、雨量计及监控设备的位置信息和从属关系；
录入项目人员的组织结构信息和人员信息；
配置或调整预警调度相关数据；
启动智慧排水系统，实时监控舱室、水泵、雨量计及监控设备的运行状态并通过监控页面进行展示。
作为进一步的技术方案，所述方法进一步包括：按照预设周期对舱室积水情况、水泵排水情况进行统计分析和展示。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
（1）本发明通过数据采集模块定时获取现场的积水相关数据，包括由舱室液位变化、水泵运行状态变化及实时降雨量变化导致的积水相关数据，这些积水相关数据的其中部分或全部可以作为舱室积水的预警指标进行配置，具体配置由运营人员来执行，提高系统的灵活性。
（2）本发明通过数据处理模块对现场采集并发送的数据进行预处理，剔除异常数据，得到便于存储的标准化数据，并根据不同的用途分发到数据库进行分块存储，便于对不同用途数据的统计分析，从而为评估管廊运营情况提供数据支撑，以及为设备检修、故障分析提供数据建议；同时，在判断预警指标满足预警条件时，通过向RabbitMQ发送预警消息来实现预警信息传递，充分利用RabbitMQ动态监听功能，提高管廊内出现多舱室均需要发送预警消息时的处理效率。
（3）本发明提供了可配置的预警调度模块，便于运营人员在系统运行前，根据实际需求对管廊内的舱室积水预警因素进行针对性配置，保证舱室内实现自动积水检测、自动排水的准确性及可靠性。并且，这些舱室积水预警因素在后期也可以修改，以更适应管廊的运营状态。
（4）本发明通过统计分析模块定期对各舱室的积水情况及水泵排水情况进行统计分析和展示，从而为管理人员评判管廊运营好坏提供一定的数据支撑，为运营人员进行设备检修、故障分析提供指导建议，同时为将来的大数据分析、人工智能预测打下数据基础。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的基于管廊的智慧排水系统的示意图。
图2为根据本发明又一实施例的基于管廊的智慧排水系统的示意图。
图3为根据本发明另一实施例的基于管廊的智慧排水平台的示意图。
图4为根据本发明另一实施例的基于管廊的智慧排水方法流程图。
图5为根据本发明另一实施例的数据采集及处理流程图。
图6为根据本发明另一实施例的预警调度流程图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
本实施例提供一种基于管廊的智慧排水系统，如图1所示，包括：数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、统计分析模块、预警调度模块，所述数据采集模块与数据处理模块相连，所述数据处理模块的输出端与数据存储模块和预警调度模块相连，所述统计分析模块和数据存储模块相连。
所述数据采集模块，配置有雨量计、液位采集器、监控摄像头和水泵信息采集器。所述雨量计获取舱室的实时雨量，所述液位采集器获取舱室的实时液位，所述监控摄像头获取舱室的视频影像或图片，所述水泵信息采集器获取开启水泵、关闭水泵信息。
在水泵正常工作时，根据舱室液位变化结合舱室尺寸信息，可以计算出水泵的排水量。同样，根据水泵的排水量结合水泵的开关时间，可以计算出水泵的排水速度。
在水泵非正常工作时，计算出的排水量与水泵的额定排水量相差较大，此时可触发报警，提醒工作人员及时进行维护或更换，以保证舱室能够正常排水。
实际应用中，将雨量计、液位采集器、监控摄像头和水泵信息采集器等设备提前装到管廊之中。采集器会定时采集目标参数信息，并通过MQTT协议将采集到的参数信息发送出去，数据处理模块会消费这部分数据进行处理。
数据处理模块通过MQTT协议去消费设备采集到的数据，对采集的现场数据进行过滤、标准化和分发，将标准化后的数据根据不同的业务逻辑在数据库进行分块存储，并调用预先配置的预警指标和预警条件进行判断，在预警指标满足预警条件时，向RabbitMQ发送预警消息。
现场采集到的原始数据的部分和真实数据有很大的误差，这部分误差是因为环境等不可预期因素照成。将采集到的数据通过规则引擎进行预处理，将一些有明显误差数据按照规则引擎中的规则进行处理来保证数据准确性。
规则引擎主要包括三个部分：第一部分是如何定义有误差的数据，可由工作人员依据实际需求进行定义；第二部分是对于这部分数据如何进行处理，一般情况下选择人工修订或者删除；第三个是进行数据标准化处理，将非标准化的数据通过一定计算转化成标准化数据。
经过了规则引擎的处理后，还需要对数据进行分发。分发主要是完成两个功能：第一个功能是数据流的存储分发，采集的数据是包含很多领域的聚合数据，需要根据不同用途将数据分发到不同数据库进行存储。第二功能是和预警调度模块进行集成,当采集指标数据满足预警调度模块的预警条件时候会向RabbitMQ发送一条消息，预警调度模块会通过监听RabbitMQ消费消息。
数据存储模块进行数据存储，其存储技术选型是MySQL、elasticsearch、TSDB。存储内容主要包括以下四个部分的数据：固定数据、配置数据、采集数据、统计数据。
固定数据是指那些基本上不会更改的数据，包括：舱室的位置信息、摄像头位置信息、摄像头和舱室对应关系，舱室和水泵对应关系。这部分数据由运营人员给开发人员，开发人员将这部分数据提前导入数据库中，如果后期数据有变动，也是运营人员通知开发人员进行数据的修改。
配置数据是指一些系统的配置信息，包括：积水液位告警、水泵进行排水积水液位、水泵关闭排水积水液位、预警信息配置、预警发送人员、预警短信模板配置、预警发送方式配置、预警发送等。这部分数据是运营人员在预警调度模块进行配置并存储到数据库中。
采集数据是数据处理模块输出数据，这部分通过数据处理模块直接存储到数据库中。统计数据是基于采集数据进行统计计算的数据。
统计数据是统计分析模块按照预设周期，如每天、每月等，定时对采集数据进行统计计算的数据，这些计算结果存储在数据库中。
统计分析模块是统计、分析并展示排水相关的统计数据。将按照每天、每月计算的统计数据存储到数据存储模块，并根据不同纬度来展示这些数据。举例而言，统计分析模块会展示根据积水次数、平均积水次数对舱室进行倒序展示的舱室积水信息，点击舱室详情可以看到横坐标是事件轴，纵坐标是积水、雨量的变化曲线图。图上标记重要的事件信息，包括：水泵开启、水泵关闭等。又例如，该模块会根据水泵执行次数、平均执行时间、总抽水量进行倒序展示水泵的排水信息。点击水泵详细可以看到以天为横坐标，排水次数、排水时间、排水量为纵坐标的柱状图，点击或者悬浮到某一天可以看到该天的详细排水记录。
预警调度模块是提供给运营人员进行预警调度配置，系统会按照运营人员配置自动进行预警和预案执行，这里的预案指预先配置的排水方案。
运营人员可以根据经验来来配置一个积水预警模板，模板需要配置内容包括：预警指标、预警条件、预警人员、预警方式、预警内容、自动执行预案的条件、选择需要执行的预案。完成上述的配置之后，系统会按照设置的流程来告警和自动执行预案流程。
首先数据处理模块会根据预警指标和预警条件去进行判断，如果满足预警条件会向RabbitMQ中发送消息。预警调度模块监听RabbitMQ，当有消息会生成一个预警记录，接着会根据配置的发送方式（邮件、短信、电话）、发送内容给配置的发送人发送告警；然后判断是否满足预案条件，如果满足预案就自动生成详细预案，并通过设备控制自动执行预案，这里的设备控制指水泵的开启或关停。
在配置排水预案前，会根据舱室积水、水泵位置信息建立模型并进行仿真，得出最优的排水方案，该模型建立及仿真可采用现有技术实现，在此不做赘述。在配置好预警调度模块后，若达到自动排水条件，则通过控制水泵设备执行对应的排水方案。
所述系统通过上述的多个模块协同工作，能够完成管廊的自动排水，减少管廊的积水时长，以达到提高管廊内电子设备使用寿命和减少易燃、有毒气体的目的。并且，积水相关的统计数据为管理人员判断管廊运营状态指标提供数据支撑，能够指导运营人员对管廊进行维修和故障分析，以达到管廊的智慧运营效果。
优选地，如图2所示，本实施例所述系统还包括实时监控模块，用于实时监控管廊内的舱室详情、水泵详情、监控设备详情及降雨量详情，并通过监控页面进行展示。
该模块通过GIS技术在地图上实时展示舱室、水泵、监控摄像头等地理位置分布信息；并在监控页面上实时显示有积水舱室的总数量、运行水泵总数量、当前降雨量信息。
考虑到舱室、水泵、监控摄像头等信息的地理位置是不变化的，因此监控页面会缓存这部分信息，只有初次进入监控页面时才会加载位置信息。监控页面上每1s通过http轮询方式获取数据存储模块中积水舱室的总数量、运行水泵的总数量、当前降雨量等信息来达到实时监控效果。
鼠标点击或者悬浮到有积水舱室的总数量会展示当前积水舱室的信息，点击舱室会进入舱的详情页面；鼠标点击或者悬浮到运行水泵总数量会展示当前运行水泵的信息，点击水泵会进入水泵详情页面。
此外，在GIS地图上点击舱室的图标也会进入舱室详情页中，点击水泵也会进入水泵详情页中，点击监控摄像头能看到监控摄像头的内容。舱室详情中显示当前页面积水、降雨量信息，运行的水泵信息以及舱室的二维切面信息，以及舱室的历史积水情况。点击舱室的二维切面中的水泵、监控摄像头之后分别进入水泵详情、监控摄像头页面。水泵详情页展示水泵当前状态以及一些水泵历史排水信息等。
作为一种实施方式，所述预警指标包括舱室液位或降雨量；所述预警条件包括：舱室液位大于安全液位或实时降雨量大于水泵排水量。所述预警指标和预警条件均可提前配置，通过对管廊内舱室积水因素的经验判断来配置；也可在运行一段时间后进行修改，以根据管廊运行的实际情况调整舱室积水因素的预警指标及预警条件，使其更贴近实际工况。
进一步来说，所述舱室液位包括实际液位和安全液位，当实际液位超过安全液位时，就可能导致舱室积水，此时发送预警信息，待预警调度模块监听到该预警信息，通过预警匹配确定相应的排水方案后，发送指令控制对应的水泵启动并执行自动排水。
大部分情况下，可设置舱室液位作为预警指标。在该预警指标发生效力并执行自动排水过程中，计算水泵排水量，并与水泵的额定排水量进行比较，当两者相差较大时，则报警提醒对水泵进行维护，以保证水泵正常工作。
在采用降雨量作为预警指标时，可调用当前降雨量并与水泵排水量进行比较，若当前降雨量远大于水泵排水量，则需在舱室液位超过安全液位之前，即启动自动排水，以避免降雨量过大导致排水速度慢、舱室电子设备排水时间变长的问题。
在舱室液位低于预设的最低液位后，停止水泵，避免水泵空转。
优选地，所述预警调度模块中可配置的预警相关数据包括：预警指标、预警条件、预警人员、预警方式、预警内容、自动排水条件、排水方案；其中，所述预警人员、预警方式、预警内容构成告警模板，所述自动排水条件与舱室液位和/或当前降雨量相适配，所述排水方案配置有多个且分别对应不同的自动排水条件。
进一步地，所述预警调度模块在监听RabbitMQ时，若监听到消息则会生成一个预警记录，根据所述预警记录，调用配置的预警相关数据，根据配置的告警模板生成告警信息并发送给相关人员进行告警提醒。同时，判断所述预警记录里的预警指标是否满足自动排水条件，若满足，则根据预警指标调用相匹配的排水方案，执行自动排水。
优选地，在预警指标满足预警条件时，判定出现舱室积水，此时满足自动排水条件，触发排水方案的选择；并根据舱室的实际液位与安全液位的差值选择对应的排水方案，不同的排水方案对应启动水泵的不同排放等级。
进一步地，对于舱室内只配置一个水泵的情况，可根据水泵的不同排放等级来配置不同的排水方案。
进一步地，对于舱室内配置多个水泵的情况，多个水泵布设在不同的位置，部分或全部的启动这些水泵所达到的排水效果是不同的，因此，可根据这些水泵的不同组合配置不同的排水方案。运营人员在配置预警相关数据时，可根据实际需求为不同的排水方案设置不同的排水条件，只要达到该条件，即可启动对应的排水方案。
进一步地，当检测到实际液位小于预设液位时，关闭水泵，停止自动排水，避免水泵空转。
本实施例提供一种基于管廊的智慧排水平台，如图3所示，用于实现所述的系统，所述平台包括：基础设施层，配置有数据采集模块，用于舱室液位、水泵运行参数、监控设备运行参数及降雨量的现场采集；数据处理层，配置有数据处理模块，用于对现场采集的数据通过规则引擎进行预处理，并根据不同的业务逻辑进行数据分发；存储层，配置有数据存储模块，用于存储数据处理层及业务层的数据；业务层，配置有实时监控模块、统计分析模块和预警调度模块，用于对舱室、水泵、监控设备及降雨量详情进行实时监控，对现场采集数据进行定期统计分析，对积水预警方案进行配置、选择及自动执行；显示层，用于显示实时监控模块、统计分析模块及预警调度模块的信息；访问层，用于通过app或pc端访问显示实时监控模块、统计分析模块及预警调度模块。
该平台在上线运行后，运营人员可以登陆系统的GIS大屏幕来实时监控管廊积水情况；进入统计分析模块可以看到水泵历史排水统计、舱室历史积水信息；进入预警调度模块对预警和自动执行预案的配置进行新增和修改。当管廊的某一处出现积水时，管廊内液位采集器会将采集数据发送到数据处理模块，数据处理模块发现液位达到告警阈值会生成一条告警记录，并且会根据预警配置给告警人员发送告警信息，并自动执行排水方案。
所述的平台可便于运营人员或管理人员通过移动端或pc端直接访问平台，查看实时监控情况、统计分析情况及预警调度情况，在实现积水自动检测及自动排出的同时，通过显示层及时、直观看到舱室、水泵等设备运行情况，提高对舱室积水检测及积水排出的监控力度。该技术方案搭建的平台具有高度扩展性，可适用于不同的管廊或具有管廊结构的地下综合体项目，并且能够和其他系统进行集成达到智慧运营的效果。
本实施例提供一种基于管廊的智慧排水方法，如图4所示，采用所述的系统实现，所述方法包括：
步骤1，定时采集管廊舱室液位、水泵运行参数及降雨量，并通过MQTT协议进行发送。
步骤2，对采集的数据进行预处理，将预处理后的数据根据不同的业务逻辑在数据库中进行分块存储，并调用预先配置的预警指标和预警条件进行判断，在预警指标满足预警条件时，向RabbitMQ发送预警消息。
如图5所示，采集设备，如液位采集器、水泵信息采集器、雨量计等，定时采集管廊舱室液位、水泵运行参数及降雨量，并通过MQTT协议发送到数据处理模块。数据处理模块通过规则引擎进行预处理，若数据合规，则进行数据标准化处理后，再进行数据分发；若数据不合规，则通过人工修订方式修订合规后再进行数据标准化处理，对于其中差异明显的数据，可直接丢弃。
根据数据的不同用途，将标准化后的数据分在数据库进行分块存储。统计分析模块配置定时任务，调用数据库MySQL中的数据进行统计分析。
在进行数据分发时，同时判断预警指标是否满足预警条件，若满足，则向RabbitMQ发送预警消息。
步骤3，监听RabbitMQ消息获取预警记录，根据预警记录调用存储的配置数据进行匹配，根据匹配结果发送告警信息，并在满足排水条件时自动执行相匹配的排水方案。
如图6所示，预警调度模块通过监听RabbitMQ消息获取预警记录，调用配置信息生成预警信息，然后调用配置的人员和消息模板生成告警信息并发送。同时，在满足自动排水条件时，调用配置的水泵和积水信息，自动生成排水预案，自动开始水泵并在排水结束时自动关闭水泵。这里水泵的自动开始、自动关闭信息上传至数据库中保存，便于后续统计分析。
优选地，所述方法按照预设周期对舱室积水情况、水泵排水情况进行统计分析和展示。如图5所示，通过配置的定时任务，按照预定的周期进行舱室积水、水泵排水的统计分析。
优选地，所述方法针对积水情况进行可视化页面展示，运营人员能够在系统中实时监控整个舱室、水泵、雨量信息。在舱室发生积水的时候，页面会有一些显著的提醒。并且页面上聚合摄像头等相关信息，避免登陆多个系统查询。
该方法需要购买的物理设备包括：液位采集器、雨量采集器、监控摄像头，部署服务器：16核32G服务器。将物理设备放置于管廊之中，系统部署到服务器上。所述系统包含数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、实时监控模块、统计分析模块、预警调度模块。
所述方法在实施前进一步包括：
步骤101，开发和运营人员一起确定监控摄像头、水泵信息采集器、液位及雨量采集器的物理布局，并将监控摄像头、水泵、采集器、舱室的位置信息和从属关系记录下来。
步骤102，安装人员根据步骤101中的位置信息去安装监控摄像头、水泵、采集器。
步骤103，创建管廊，填写管廊的基本信息，提前录入管廊、舱室、监控摄像头、水泵的位置信息和从属关系。
步骤104，运营人员录入项目人员的组织结构信息、人员信息（包含邮箱、手机号码）。
步骤105，运营人员配置或者调整预警调度相关的参数，包括：预警指标、预警条件、预警人员、预警方式、预警内容、自动执行预案的条件、选择需要执行的预案。
步骤106，软件项目部署上线。
项目上线之后，运营人员可以登陆系统来GIS大屏幕实时监控管廊积水情况；进入统计分析模块可以看到泵历史排水统计、舱历史积水信息；进入预警调度模块对预警和自动执行预案的配置进行新增和修改。当管廊的某一处出现积水时，管廊内液位采集器会将采集数据发送到数据处理模块，数据处理模块发现液位达到告警阈值会生成一条告警记录，并且会根据预警配置给告警人员发送告警信息。最后根据预案配置去仿真得到最优的排水方案，最终执行排水方案。
本方法能够自动的定位出有积水的舱室，并且能够进行智慧排水。相比与人工的方式，自动定位积水更加快、更加准确；自动排水的更高效、更安全。
本方法通过实现实时监控、自动排水、统计分析，实现减少运营人力、减少管廊积水次数和积水时间的效果，最终提高管廊内部设备使用寿命、减少生成管廊有毒气体的效果。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。

Claims (10)

1.一种基于管廊的智慧排水系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于定时采集管廊舱室液位、水泵运行参数及降雨量，并将采集的数据通过MQTT协议发送至数据处理模块；
数据处理模块，用于对采集的数据进行预处理，将预处理后的数据根据不同的业务逻辑在数据库中进行分块存储，并调用预先配置的预警指标和预警条件进行判断，在预警指标满足预警条件时，向RabbitMQ发送预警消息；
数据存储模块，用于存储固定数据、配置数据、采集数据及统计数据；
统计分析模块，用于按照预设周期对舱室积水情况、水泵排水情况进行统计分析和展示；
预警调度模块，用于预警调度配置，并通过监听RabbitMQ消息获取预警记录，根据预警记录调用数据存储模块存储的配置数据进行预警匹配，根据预警匹配结果发送告警信息，并在满足排水条件时自动执行相匹配的排水方案。
2.根据权利要求1所述一种基于管廊的智慧排水系统，其特征在于，所述预警指标包括舱室液位或降雨量；所述预警条件包括：舱室液位大于安全液位或实时降雨量大于水泵排水量。
3.根据权利要求1所述一种基于管廊的智慧排水系统，其特征在于，所述固定数据指预先导入数据库且正常情况下不会变动的系统数据；所述配置数据指在预警调度模块中配置的预警相关数据；所述采集数据指数据处理模块输出的数据；所述统计数据指基于采集数据进行统计计算的数据。
4.根据权利要求3所述一种基于管廊的智慧排水系统，其特征在于，所述预警相关数据包括：预警指标、预警条件、预警人员、预警方式、预警内容、自动排水条件、排水方案；其中，所述预警人员、预警方式、预警内容构成告警模板，所述自动排水条件与舱室液位和/或当前降雨量相适配，所述排水方案配置有多个且分别对应不同的自动排水条件。
5.根据权利要求4所述一种基于管廊的智慧排水系统，其特征在于，在预警指标满足预警条件时，判定出现舱室积水，此时满足自动排水条件，触发排水方案的选择；并根据舱室的实际液位与安全液位的差值选择对应的排水方案，不同的排水方案对应启动水泵的不同排放等级。
6.根据权利要求1所述一种基于管廊的智慧排水系统，其特征在于，所述系统还包括实时监控模块，用于实时监控管廊内的舱室详情、水泵详情、监控设备详情及降雨量详情，并通过监控页面进行展示。
7.一种基于管廊的智慧排水平台，用于实现权利要求1-6中任一项所述的系统，其特征在于，所述平台包括：基础设施层，配置有数据采集模块，用于舱室液位、水泵运行参数、监控设备运行参数及降雨量的现场采集；数据处理层，配置有数据处理模块，用于对现场采集的数据通过规则引擎进行预处理，并根据不同的业务逻辑进行数据分发；存储层，配置有数据存储模块，用于存储数据处理层及业务层的数据；业务层，配置有实时监控模块、统计分析模块和预警调度模块，用于对舱室、水泵、监控设备及降雨量详情进行实时监控，对现场采集数据进行定期统计分析，对积水预警方案进行配置、选择及自动执行；显示层，用于显示实时监控模块、统计分析模块及预警调度模块的信息；访问层，用于通过app或pc端访问显示实时监控模块、统计分析模块及预警调度模块。
8.一种基于管廊的智慧排水方法，采用权利要求1-6中任一项所述的系统实现，其特征在于，所述方法包括：
定时采集管廊舱室液位、水泵运行参数及降雨量，并通过MQTT协议进行发送；
对采集的数据进行预处理，将预处理后的数据根据不同的业务逻辑在数据库中进行分块存储，并调用预先配置的预警指标和预警条件进行判断，在预警指标满足预警条件时，向RabbitMQ发送预警消息；
监听RabbitMQ消息获取预警记录，根据预警记录调用存储的配置数据进行匹配，根据匹配结果发送告警信息，并在满足排水条件时自动执行相匹配的排水方案。
9.根据权利要求8所述一种基于管廊的智慧排水方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
确定舱室液位采集器、水泵、雨量计及监控设备的物理布局，记录各舱室的采集器、水泵、雨量计及监控设备的位置信息和从属关系；
创建管廊，录入管廊的基本信息，同时录入采集器、水泵、雨量计及监控设备的位置信息和从属关系；
录入项目人员的组织结构信息和人员信息；
配置或调整预警调度相关数据；
启动智慧排水系统，实时监控舱室、水泵、雨量计及监控设备的运行状态并通过监控页面进行展示。
10.根据权利要求8所述一种基于管廊的智慧排水方法，其特征在于，所述方法进一步包括：按照预设周期对舱室积水情况、水泵排水情况进行统计分析和展示。
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