CN115165466B - 一种河道自动监测水站的取水系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种河道自动监测水站的取水系统，包括：数据监测模块，用于确定自动监测水站与取水点的高程差以及河道内的水位值；设置模块，用于基于高程差以及水位值确定预设取水设备的工作参数，并基于工作参数对预设取水设备的运行数据进行调整；取水模块，用于确定取水间隔，并基于取水间隔控制调整后的预设取水设备对河道内的河水进行抽取。通过对自动监测水站与取水点的高程差以及河道内的水位值进行准确获取，实现对预设取水设备的工作参数进行准确获取，从而便于及时对预设取水设备进行的运行情况进行调整，保障在间歇取水时能够从河道内抽取对应量的水分，提高了取水的可靠性以及效率。

Description

一种河道自动监测水站的取水系统

技术领域

本发明涉及设备控制技术领域，特别涉及一种河道自动监测水站的取水系统。

背景技术

目前，随着社会的不断发展，环保问题也越来越受到广泛的关注，河水监测必不可少；

在对河水监测过程中对河水进行取水为河水监测提供了便利，但是，目前对河水的取水操作研究较少，且传统的取水通常采用人工现场取水，再将水质样本带回检测室进行分析监测，大大降低了取水效率，同时，也不能做到对河水进行间隔性取水，导致对河水的监测效果大大降低；

因此，本发明提供了一种河道自动监测水站的取水系统。

发明内容

本发明提供一种河道自动监测水站的取水系统，用以通过对自动监测水站与取水点的高程差以及河道内的水位值进行准确获取，实现对预设取水设备的工作参数进行准确获取，从而便于及时对预设取水设备进行的运行情况进行调整，保障在间歇取水时能够从河道内抽取对应量的水分，提高了取水的可靠性以及效率。

本发明提供了一种河道自动监测水站的取水系统，包括：

数据监测模块，用于确定自动监测水站与取水点的高程差以及河道内的水位值；

设置模块，用于基于高程差以及水位值确定预设取水设备的工作参数，并基于工作参数对预设取水设备的运行数据进行调整；

取水模块，用于确定取水间隔，并基于取水间隔控制调整后的预设取水设备对河道内的河水进行抽取。

优选的，一种河道自动监测水站的取水系统，数据监测模块，包括：

数据获取单元，用于获取河道的横截面，并基于横截面确定对河道内河水的取水点，其中，河道内有蓄水槽，且取水点在蓄水槽内部；

所述数据获取单元，用于基于预设扫描装置对取水点以及自动监测水站进行扫描，得到自动监测水站与取水点的点云数据；

模型构建单元，用于基于点云数据确定自动监测水站与取水点的位置关系，并基于位置关系以及点云数据构建模拟模型；

高程差确定单元，用于基于模拟模型确定自动监测水站与取水点的模型高程差，同时，确定模拟模型的构建比例；

所述高程差确定单元，用于基于模型高程差以及模拟模型的构建比例确定自动监测水站与取水点实际的高度差。

优选的，一种河道自动监测水站的取水系统，数据监测模块，还包括：

图像采集单元，用于采集河道内河水与预设水位标尺相交的水位识别图像，并对水位识别图像进行裁剪，确定河道内河水与预设水位标尺相交的目标图像区域；

图像识别单元，用于基于预设比例对目标图像区域进行放大处理，并基于放大结果确定目标图像区域中河水与预设水位标尺相交的目标刻度信息；

水位确定单元，用于基于目标刻度信息得到河道内的水位值。

优选的，一种河道自动监测水站的取水系统，水位确定单元，包括：

水位值获取子单元，用于获取得到的河道内的水位值，并将水位值与预设阈值进行比较；

若水位值大于或等于预设阈值，判定河道内的水位值满足取水要求；

否则，判定河道内的水位值过低，且不满足取水要求，同时，向管理终端发送报警提醒。

优选的，一种河道自动监测水站的取水系统，数据监测模块，还包括：

数据获取单元，用于获取得到的自动监测水站与取水点的高程差以及河道内的水位值，并将高程差与水位值进行分类压缩，得到第一待传输数据包以及第二待传输数据包；

标识设置单元，用于基于高程差以及河道内的水位值的数据类型特征分别确定第一待传输数据包以及第二待传输数据包对应的第一数据标识以及第二数据标识；

标识单元，用于基于第一数据标识以及第二数据标识分别对第一待传输数据包以及第二待传输数据包进行标记，并基于标记结果将第一待传输数据包以及第二待传输数据包传输至分析终端，完成对高程差以及水位值的获取与上传。

优选的，一种河道自动监测水站的取水系统，设置模块，包括：

运行数据获取单元，用于获取预设取水设备的目标型号信息，并基于目标型号信息从预设数据库中获取预设取水设备的历史运行数据，其中，历史运行数据包括不同高程差、不同水位值以及目标取水量；

运行数据分析单元，用于确定历史运行数据的目标取值，并基于目标取值构建预设取水设备的运行综合特性曲线；

所述运行数据分析单元，用于对运行综合特性曲线进行分析，确定预设取水设备的扬程性能曲线以及效率性能曲线，并基于预设算法将扬程性能曲线和效率性能曲线进行拟合，得到预设取水设备的运行效率曲线；

性能确定单元，用于基于运行效率曲线确定预设取水设备的工作性能，并确定工作性能对应的参数可调控范围；

模型构建单元，用于基于预设取水设备的目标型号信息确定预设取水设备的器件结构信息，并基于器件结构信息确定预设取水设备的工作特性；

所述模型构建单元，用于基于参数可调控范围以及工作特性确定扬程水位与工作性能的特性方程，并获取自动监测水站与取水点的高程差以及河道内的水位值；

参数确定单元，用于基于特性方程对高程差以及水位值进行分析，得到预设取水设备在当前高程差以及水位值下的工作参数，其中，工作参数包括功率以及频率；

参数调整单元，用于确定预设取水设备当前的运行数据，并确定运行数据与工作参数的目标差值，其中，运行数据与工作参数的数据种类相对应；

所述参数调整单元，用于基于目标差值对预设取水设备的运行参数进行调整，直至运行数据与工作参数取值相一致。

优选的，一种河道自动监测水站的取水系统，参数确定单元，包括：

取水量确定子单元，用于获取自动检测水站的业务属性，并基于业务属性确定对河水的监测目的；

所述取水量确定子单元，用于基于监测目的确定对河道内河水的单次取水量，同时，确定预设取水设备的抽水口的尺寸信息，并基于尺寸信息确定预设取水设备在单位时间内对河道内河水的抽取量；

工作时长确定子单元，用于基于预设取水设备在单位时间内对河道内河水的抽取量确定预设取水设备在取水量达到单次取水量的单次工作时长，并基于单次工作时长对预设取水设备的工作参数进行优化，完成对预设取水设备单次工作时长的确认。

优选的，一种河道自动监测水站的取水系统，参数调整单元，包括：

调整结果获取子单元，用于获取对预设取水设备的运行数据的调整结果，并基于调整结果生成测试指令；

测试子单元，用于将测试指令传输至预设取水设备，并控制预设取水设备对河道内的河水进行预抽取；

所述测试子单元，用于基于预抽取结果确定对河道内的河水的预抽取量，且将预抽取量与预设抽取阈值进行比较；

若所述预抽取量大于或等于预设收取阈值，判定对预设取水设备的运行数据调整合格；

否则，判定对预设取水设备的运行数据调整不合格，并基于预抽取结果对预设取水设备的运行数据进行再次优化，直至预抽取量大于或等于预设抽取阈值。

优选的，一种河道自动监测水站的取水系统，取水模块，包括：

属性确定单元，用于获取自动监测水站的监测任务，并基于监测任务确定对河道内河水的监测业务信息，且基于监测业务信息确定对河道内的河水的取水间隔；

起始时刻确定单元，用于确定预设取水设备的初始取水时刻，并基于初始取水时刻以及取水间隔确定预设取水设备对河道内河水的目标取水时间点集合；

取水单元，用于基于目标取水时间点集合控制预设取水设备对河道内的河水进行定时取水，且实时获取预设取水设备对河道内的河水的取水结果以及预设取水设备的运行参数；

校验单元，用于基于取水结果确定每次取水的取水量，并当取水量小于预设阈值时，判定当前预设取水设备对河道内河水的取水存在故障；

故障巡检单元，用于基于判定结果获取预设取水设备在河道内的位置信息，并采集位置信息处的河水图像；

图像处理单元，用于对河水图像进行预处理，并基于预处理结果确定预设取水设备所对应的目标区域；

所述图像处理单元，还用于提取目标区域的图像特征，并基于图像特征确定预设取水设备所在位置的河水水位值，且当河水水位值低于预设水位值时，判定河水水位过低，且向管理终端发送第一提醒；

设备校验单元，用于当河水水位值高于或等于预设水位值时，确定对预设取水设备的故障检测类型，并确定故障检测类型对应的检测指标，其中，故障检测类型至少为一种；

故障检测单元，用于将预设取水设备的运行参数进行分类，并基于检测指标对每一类运行参数进行分析，得到每一类运行参数的运行状态信息；

所述故障检测单元，用于基于运行状态信息确定预设取水设备的故障类型，并基于运行参数确定故障类型的故障程度值；

所述故障检测单元，还用于基于故障程度值向管理终端发送第二提醒，并当故障程度值大于预设程度阈值时，生成设备切换指令；

设备切换单元，用于基于设备切换指令对备用取水设备进行参数配置，并基于配置结果完成有预设取水设备向备用取水设备的切换，且基于切换结果重新对河道内的河水进行间隔取水。

优选的，一种河道自动监测水站的取水系统，取水单元，包括：

信息获取子单元，用于获取预设取水设备对河道内的河水的取水结果，并确定取水结果对应的取水时间；

数据记录子单元，用于构建数据记录表，并将取水结果与对应的取水时间在数据记录表中进行存储，得到取水记录报告；

报告上传子单元，用于将取水记录报告上传至管理终端进行记录存储。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

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。在附图中：

图1为本发明实施例中一种河道自动监测水站的取水系统的结构图；

图2为本发明实施例中一种河道自动监测水站的取水系统中数据监测模块的结构图；

图3为本发明实施例中一种河道自动监测水站的取水系统中设置模块的结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本实施例提供了一种河道自动监测水站的取水系统，如图1所示，包括：

数据监测模块，用于确定自动监测水站与取水点的高程差以及河道内的水位值；

设置模块，用于基于高程差以及水位值确定预设取水设备的工作参数，并基于工作参数对预设取水设备的运行数据进行调整；

取水模块，用于确定取水间隔，并基于取水间隔控制调整后的预设取水设备对河道内的河水进行抽取。

该实施例中，高程差指的是自动监测水站与取水点的垂直方向上的高度差。

该实施例中，水位值包括不同时期的水位值，具体为枯水期和丰水期等。

该实施例中，预设取水设备是提前设定好的，用于从河道里抽取需要进行监测的河水样本，具体可以是水泵等。

该实施例中，基于高程差以及水位值确定预设取水设备的工作参数指的是根据高程差的大小以及河道内当前水位的高低，实现对河道内当前的水量进行评估，从而便于根据评估结果确定抽水的难度以及水泵的抽取力度等，其中，工作参数即为水泵的抽取力度等。

该实施例中，运行数据指的是水泵在对河道内的河水抽取时，设备的运行情况，包括电机的运行功率等。

该实施例中，基于工作参数对预设取水设备的运行数据进行调整指的是将预设取水设备的运行数据调整至与确定出的工作参数相一致，从而保障了对河道内的河水进行有效的抽取。

该实施例中，取水间隔是提前设定好的，用于在一定时间间隔内对河道内的河水进行抽取，从而达到定时检测的目的。

上述技术方案的有益效果是：通过对自动监测水站与取水点的高程差以及河道内的水位值进行准确获取，实现对预设取水设备的工作参数进行准确获取，从而便于及时对预设取水设备进行的运行情况进行调整，保障在间歇取水时能够从河道内抽取对应量的水分，提高了取水的可靠性以及效率。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种河道自动监测水站的取水系统，如图2所示，数据监测模块，包括：

数据获取单元，用于获取河道的横截面，并基于横截面确定对河道内河水的取水点，其中，河道内有蓄水槽，且取水点在蓄水槽内部；

所述数据获取单元，用于基于预设扫描装置对取水点以及自动监测水站进行扫描，得到自动监测水站与取水点的点云数据；

模型构建单元，用于基于点云数据确定自动监测水站与取水点的位置关系，并基于位置关系以及点云数据构建模拟模型；

高程差确定单元，用于基于模拟模型确定自动监测水站与取水点的模型高程差，同时，确定模拟模型的构建比例；

所述高程差确定单元，用于基于模型高程差以及模拟模型的构建比例确定自动监测水站与取水点实际的高度差。

该实施例中，取水点指的是水泵或预设取水设备在河道中放置的位置。

该实施例中，蓄水槽指的是在河道的底面设置一个凹槽，低于河道底面的水平高度，从而便于在河道内水源缺乏时进行蓄水，从而保障间歇取水的要求。

该实施例中，预设扫描装置是提前设定好的，用于对自动监测水站与取水点进行3D扫描，从而便于构建二者之间的位置关系模型。

该实施例中，点云数据指的是通过扫描装置将自动监测水站与取水点进行扫描，得到自动监测水站与取水点对应的结构数据点，从而便于根据各个数据点确定二者之间的位置关系。

该实施例中，模拟模型指的是将自动监测水站与取水点的位置关系采用模型的方式进行仿真。

该实施例中，模型高程差指的是在模拟模型中，自动监测水站与取水点之间的垂直高度差，并不代表自动监测水站与取水点的实际高程差。

该实施例只，构建比例指的是模拟模型在构建时与实际位置之间的转换比例，可以是5：1或1：1等。

上述技术方案的有益效果是：通过确定取水点在河道中的位置情况，并通过扫描装置对对自动监测水站以及取水点进行扫描，实现对自动监测水站与取水点位置关系的模拟模型进行构建，从而便于根据构建的模拟模型实现对自动监测水站与取水点的高程差进行准确可靠的判定，为准确设定预设取水设备的工作参数提供了保障，从而确保对河水的抽取效果。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种河道自动监测水站的取水系统，数据监测模块，还包括：

图像采集单元，用于采集河道内河水与预设水位标尺相交的水位识别图像，并对水位识别图像进行裁剪，确定河道内河水与预设水位标尺相交的目标图像区域；

图像识别单元，用于基于预设比例对目标图像区域进行放大处理，并基于放大结果确定目标图像区域中河水与预设水位标尺相交的目标刻度信息；

水位确定单元，用于基于目标刻度信息得到河道内的水位值。

该实施例中，预设水位标尺是提前在河道里设置好的，用于为确定河道的水位值提供便利。

该实施例中，水位识别图像指的是采集河水与预设水位标尺相交区域的图像。

该实施例中，目标图像区域指的是水位识别图像中河水与预设水位标尺相交的图像区域，是水位识别图像中的一部分。

该实施例中，预设比例是提前设定好的，用于表征对目标图像区域的放大倍数。

该实施例中，目标刻度信息指的是河水与预设水位标尺相交位置，预设水位标尺上显示的刻度信息。

上述技术方案的有益效果是：通过采集河水与预设水位标尺的相交位置的水位识别图像，并对水位识别图像进行处理，从而实现对河道内的水位值进行准确有效的确认，为实现对河水进行间歇取水提供了保障。

实施例4：

在实施例3的基础上，本实施例提供了一种河道自动监测水站的取水系统，水位确定单元，包括：

水位值获取子单元，用于获取得到的河道内的水位值，并将水位值与预设阈值进行比较；

若水位值大于或等于预设阈值，判定河道内的水位值满足取水要求；

否则，判定河道内的水位值过低，且不满足取水要求，同时，向管理终端发送报警提醒。

该实施例中，预设阈值是提前设定好的，用于衡量对河道内间歇取水时的最低水位要求。

上述技术方案的有益效果是：通过将河道内的水位值与预设阈值进行比较，便于在河道内水位过低时进行相应的报警操作，从而便于管理终端及时采取相应的措施，保障了对河水的取水效果。

实施例5：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种河道自动监测水站的取水系统，数据监测模块，还包括：

数据获取单元，用于获取得到的自动监测水站与取水点的高程差以及河道内的水位值，并将高程差与水位值进行分类压缩，得到第一待传输数据包以及第二待传输数据包；

标识设置单元，用于基于高程差以及河道内的水位值的数据类型特征分别确定第一待传输数据包以及第二待传输数据包对应的第一数据标识以及第二数据标识；

标识单元，用于基于第一数据标识以及第二数据标识分别对第一待传输数据包以及第二待传输数据包进行标记，并基于标记结果将第一待传输数据包以及第二待传输数据包传输至分析终端，完成对高程差以及水位值的获取与上传。

该实施例中，第一待传输数据包以及第二待传输数据包指的是分别将高程差与水位值进行压缩后得到的数据包。

该实施例中，数据类型特征指的是用于表征高程差与水位值之间数据类型区别的数据特点，具体包括数据结构以及取值等。

该实施例中，第一数据标识以及第二数据标识指的是用于标记第一待传输数据包以及第二待传输数据包的标记标签，一个待传输数据包对应一个数据标识。

该实施例中，分析终端指的是具有数据分析能力的计算机设备。

上述技术方案的有益效果是：通过将获取到的高程差以及水位值进行分类压缩，并根据压缩结果对不同的数据包设置对应的数据标识，便于分析终端根据数据标识进行相应的数据分析，从而提高确定预设取水设备的工作参数，保障了对河水间歇取水的准确率以及取水的效果。

实施例6：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种河道自动监测水站的取水系统，如图3所示，设置模块，包括：

运行数据获取单元，用于获取预设取水设备的目标型号信息，并基于目标型号信息从预设数据库中获取预设取水设备的历史运行数据，其中，历史运行数据包括不同高程差、不同水位值以及目标取水量；

运行数据分析单元，用于确定历史运行数据的目标取值，并基于目标取值构建预设取水设备的运行综合特性曲线；

所述运行数据分析单元，用于对运行综合特性曲线进行分析，确定预设取水设备的扬程性能曲线以及效率性能曲线，并基于预设算法将扬程性能曲线和效率性能曲线进行拟合，得到预设取水设备的运行效率曲线；

性能确定单元，用于基于运行效率曲线确定预设取水设备的工作性能，并确定工作性能对应的参数可调控范围；

模型构建单元，用于基于预设取水设备的目标型号信息确定预设取水设备的器件结构信息，并基于器件结构信息确定预设取水设备的工作特性；

所述模型构建单元，用于基于参数可调控范围以及工作特性确定扬程水位与工作性能的特性方程，并获取自动监测水站与取水点的高程差以及河道内的水位值；

参数确定单元，用于基于特性方程对高程差以及水位值进行分析，得到预设取水设备在当前高程差以及水位值下的工作参数，其中，工作参数包括功率以及频率；

参数调整单元，用于确定预设取水设备当前的运行数据，并确定运行数据与工作参数的目标差值，其中，运行数据与工作参数的数据种类相对应；

所述参数调整单元，用于基于目标差值对预设取水设备的运行参数进行调整，直至运行数据与工作参数取值相一致。

该实施例中，目标型号信息指的是预设取水设备的设备型号，从而便于确定预设取水设备对应的历史运行数据。

该实施例中，预设数据库是提前设定好的，用于存储不同型号的取水设备的历史运行数据。

该实施例中，历史运行数据指的是预设取水设备在工作时对应的工作参数。

该实施例中，目标取水量指的是预设取水设备在取水时的的抽取量，即一定时间段内抽取的水的总量。

该实施例中，目标取值指的是历史运行数据的具体取值大小情况。

该实施例中，运行综合特征曲线是用来记录预设取水设备在工作时的整体性能，包括扬程、功率以及取水效率等。

该实施例中，扬程性能曲线指的是预设取水设备随着扬程的大小情况实现抽水情况的好坏。

该实施例中，效率性能曲线指的是预设取水设备随着扬程、抽水量以及工作时长的变化，抽水效率的变化情况。

该实施例中，预设算法是提前设定好的，具体可以是最小二乘法。

该实施例中，运行效率曲线指的是预设取水设备在取水过程中的抽水性能情况。

该实施例中，参数可调控范围指的是预设取水设备的功率、频率以及能适应的扬程的变化范围。

该实施例中，器件结构信息指的是预设取水设备中包含的器件类型以及器件之间的关联关系。

该实施例中，工作特性指的是预设取水设备的在不同扬程下的工作功率以及工作频率等。

该实施例中，特性方程是用来表征扬程水位与预设取水设备之间的对应关系，从而便于根据当前得到的高程差以及水位值确定预设取水设备的工作参数。

该实施例中，目标差值指的是分析得到的工作参数与预设取水设备的运行数据之间的差异程度。

上述技术方案的有益效果是：通过确定预设取水设备的型号信息，并根据型号信息获取预设取水设备的历史运行数据，从而实现对预设取水设备的工作性能以及参数可调控范围进行准确判定，其次，通过工作性能以及参数可调控范围实现对获取到的高程差以及水位值进行准确分析，从而确保得到的工作参数可确保预设取水设备对河水进行准确有效的取水操作，提高了对预设取水设备运行数据调整的准确性以及可靠度，保障了对河水取量的充足，提升了取水效果。

实施例7：

在实施例6的基础上，本实施例提供了一种河道自动监测水站的取水系统，参数确定单元，包括：

取水量确定子单元，用于获取自动检测水站的业务属性，并基于业务属性确定对河水的监测目的；

所述取水量确定子单元，用于基于监测目的确定对河道内河水的单次取水量，同时，确定预设取水设备的抽水口的尺寸信息，并基于尺寸信息确定预设取水设备在单位时间内对河道内河水的抽取量；

工作时长确定子单元，用于基于预设取水设备在单位时间内对河道内河水的抽取量确定预设取水设备在取水量达到单次取水量的单次工作时长，并基于单次工作时长对预设取水设备的工作参数进行优化，完成对预设取水设备单次工作时长的确认。

该实施例中，业务属性指的是自动检测水站的检测业务种类。

该实施例中，监测目的指的是自动监测水站对获取到的河水进行分析，需要实现的监测目的，具体为可以是水质监测等。

该实施例中，抽取量指的是预设取水设备在单位时间内抽到的河水量，单位为体积。

该实施例中，单次工作时长指的是预设取水设备每一次进行抽水操作需要执行的时间长度。

上述技术方案的有益效果是：通过确定自动监测水站的业务属性，实现对监测目的的确定，从而便于根据监测目的实现对单次取水量进行准确可靠的分析，其次，通过根据预设取水设备的尺寸信息实现对预设取水设备的单次抽取量进行分析，最后根据单次取水量以及预设取水设备的抽取量实现对预设取水设备的单次工作时长进行有效判定，从而保障了在对河水取水过程中，渠道充足量的水分，为自动监测水站的监测提供了极大的便利。

实施例8：

在实施例6的基础上，本实施例提供了一种河道自动监测水站的取水系统，参数调整单元，包括：

调整结果获取子单元，用于获取对预设取水设备的运行数据的调整结果，并基于调整结果生成测试指令；

测试子单元，用于将测试指令传输至预设取水设备，并控制预设取水设备对河道内的河水进行预抽取；

所述测试子单元，用于基于预抽取结果确定对河道内的河水的预抽取量，且将预抽取量与预设抽取阈值进行比较；

若所述预抽取量大于或等于预设收取阈值，判定对预设取水设备的运行数据调整合格；

否则，判定对预设取水设备的运行数据调整不合格，并基于预抽取结果对预设取水设备的运行数据进行再次优化，直至预抽取量大于或等于预设抽取阈值。

该实施例中，测试指令是用来控制预设取水设备对河道内的内水进行模拟抽取，目的是为了验证预设取水设备是否能够合格取水。

该实施例中，预抽取量指的是在通过预设取水设备进行预抽取演练时，单次收取到的水量值。

该实施例中，预设抽取阈值是提前设定好的，用于表征自动监测水站在监测时需要的最低河水量。

上述技术方案的有益效果是：通过对运行数据调整后的预设取水设备进行预抽水操作，便于对预设取水设备的抽水性能进行校验，且在运行参数不合格时，及时对预设取水设备的运行参数进行优化，保障了对河水的取水效果。

实施例9：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种河道自动监测水站的取水系统，取水模块，包括：

属性确定单元，用于获取自动监测水站的监测任务，并基于监测任务确定对河道内河水的监测业务信息，且基于监测业务信息确定对河道内的河水的取水间隔；

起始时刻确定单元，用于确定预设取水设备的初始取水时刻，并基于初始取水时刻以及取水间隔确定预设取水设备对河道内河水的目标取水时间点集合；

取水单元，用于基于目标取水时间点集合控制预设取水设备对河道内的河水进行定时取水，且实时获取预设取水设备对河道内的河水的取水结果以及预设取水设备的运行参数；

校验单元，用于基于取水结果确定每次取水的取水量，并当取水量小于预设阈值时，判定当前预设取水设备对河道内河水的取水存在故障；

故障巡检单元，用于基于判定结果获取预设取水设备在河道内的位置信息，并采集位置信息处的河水图像；

图像处理单元，用于对河水图像进行预处理，并基于预处理结果确定预设取水设备所对应的目标区域；

所述图像处理单元，还用于提取目标区域的图像特征，并基于图像特征确定预设取水设备所在位置的河水水位值，且当河水水位值低于预设水位值时，判定河水水位过低，且向管理终端发送第一提醒；

设备校验单元，用于当河水水位值高于或等于预设水位值时，确定对预设取水设备的故障检测类型，并确定故障检测类型对应的检测指标，其中，故障检测类型至少为一种；

故障检测单元，用于将预设取水设备的运行参数进行分类，并基于检测指标对每一类运行参数进行分析，得到每一类运行参数的运行状态信息；

所述故障检测单元，用于基于运行状态信息确定预设取水设备的故障类型，并基于运行参数确定故障类型的故障程度值；

所述故障检测单元，还用于基于故障程度值向管理终端发送第二提醒，并当故障程度值大于预设程度阈值时，生成设备切换指令；

设备切换单元，用于基于设备切换指令对备用取水设备进行参数配置，并基于配置结果完成有预设取水设备向备用取水设备的切换，且基于切换结果重新对河道内的河水进行间隔取水。

该实施例中，监测任务指的是自动监测水站需要实现的监测目的。

该实施例中，监测业务信息指的是对河水监测的步骤以及监测的意义等。

该实施例中，初始取水时刻指的是预设取水设备对河水进行第一次取水的时间信息。

该实施例中，目标取水时间点集合指的是预设取水设备需要对河水进行定时取水的时间点的集合。

该实施例中，运行参数指的是预设取水设备在对河水进行取水操作时的工作参数，具体可以是功率等。

该实施例中，预设阈值是提前设定好的，用于衡量自动监测水站每次取水的最低值。

该实施例中，位置信息指的是预设取水设备在河道内的摆放位置。

该实施例中，河水图像是用来表征预设取水设备处的水量情况，从而便于在水量不足时确定取水存在故障的原因。

该实施例中，预处理指的是对河水图像进行像素调整、裁剪以及尺寸变换等操作。

该实施例中，目标区域指的是预设取水设备在河水图像中的图像区域。

该实施例中，图像特征可以是目标区域中像素特征，具体可以是水位情况等。

该实施例中，第一提醒指的是向管理终端发送水位过低提醒，从而便于管理人员采取相应的措施。

该实施例中，预设水位值指的是预设取水设备能保障正常取水量时对应的水位大小。

该实施例中，检测指标指的是用于对运行数据进行分析的参考依据。

该实施例中，运行状态信息指的是用于表征预设取水设备每一器件的运行状况。

该实施例中，故障程度值是用于表征预设取水设备发生故障的严重程度。

该实施例中，第二提醒指的是用于向管理终端表征预设取水设备存在故障。

该实施例中，预设二程度阈值是提前设定好的，用于表征预设取水设备能够完成取水操作的衡量标准。

该实施例中，参数配置指的是根据预设取水设备的配置情况对备用取水设备的参数进行同步配置，从而确保完成取水操作。

该实施例中，备用取水设备是提前设定好的，用于当预设取水设备发生故障时，及时进行替换。

上述技术方案的有益效果是：通过确定对河水取水的时间间隔，从而实现对河水进行间歇性取水，同时通过对取水过程中的取水量以及预设取水设备的运行参数尽心检测，且在取水结果与预期结果不一致时，及时判定故障类型以及故障原因，从而便于管理终端及时解决相应的故障，保障对河道内的河水进行准确有效的定时取水，从而便于自动监测水站完成对河水的监测任务。

实施例10：

在实施例9的基础上，本实施例提供了一种河道自动监测水站的取水系统，取水单元，包括：

信息获取子单元，用于获取预设取水设备对河道内的河水的取水结果，并确定取水结果对应的取水时间；

数据记录子单元，用于构建数据记录表，并将取水结果与对应的取水时间在数据记录表中进行存储，得到取水记录报告；

报告上传子单元，用于将取水记录报告上传至管理终端进行记录存储。

该实施例中，取水记录报告指的是将预设取水设备对河水的取水结果以及对应的取水时间进行记录后得到的报表。

上述技术方案的有益效果是：通过将取水结果以及对应的取水时间进行记录，便于管理终端及时对取水情况进行准确有效的把握，从而确保对河水的取水效果。

实施例11：

在实施例9的基础上，本实施例提供了一种河道自动监测水站的取水系统，取水单元，包括：

设备参数获取子单元，用于获取预设取水设备的密封环间隙宽度，基于密封环间隙宽度计算预设取水设备的流量系数，并基于流量系数计算预设取水设备在取水过程中的泄漏量，具体步骤包括：

第一计算子单元，用于计算预设取水设备的流量系数；

其中，α表示预设取水设备的流量系数，且取值范围为(0，1)；γ表示预设取水设备的进口阻力系数，且取值范围为(0，1)；L表示预设取水设备的密封环间隙宽度值；表示预设取水设备内壁与河水的摩擦系数，且取值范围为(0，1)；S表示预设取水设备的密封环间隙的周长；

第二计算子单元，用于计算预设取水设备在取水过程中的泄漏量：

其中，M表示预设取水设备在取水过程中的泄漏量；μ表示误差因子，且取值范围为(0.02，0.05)；D表示预设取水设备的密封环的直径；L表示预设取水设备的密封环间隙宽度值；g表示重力加速度，取值为9.8m/s²；P表示预设水设备的密封环间隙的进出口压力差；

优化子单元，用于获取预设取水设备的单次取水量，并基于泄漏量对单次取水量进行调整，得到目标单次取水量；

控制子单元，用于基于目标单次取水量对预设取水设备的运行参数进行优化，并基于优化结果通过预设取水设备对河道内的河水进行取水操作。

该实施例中，密封环间隙宽度指的是密封环与器件贴合处的间隙大小，间隙越大泄漏量就越大。

该实施例中，流量系数指的是单位时间内、在测试条件中管道保持恒定的压力，管道介质流经阀门的体积流量，或是质量流量。

该实施例中，泄漏量指的是预设取水设备在对河水进行抽取后，从设备内部流失的水量。

该实施例中，目标单次取水量指的是通过泄漏量对单次取水量进行纠正后得到的预设取水设备在取水时的实际取水量，其数值大于单次取水量。

该实施例中，D*π*L指的是预设取水设备的密封环间隙的过流面积。

上述技术方案的有益效果是：通过对预设取水设备的流量系数以及泄漏量进行准确计算，从而便于对预设取水设备的单次取水量进行准确有效的判定，保障了通过预设取水设备取水的水量值，提高了取水的可靠性以及效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种河道自动监测水站的取水系统，其特征在于，包括：

数据监测模块，用于确定自动监测水站与取水点的高程差以及河道内的水位值；

设置模块，用于基于高程差以及水位值确定预设取水设备的工作参数，并基于工作参数对预设取水设备的运行数据进行调整；

取水模块，用于确定取水间隔，并基于取水间隔控制调整后的预设取水设备对河道内的河水进行抽取；

其中，取水模块，包括：

属性确定单元，用于获取自动监测水站的监测任务，并基于监测任务确定对河道内河水的监测业务信息，且基于监测业务信息确定对河道内的河水的取水间隔；

起始时刻确定单元，用于确定预设取水设备的初始取水时刻，并基于初始取水时刻以及取水间隔确定预设取水设备对河道内河水的目标取水时间点集合；

取水单元，用于基于目标取水时间点集合控制预设取水设备对河道内的河水进行定时取水，且实时获取预设取水设备对河道内的河水的取水结果以及预设取水设备的运行参数；

校验单元，用于基于取水结果确定每次取水的取水量，并当取水量小于预设阈值时，判定当前预设取水设备对河道内河水的取水存在故障；

故障巡检单元，用于基于判定结果获取预设取水设备在河道内的位置信息，并采集位置信息处的河水图像；

图像处理单元，用于对河水图像进行预处理，并基于预处理结果确定预设取水设备所对应的目标区域；

所述图像处理单元，还用于提取目标区域的图像特征，并基于图像特征确定预设取水设备所在位置的河水水位值，且当河水水位值低于预设水位值时，判定河水水位过低，且向管理终端发送第一提醒；

设备校验单元，用于当河水水位值高于或等于预设水位值时，确定对预设取水设备的故障检测类型，并确定故障检测类型对应的检测指标，其中，故障检测类型至少为一种；

故障检测单元，用于将预设取水设备的运行参数进行分类，并基于检测指标对每一类运行参数进行分析，得到每一类运行参数的运行状态信息；

所述故障检测单元，用于基于运行状态信息确定预设取水设备的故障类型，并基于运行参数确定故障类型的故障程度值；

所述故障检测单元，还用于基于故障程度值向管理终端发送第二提醒，并当故障程度值大于预设程度阈值时，生成设备切换指令；

设备切换单元，用于基于设备切换指令对备用取水设备进行参数配置，并基于配置结果完成有预设取水设备向备用取水设备的切换，且基于切换结果重新对河道内的河水进行间隔取水。

2.根据权利要求1所述的一种河道自动监测水站的取水系统，其特征在于，数据监测模块，包括：

数据获取单元，用于获取河道的横截面，并基于横截面确定对河道内河水的取水点，其中，河道内有蓄水槽，且取水点在蓄水槽内部；

所述数据获取单元，用于基于预设扫描装置对取水点以及自动监测水站进行扫描，得到自动监测水站与取水点的点云数据；

模型构建单元，用于基于点云数据确定自动监测水站与取水点的位置关系，并基于位置关系以及点云数据构建模拟模型；

高程差确定单元，用于基于模拟模型确定自动监测水站与取水点的模型高程差，同时，确定模拟模型的构建比例；

所述高程差确定单元，用于基于模型高程差以及模拟模型的构建比例确定自动监测水站与取水点实际的高度差。

3.根据权利要求1所述的一种河道自动监测水站的取水系统，其特征在于，数据监测模块，还包括：

图像采集单元，用于采集河道内河水与预设水位标尺相交的水位识别图像，并对水位识别图像进行裁剪，确定河道内河水与预设水位标尺相交的目标图像区域；

图像识别单元，用于基于预设比例对目标图像区域进行放大处理，并基于放大结果确定目标图像区域中河水与预设水位标尺相交的目标刻度信息；

水位确定单元，用于基于目标刻度信息得到河道内的水位值。

4.根据权利要求3所述的一种河道自动监测水站的取水系统，其特征在于，水位确定单元，包括：

水位值获取子单元，用于获取得到的河道内的水位值，并将水位值与预设阈值进行比较；

若水位值大于或等于预设阈值，判定河道内的水位值满足取水要求；

否则，判定河道内的水位值过低，且不满足取水要求，同时，向管理终端发送报警提醒。

5.根据权利要求1所述的一种河道自动监测水站的取水系统，其特征在于，数据监测模块，还包括：

数据获取单元，用于获取得到的自动监测水站与取水点的高程差以及河道内的水位值，并将高程差与水位值进行分类压缩，得到第一待传输数据包以及第二待传输数据包；

标识设置单元，用于基于高程差以及河道内的水位值的数据类型特征分别确定第一待传输数据包以及第二待传输数据包对应的第一数据标识以及第二数据标识；

标识单元，用于基于第一数据标识以及第二数据标识分别对第一待传输数据包以及第二待传输数据包进行标记，并基于标记结果将第一待传输数据包以及第二待传输数据包传输至分析终端，完成对高程差以及水位值的获取与上传。

6.根据权利要求1所述的一种河道自动监测水站的取水系统，其特征在于，设置模块，包括：

运行数据获取单元，用于获取预设取水设备的目标型号信息，并基于目标型号信息从预设数据库中获取预设取水设备的历史运行数据，其中，历史运行数据包括不同高程差、不同水位值以及目标取水量；

运行数据分析单元，用于确定历史运行数据的目标取值，并基于目标取值构建预设取水设备的运行综合特性曲线；

所述运行数据分析单元，用于对运行综合特性曲线进行分析，确定预设取水设备的扬程性能曲线以及效率性能曲线，并基于预设算法将扬程性能曲线和效率性能曲线进行拟合，得到预设取水设备的运行效率曲线；

性能确定单元，用于基于运行效率曲线确定预设取水设备的工作性能，并确定工作性能对应的参数可调控范围；

模型构建单元，用于基于预设取水设备的目标型号信息确定预设取水设备的器件结构信息，并基于器件结构信息确定预设取水设备的工作特性；

所述模型构建单元，用于基于参数可调控范围以及工作特性确定扬程水位与工作性能的特性方程，并获取自动监测水站与取水点的高程差以及河道内的水位值；

参数确定单元，用于基于特性方程对高程差以及水位值进行分析，得到预设取水设备在当前高程差以及水位值下的工作参数，其中，工作参数包括功率以及频率；

参数调整单元，用于确定预设取水设备当前的运行数据，并确定运行数据与工作参数的目标差值，其中，运行数据与工作参数的数据种类相对应；

所述参数调整单元，用于基于目标差值对预设取水设备的运行参数进行调整，直至运行数据与工作参数取值相一致。

7.根据权利要求6所述的一种河道自动监测水站的取水系统，其特征在于，参数确定单元，包括：

取水量确定子单元，用于获取自动检测水站的业务属性，并基于业务属性确定对河水的监测目的；

所述取水量确定子单元，用于基于监测目的确定对河道内河水的单次取水量，同时，确定预设取水设备的抽水口的尺寸信息，并基于尺寸信息确定预设取水设备在单位时间内对河道内河水的抽取量；

工作时长确定子单元，用于基于预设取水设备在单位时间内对河道内河水的抽取量确定预设取水设备在取水量达到单次取水量的单次工作时长，并基于单次工作时长对预设取水设备的工作参数进行优化，完成对预设取水设备单次工作时长的确认。

8.根据权利要求6所述的一种河道自动监测水站的取水系统，其特征在于，参数调整单元，包括：

调整结果获取子单元，用于获取对预设取水设备的运行数据的调整结果，并基于调整结果生成测试指令；

测试子单元，用于将测试指令传输至预设取水设备，并控制预设取水设备对河道内的河水进行预抽取；

所述测试子单元，用于基于预抽取结果确定对河道内的河水的预抽取量，且将预抽取量与预设抽取阈值进行比较；

若所述预抽取量大于或等于预设收取阈值，判定对预设取水设备的运行数据调整合格；

否则，判定对预设取水设备的运行数据调整不合格，并基于预抽取结果对预设取水设备的运行数据进行再次优化，直至预抽取量大于或等于预设抽取阈值。

9.根据权利要求1所述的一种河道自动监测水站的取水系统，其特征在于，取水单元，包括：

信息获取子单元，用于获取预设取水设备对河道内的河水的取水结果，并确定取水结果对应的取水时间；

数据记录子单元，用于构建数据记录表，并将取水结果与对应的取水时间在数据记录表中进行存储，得到取水记录报告；

报告上传子单元，用于将取水记录报告上传至管理终端进行记录存储。