CN116105804A - 一种智慧水务水质安全检测预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧水务水质安全检测预警系统，属于水质检测技术领域，包括：数据采集模块，用于根据供水管网管线划分结果实时获取水厂供水数据，还获取局部管线的管网检测数据和水运行数据；数据预分析处理模块，用于基于每一所述局部管线的水厂供水数据、管网检测数据、外界影响数据和水运行数据进行单项数据分析，以获取单项数据分析结果；所述单项数据分析结果包括水厂供水检测、管网状态值和水运行状态值；水质安全分析处理模块，用于根据水厂供水检测、管网状态值和水运行状态值计算任一所述局部管线水质安全值，并基于每一所述局部管线水质安全值计算全局管网安全值。

Description

一种智慧水务水质安全检测预警系统

技术领域

本发明涉及水质检测技术领域，尤其涉及一种智慧水务水质安全检测预警系统。

背景技术

智慧水务是一种运用现代信息技术和数据分析技术来实现对水资源（包括但不限于自来水、工业用水、农业灌溉水和河流湖泊水等等）的全方位监测、管理和优化的新兴水务模式；它通过智能化监测设备、数据采集、传输和分析，帮助水务部门和企业实现对水资源的科学管理，提高水资源利用效率，减少水资源浪费和损失，保障供水质量和用水安全。

供水管网水质安全严重关系到居民的用水安全，现有供水管网水质主要受到自来水厂和地下供水管网的影响，自来水厂拥有成熟的水处理和检测技术，而地下供水管网，目前缺乏有效管理，并随着管网使用时间不断延长，致使管道材质老化、内壁结垢、生锈，容易滋生细菌、病毒等有害物质，并且由于管道破损和水运行状态等因素影响，严重影响居民用水安全，导致供水管网水质下降，严重影响居民正常用水，因此，如何应用智慧水务技术实现对供水管网的水质检测和预警就成为当前研究重点。

现有的水质安全检测与预警系统大多通过人工使用水质定点检测设备在不同位置对供水管网的水质进行抽检实现，其费时费力，存在一定的滞后性，水质安全检测的数据采集与处理效率较低，且缺乏对多影响因素的分析，致使水质安全检测准确性较低，难以实现对局部管线水质安全以及整个供水管网安全的高效检测和管理，进而无法及时提供相应预警以及安全调控。

鉴于此，本发明提出了一种智慧水务水质安全检测预警系统。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种智慧水务水质安全检测预警系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种智慧水务水质安全检测预警系统，包括：

数据采集模块，用于根据供水管网管线划分结果实时获取水厂供水数据，还获取任一局部管线的管网检测数据和水运行数据；所述水厂供水数据包括温度、溶解氧值、PH值、电导率和氧化还原电位；所述管网检测数据包括振动信号、残留物密度、管段气压数据和管材数据，所述振动信号包括振动幅值和振动频率，所述管材数据包括材质数据、管道长度和管道弯曲刚度；所述水运行数据包括水流速和流速持续时间；

数据预分析处理模块，用于基于每一所述局部管线的水厂供水数据、管网检测数据、外界影响数据和水运行数据进行单项数据分析，以获取单项数据分析结果；所述单项数据分析包括水厂供水处理分析、局部管网状态处理分析和水滞留处理分析；所述单项数据分析结果包括水厂供水检测、管网状态值和水运行状态值；

水质安全分析处理模块，用于根据水厂供水检测、管网状态值和水运行状态值算任一所述局部管线水质安全值，并基于每一所述局部管线水质安全值计算全局管网安全值。

进一步地，所述供水管网管线划分结果的形成过程具体如下：获取城市供水管网的拓扑结构图，基于其将每个供水管段标记为，i={1、2、3、…、r}；并将若干个供水管段按照预设划分规则进行集合划分，以获取若干个局部管线；所述预设划分规则具体如下：获取若干个管网连接点，并对若干个所述管网连接点进行标号，将每个相通且标号相邻的所述管网连接点之间的若干个所述供水管段进行聚类划分，以生成若干个局部管线。

进一步地，所述数据采集模块包括若干个采集节点和若干个汇聚节点；每个所述采集节点具体为集成性检测终端，设置于每一供水管段处，每个所述汇聚节点具体为信息收发终端，用于接收若干个采集节点的采集数据和心跳反馈数据，并进行上传；

所述若干个采集节点和若干个汇聚节点采用无线传感网络技术进行多跳式无线自组网，并通过无线自组网形式对数据进行多跳式发送；

每个所述采集节点会向邻近采集节点发送心跳数据包，若所述采集节点未收到返回心跳数据包，则判断对应采集节点出现异常，并形成心跳反馈数据，发送给对应汇聚节点。

进一步地，所述水厂供水处理分析的具体过程如下：

提取进水管段的水厂供水数据，并基于其计算水厂供水检测值，式中：、、、与表示变化权重系数；表示PH值，DO表示溶解氧值，表示电导率，表示氧化还原电位，表示温度，所述、、、和经过归一化处理后得到；

若PH值小于6.5或大于8.5，则取平方数；若溶解氧值小于4mg/L或大于8mg/L，则取平方数，若电导率小于200或大于800，则取平方数；若氧化还原电位小于-100 mV 或大于+500mV，则取平方数；若温度小于0℃或大于30℃，则取平方数；正常情况下变化权重系数取值范围为；变化情况下变化权重系数取值范围为；

获取水厂供水检测值对应的预设水检临界阈值，判断水厂供水检测值是否小于预设水检临界阈值，若水厂供水检测值小于预设水检临界阈值，则说明水厂供水水质符合标准，反之，则表示水厂供水水质不符合标准。

进一步地，所述局部管网状态处理分析的具体过程如下：

获取任一所述局部管线的管网检测数据，并基于其计算局部管网状态值；式中：，i表示对应管段，k表示局部管线的供水管段总数，，表示单一管段腐蚀度；表示材质数据；表示单一管段残留物吸附程度；表示破损数据；

所述单一管段腐蚀度，式中：A0为初始振动幅值，A为周期性测量的振动幅值；所述单一管段残留物吸附程度，式中：表示管道弯曲刚度，表示残留物密度，表示管道长度，f1和f2分别表示管道未被水垢覆盖和被水垢覆盖后的自然振动频率；

材质数据包括金属材质数据、塑料材质数据和水泥材质数据，若材质数据为塑料材质数据则取固定值6.358，材质数据为金属材质数据则取固定值4.985，若材质数据为水泥材质数据则取固定值1.365；

所述破损数据基于管段气压数据判断得到，若管段气压数据小于预设管段气压阈值，则表示存在泄露，则所述破损数据取固定值0.25，若管段气压数据大于等于预设管段气压阈值，则表示不存在泄露，则所述破损数据取固定值1；

获取管网状态值对应的预设管网临界阈值，判断管网状态值是否小于预设管网临界阈值，若管网状态值小于预设管网临界阈值则说明管网状态良好，反之，则表示管网状态异常。

进一步地，所述水滞留处理分析的具体过程如下：

获取任一所述局部管线的水运行数据，并基于其计算水运行状态值；式中：表示单一管段水流速；表示流速持续时间；

获取水运行状态值对应的预设滞留临界阈值，判断水运行状态值是否小于预设滞留临界阈值，若水运行状态值小于预设滞留临界阈值，说明局部管线存在长期水滞留或低流量情况，反之，则表示局部管线不存在长期水滞留或低流量情况。

进一步地，所述任一所述局部管线水质安全值的计算公式如下：

，式中：；

获取局部管线水质安全值对应的预设局部管线水质临界阈值，判断局部管线水质安全值是否小于预设局部管线水质临界阈值，若局部管线水质安全值小于预设局部管线水质临界阈值，则说明局部管线水质安全，反之，则说明局部管线水质存在问题；

所述全局管网安全值的计算公式如下：，式中：表示局部管线，j={1、2、3、…、}，表示局部管线的总数；

获取全局管网安全值对应的预设全局管网临界阈值，判断全局管网安全值是否小于预设全局管网临界阈值，若全局管网安全值小于预设全局管网临界阈值，则说明全局管网水质安全情况良好，反之，则说明全局管网水质安全情况存在问题。

进一步地，所述系统还包括：

安全预警模块，用于基于水厂供水检测、管网状态值和水运行状态值进行安全警戒预警分析处理，以获取警戒预警结果，所述警戒预警结果包括一级警戒预警、二级警戒预警和三级警戒预警；

所述安全警戒预警分析处理的具体过程如下：

判断水厂供水检测值是否小于预设水检临界阈值，若小于，则计算水厂供水警戒值，并基于水厂供水警戒阈值判断水厂供水警戒值是否满足阈值区间，若满足，则生成一级警戒预警；

判断管网状态值是否小于预设管网临界阈值，若小于，则计算管网状态警戒值，并基于管网状态警戒阈值判断管网状态警戒值是否满足阈值区间，若满足，则生成二级警戒预警；

判断水运行状态值是否小于预设滞留临界阈值，若小于，则计算水运行警戒值，基于水运行警戒阈值判断水运行警戒值是否满足阈值区间，若满足，则生成三级警戒预警；

预警管理模块，用于基于一级警戒预警、二级警戒预警和三级警戒预警进行局部管线位置匹配，以获取满足二级警戒预警和三级警戒预警的对应局部管线坐标，并将其与所述一级警戒预警、二级警戒预警和三级警戒预警分发至对应区域管理部分；

所述局部管线位置匹配过程如下：

基于若干个供水管段和若干个局部管线构建键值数据库，所述键值数据库包括主键、子键和键值；所述主键具体为局部管线序号，所述子键具体为供水管段序号，所述键值包括主键键值和子键键值，所述主键键值包括局部管线名称、对应管理部门序号和坐标；所述子键键值包括供水管段名称、对应管理部门序号和坐标；

基于若干个主键和子键分别建立一级索引和二级索引；

基于一级索引和二级索引对所述警戒预警结果所对应的局部管线序号或供水管段序号进行匹配搜索，并获取对应局部管线坐标以及对应管理部门序号。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提出的一种智慧水务水质安全检测预警系统，通过采用多跳式无线自组网形式布设集成性检测终端，并基于其采集数据，同时获取每个集成性检测终端使用状态，本发明能够大大提高对供水管网的数据采集与处理效率；此外，通过引入对供水管网水质安全的多影响因素考虑，并将其与本发明设置公式进行数据处理分析，进而有利于实现对局部管线水质安全以及整个供水管网水质安全的高效检测；另外，基于水厂供水检测、管网状态值和水运行状态值进行安全警戒预警，同时基于预构建键值数据库进行数据匹配，将对应预警信息和预警坐标分发至对应管理部门，本发明有利于实现对局部管线水质安全的高效预警和管理，进而有利于帮助相应管理部门实现对局部管线水质安全的及时调节。

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为本发明实施例一提出的一种智慧水务水质安全检测预警系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施例二提出的一种智慧水务水质安全检测预警系统的整体结构示意图。

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。

实施例一

请参阅图1所示，本实施例公开提供了一种智慧水务水质安全检测预警系统，包括：

数据采集模块110，用于根据供水管网管线划分结果实时获取水厂供水数据，还获取任一局部管线的管网检测数据和水运行数据；

所述供水管网管线划分结果的形成过程具体如下：获取城市供水管网的拓扑结构图，基于其将每个供水管段标记为，i={1、2、3、…、r}；并将若干个供水管段按照预设划分规则进行集合划分，以获取若干个局部管线；

具体的，所述预设划分规则具体如下：获取若干个管网连接点，并对若干个所述管网连接点进行标号，将每个相通且标号相邻的所述管网连接点之间的若干个所述供水管段进行聚类划分，以生成若干个局部管线；所述管网连接点可以为阀门、调压设备或泵站；

所述数据采集模块110包括若干个采集节点和若干个汇聚节点；每个所述采集节点具体为集成性检测终端，设置于每一供水管段处，每个所述汇聚节点具体为信息收发终端，用于接收若干个采集节点的采集数据和心跳反馈数据，并进行上传；

需要说明的是：所述若干个采集节点和若干个汇聚节点采用无线传感网络技术进行多跳式无线自组网，并通过无线自组网形式对数据进行多跳式发送；

还需要说明的是：每个所述采集节点会向邻近采集节点发送心跳数据包，若所述采集节点未收到返回心跳数据包，则判断对应采集节点出现异常，并形成心跳反馈数据，发送给对应汇聚节点；

所述集成性检测终端包括水厂供水数据采集单元、管网检测数据采集单元和水运行数据采集单元；

所述水厂供水数据采集单元用于通过温度传感器、溶解氧传感器、PH传感器、电导率传感器和氧化还原电位获取水厂供水数据；所述水厂供水数据包括温度、溶解氧值、PH值、电导率和氧化还原电位；

所述管网检测数据采集单元用于通过振动传感器、密度传感器、气压传感器和预设管材数据库获取管网检测数据；所述管网检测数据包括振动信号、残留物密度、管段气压数据和管材数据，所述振动信号包括振动幅值和振动频率，所述管材数据包括材质数据、管道长度和管道弯曲刚度；

所述水运行数据采集单元用于通过流速传感器和时间计时器获取所述水运行数据，所述水运行数据包括水流速和流速持续时间；

数据预分析处理模块120，用于基于每一所述局部管线的水厂供水数据、管网检测数据、外界影响数据和水运行数据进行单项数据分析，以获取单项数据分析结果；所述单项数据分析包括水厂供水处理分析、局部管网状态处理分析和水滞留处理分析；所述单项数据分析结果包括水厂供水检测、管网状态值和水运行状态值；

具体的，所述水厂供水处理分析的具体过程如下：

提取进水管段的水厂供水数据，并基于其计算水厂供水检测值，式中：、、、与表示变化权重系数；表示PH值，DO表示溶解氧值，表示电导率，表示氧化还原电位，表示温度，所述、、、和经过归一化处理后得到；在这需要说明一点是：若PH值小于6.5或大于8.5，则取平方数；若溶解氧值小于4mg/L或大于8mg/L，则取平方数，若电导率小于200或大于800，则取平方数；若氧化还原电位小于-100 mV 或大于+500mV，则取平方数；若温度小于0℃或大于30℃，则取平方数；还需要说明的是：正常情况下变化权重系数取值范围为；变化情况下变化权重系数取值范围为；

获取水厂供水检测值，判断水厂供水检测值是否小于预设水检临界阈值，若水厂供水检测值小于预设水检临界阈值，则说明水厂供水水质符合标准，反之，则表示水厂供水水质不符合标准；

具体的，所述局部管网状态处理分析的具体过程如下：

获取任一所述局部管线的管网检测数据，并基于其计算局部管网状态值；式中：，i表示对应管段，k表示局部管线的供水管段总数，，表示单一管段腐蚀度；表示材质数据；表示单一管段残留物吸附程度；表示破损数据；

所述单一管段腐蚀度，式中：A0为初始振动幅值，A为周期性测量的振动幅值；所述单一管段残留物吸附程度，式中：表示管道弯曲刚度，表示残留物密度，表示管道长度，f1和f2分别表示管道未被水垢覆盖和被水垢覆盖后的自然振动频率；

需要说明的是：材质数据包括金属材质数据、塑料材质数据和水泥材质数据，若材质数据为塑料材质数据则取固定值6.358，材质数据为金属材质数据则取固定值4.985，若材质数据为水泥材质数据则取固定值1.365；还需要说明的是：所述破损数据基于管段气压数据判断得到，若管段气压数据小于预设管段气压阈值，则表示存在泄露，则所述破损数据取固定值0.25，若管段气压数据大于等于预设管段气压阈值，则表示不存在泄露，则所述破损数据取固定值1；

获取管网状态值对应的预设管网临界阈值，判断管网状态值是否小于预设管网临界阈值，若管网状态值小于预设管网临界阈值则说明管网状态良好，反之，则表示管网状态异常；

具体的，所述水滞留处理分析的具体过程如下：

获取任一所述局部管线的水运行数据，并基于其计算水运行状态值；式中：表示单一管段水流速；表示流速持续时间；

获取水运行状态值对应的预设滞留临界阈值，判断水运行状态值是否小于预设滞留临界阈值，若水运行状态值小于预设滞留临界阈值，则说明局部管线存在长期水滞留或低流量情况，反之，则表示局部管线不存在长期水滞留或低流量情况；

水质安全分析处理模块130，用于根据水厂供水检测、管网状态值和水运行状态值计算任一所述局部管线水质安全值，并基于每一所述局部管线水质安全值计算全局管网安全值；

具体的，所述任一所述局部管线水质安全值的计算公式如下：

，式中：。

获取局部管线水质安全值对应的预设局部管线水质临界阈值，判断局部管线水质安全值是否小于预设局部管线水质临界阈值，若局部管线水质安全值小于预设局部管线水质临界阈值，则说明局部管线水质安全，反之，则说明局部管线水质存在问题；

具体的，所述全局管网安全值的计算公式如下：，式中：表示局部管线，j={1、2、3、…、}，表示局部管线的总数；

获取全局管网安全值对应的预设全局管网临界阈值，判断全局管网安全值是否小于预设全局管网临界阈值，若全局管网安全值小于预设全局管网临界阈值，则说明全局管网水质安全情况良好，反之，则说明全局管网水质安全情况存在问题。

通过采用多跳式无线自组网形式布设集成性检测终端，采集水厂供水数据、管网检测数据和水运行数据，同时获取每个集成性检测终端使用状态，本发明能够大大提高对供水管网的数据采集与处理效率；此外，本发明通过引入对供水管网水质安全的多影响因素考虑，并基于其结合本发明设置公式进行数据处理分析，进而有利于实现对局部管线水质安全以及整个供水管网水质安全的高效检测。

实施例二

请参阅图2所示，基于上述实施例一，本实施例公开提供了一种智慧水务水质安全检测预警系统，所述系统还包括：

安全预警模块140，用于基于水厂供水检测、管网状态值和水运行状态值进行安全警戒预警分析处理，以获取警戒预警结果，所述警戒预警结果包括一级警戒预警、二级警戒预警和三级警戒预警；

所述安全警戒预警分析处理的具体过程如下：

判断水厂供水检测值是否小于预设水检临界阈值，若小于，则计算水厂供水警戒值，并基于水厂供水警戒阈值判断水厂供水警戒值是否满足阈值区间，若满足，则生成一级警戒预警；

判断管网状态值是否小于预设管网临界阈值，若小于，则计算管网状态警戒值，并基于管网状态警戒阈值判断管网状态警戒值是否满足阈值区间，若满足，则生成二级警戒预警；

判断水运行状态值是否小于预设滞留临界阈值，若小于，则计算水运行警戒值，基于水运行警戒阈值判断水运行警戒值是否满足阈值区间，若满足，则生成三级警戒预警；

预警管理模块150，用于基于一级警戒预警、二级警戒预警和三级警戒预警进行局部管线位置匹配，以获取满足二级警戒预警和三级警戒预警的对应局部管线坐标，并将其与所述一级警戒预警、二级警戒预警和三级警戒预警分发至对应区域管理部分；

需要说明的是：所述一级警戒预警表示水厂供水水质有待进一步提高，并将该预警发送给对应水厂；所述二级警戒预警表示对应管线将临近更换条件，并将该预警发送给对应管网维护部门；所述三级警戒预警表示对应管线水流量需要动态调节，并将该预警发送给对应管网调节部门；

具体的，所述局部管线位置匹配过程如下：

基于若干个供水管段和若干个局部管线构建键值数据库，所述键值数据库包括主键、子键和键值；所述主键具体为局部管线序号，所述子键具体为供水管段序号，所述键值包括主键键值和子键键值，所述主键键值包括局部管线名称、对应管理部门序号和坐标；所述子键键值包括供水管段名称、对应管理部门序号和坐标；

基于若干个主键和子键分别建立一级索引和二级索引；

基于一级索引和二级索引对所述警戒预警结果所对应的局部管线序号或供水管段序号进行匹配搜索，并获取对应局部管线坐标以及对应管理部门序号。

基于水厂供水检测、管网状态值和水运行状态值进行安全警戒预警分析处理，以获取一级警戒预警、二级警戒预警和三级警戒预警，并通过预警管理模块150获取对应局部管线坐标和对应管理部门序号，同时通过对应管理部门序号将对应局部管线坐标与所述一级警戒预警、二级警戒预警和三级警戒预警分发至对应区域管理部门，本发明有利于实现对局部管线水质安全的高效预警和管理，进而有利于帮助相应管理部门实现对局部管线水质安全的及时调节。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数以及阈值选取由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质（例如，软盘、硬盘、磁带）、光介质（例如，DVD）、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智慧水务水质安全检测预警系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于根据供水管网管线划分结果实时获取水厂供水数据，还获取任一局部管线的管网检测数据和水运行数据；所述水厂供水数据包括温度、溶解氧值、PH值、电导率和氧化还原电位；所述管网检测数据包括振动信号、残留物密度、管段气压数据和管材数据，所述振动信号包括振动幅值和振动频率，所述管材数据包括材质数据、管道长度和管道弯曲刚度；所述水运行数据包括水流速和流速持续时间；

数据预分析处理模块，用于基于每一所述局部管线的水厂供水数据、管网检测数据、外界影响数据和水运行数据进行单项数据分析，以获取单项数据分析结果；所述单项数据分析包括水厂供水处理分析、局部管网状态处理分析和水滞留处理分析；所述单项数据分析结果包括水厂供水检测 、管网状态值和水运行状态值；

水质安全分析处理模块，用于根据水厂供水检测、管网状态值和水运行状态值算任一所述局部管线水质安全值，并基于每一所述局部管线水质安全值计算全局管网安全值。

2.根据权利要求1所述的一种智慧水务水质安全检测预警系统，其特征在于，所述供水管网管线划分结果的形成过程具体如下：获取城市供水管网的拓扑结构图，基于其将每个供水管段标记为，i={1、2、3、…、r}；并将若干个供水管段按照预设划分规则进行集合划分，以获取若干个局部管线；所述预设划分规则具体如下：获取若干个管网连接点，并对若干个所述管网连接点进行标号，将每个相通且标号相邻的所述管网连接点之间的若干个所述供水管段进行聚类划分，以生成若干个局部管线。

3.根据权利要求1所述的一种智慧水务水质安全检测预警系统，其特征在于，所述数据采集模块包括若干个采集节点和若干个汇聚节点；每个所述采集节点具体为集成性检测终端，设置于每一供水管段处，每个所述汇聚节点具体为信息收发终端，用于接收若干个采集节点的采集数据和心跳反馈数据，并进行上传；

所述若干个采集节点和若干个汇聚节点采用无线传感网络技术进行多跳式无线自组网，并通过无线自组网形式对数据进行多跳式发送；

每个所述采集节点向邻近采集节点发送心跳数据包，若所述采集节点未收到返回心跳数据包，则判断对应采集节点出现异常，并形成心跳反馈数据，发送给对应汇聚节点。

4.根据权利要求1所述的一种智慧水务水质安全检测预警系统，其特征在于，所述水厂供水处理分析的具体过程如下：

提取进水管段的水厂供水数据，并基于其计算水厂供水检测值，式中：、、、与表示变化权重系数；表示PH值，DO表示溶解氧值，表示电导率，表示氧化还原电位，表示温度，所述、、、和经过归一化处理后得到；

若PH值小于6.5或大于8.5，则取平方数；若溶解氧值小于4mg/L或大于8mg/L，则取平方数，若电导率小于200或大于800，则取平方数；若氧化还原电位小于-100 mV 或大于+500mV，则取平方数；若温度小于0℃或大于30℃，则取平方数；正常情况下变化权重系数取值范围为；变化情况下变化权重系数取值范围为；

获取水厂供水检测值对应的预设水检临界阈值，判断水厂供水检测值是否小于预设水检临界阈值，若水厂供水检测值小于预设水检临界阈值，则说明水厂供水水质符合标准，反之，则表示水厂供水水质不符合标准。

5.根据权利要求1所述的一种智慧水务水质安全检测预警系统，其特征在于，所述局部管网状态处理分析的具体过程如下：

获取任一所述局部管线的管网检测数据，并基于其计算局部管网状态值；式中：，i表示对应管段，k表示局部管线的供水管段总数，，表示单一管段腐蚀度；表示材质数据；表示单一管段残留物吸附程度；表示破损数据；

所述单一管段腐蚀度，式中：A0为初始振动幅值，A为周期性测量的振动幅值；所述单一管段残留物吸附程度，式中：表示管道弯曲刚度，表示残留物密度，表示管道长度，f1和f2分别表示管道未被水垢覆盖和被水垢覆盖后的自然振动频率；

材质数据包括金属材质数据、塑料材质数据和水泥材质数据，若材质数据为塑料材质数据则取固定值6.358，材质数据为金属材质数据则取固定值4.985，若材质数据为水泥材质数据则取固定值1.365；

所述破损数据基于管段气压数据判断得到，若管段气压数据小于预设管段气压阈值，则表示存在泄露，则所述破损数据取固定值0.25，若管段气压数据大于等于预设管段气压阈值，则表示不存在泄露，则所述破损数据取固定值1；

获取管网状态值对应的预设管网临界阈值，判断管网状态值是否小于预设管网临界阈值，若管网状态值小于预设管网临界阈值则说明管网状态良好，反之，则表示管网状态异常。

6.根据权利要求1所述的一种智慧水务水质安全检测预警系统，其特征在于，所述水滞留处理分析的具体过程如下：

获取任一所述局部管线的水运行数据，并基于其计算水运行状态值；式中：表示单一管段水流速；表示流速持续时间；

获取水运行状态值对应的预设滞留临界阈值，判断水运行状态值是否小于预设滞留临界阈值，若水运行状态值小于预设滞留临界阈值，则说明局部管线存在长期水滞留或低流量情况，反之，则表示局部管线不存在长期水滞留或低流量情况。

7.根据权利要求1所述的一种智慧水务水质安全检测预警系统，其特征在于，所述任一所述局部管线水质安全值的计算公式如下：，式中：；

获取局部管线水质安全值对应的预设局部管线水质临界阈值，判断局部管线水质安全值是否小于预设局部管线水质临界阈值，若局部管线水质安全值小于预设局部管线水质临界阈值，则说明局部管线水质安全，反之，则说明局部管线水质存在问题；

所述全局管网安全值的计算公式如下：，式中：表示局部管线，j={1、2、3、…、}，表示局部管线的总数；

获取全局管网安全值对应的预设全局管网临界阈值，判断全局管网安全值是否小于预设全局管网临界阈值，若全局管网安全值小于预设全局管网临界阈值，则说明全局管网水质安全情况良好，反之，则说明全局管网水质安全情况存在问题。

8.根据权利要求1所述的一种智慧水务水质安全检测预警系统，其特征在于，所述系统还包括：

安全预警模块，用于基于水厂供水检测、管网状态值和水运行状态值进行安全警戒预警分析处理，以获取警戒预警结果，所述警戒预警结果包括一级警戒预警、二级警戒预警和三级警戒预警；

所述安全警戒预警分析处理的具体过程如下：

判断水厂供水检测值是否小于预设水检临界阈值，若小于，则计算水厂供水警戒值，并基于水厂供水警戒阈值判断水厂供水警戒值是否满足阈值区间，若满足，则生成一级警戒预警；

判断管网状态值是否小于预设管网临界阈值，若小于，则计算管网状态警戒值，并基于管网状态警戒阈值判断管网状态警戒值是否满足阈值区间，若满足，则生成二级警戒预警；

判断水运行状态值是否小于预设滞留临界阈值，若小于，则计算水运行警戒值，基于水运行警戒阈值判断水运行警戒值是否满足阈值区间，若满足，则生成三级警戒预警；

预警管理模块，用于基于一级警戒预警、二级警戒预警和三级警戒预警进行局部管线位置匹配，以获取满足二级警戒预警和三级警戒预警的对应局部管线坐标，并将其与所述一级警戒预警、二级警戒预警和三级警戒预警分发至对应区域管理部分；

所述局部管线位置匹配过程如下：

基于若干个供水管段和若干个局部管线构建键值数据库，所述键值数据库包括主键、子键和键值；所述主键具体为局部管线序号，所述子键具体为供水管段序号，所述键值包括主键键值和子键键值，所述主键键值包括局部管线名称、对应管理部门序号和坐标；所述子键键值包括供水管段名称、对应管理部门序号和坐标；

基于若干个主键和子键分别建立一级索引和二级索引；

基于一级索引和二级索引对所述警戒预警结果所对应的局部管线序号或供水管段序号进行匹配搜索，并获取对应局部管线坐标以及对应管理部门序号。

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