CN116123456A - 一种基于互联网的城市供给水管网监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于互联网的城市供给水管网监控系统，涉及管网监控技术领域，包括监控中心，所述监控中心通信连接有水预备处理模块，输水配送模块，二次供水模块以及维保执行模块；通过互联网技术建立监控中心，将城市供给水的供水流程分为若干部分，对每个部分的水质数据或水压数据分别进行实时监控；当相应部分出现问题时，发送不同的检测数据至监控中心，监控中心将检测数据传输至维保执行模块，维保执行模块依据不同的检测数据制定出相应的处理措施，从而实现对城市供给水供水各流程实时监控并及时排除风险的目的。

Description

一种基于互联网的城市供给水管网监控系统

技术领域

本发明涉及管网监控技术领域，具体是一种基于互联网的城市供给水管网监控系统。

背景技术

由于城市不同片区的规划时间存在先后顺序，且城市规划建设的时间周期长，因此城市供水管道的建设也存在巨大差异，这就使得部分区域的供水管道在输水配送流程中因水压升高问题存在“爆管”风险；由于自来水厂缺乏有效监控，自来水源头可能因此受到污染，因为二次供水流程中没有得到有效管理可能会导致水的二次污染，供水流程的种种隐患问题直接导致了城市居民的用水安全问题，如何实时监控城市供给水管道并及时制定相应处理措施，进行维保排除隐患是我们所关注的，为此，现提供了一种基于互联网的城市供给水管网监控系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于互联网的城市供给水管网监控系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于互联网的城市供给水管网监控系统，包括监控中心，所述监控中心通信连接有水预备处理模块，输水配送模块，二次供水模块以及维保执行模块。

所述水预备处理模块用于进行预处理生成自来水；

所述输水配送模块用于对水预备处理模块输送的自来水进行配送处理；

所述二次供水模块用于对高楼层的城市用水户进行二次供水处理；

所述维保执行模块用于根据监控中心接收到的各级检测数据对供水各流程进行维保。

进一步的，所述水预备处理模块用于进行预处理生成自来水的过程包括：

所述水预备处理模块设置有纳水单元，沉淀单元，过滤单元，泵水单元以及水质监测仪；

将水源地的原水通过纳水单元纳入各自来水厂，原水设置有原水水质数据；

将自来水厂纳入的原水通过沉淀单元沉淀掉不可溶解物生成沉淀水，水质检测仪根据原水水质数据生成异常水质数据一；

将沉淀水通过过滤单元过滤掉颗粒物生成自来水，水质检测仪根据原水水质数据生成异常水质数据二；

将异常水质数据一和异常水质数据二合并为一级检测数据实时上传至监控中心，并将自来水通过泵水单元运输至输水配送模块。

进一步的，所述输水配送模块用于对水预备处理模块输送的自来水进行配送处理的过程包括：

所述输水配送模块设置有输水干管，输水支管，红外传感器，水压传感器以及一级加压阀；

所述输水干管连接有若干输水支管，输水干管与输水支管连接处布置有红外传感器，输水干管被水压传感器划分为若干段待检测干管道，每个输水支管内布置有一级加压阀；

对每一个水压传感器设置标准数据库和编号，标准数据库事先预设好水压数据标准范围；

当自来水在输水干管内流通时，位于输水干管内的每一个水压传感器获取该段待检测干管道的水压数据，若待检测干管道的水压数据未处于水压数据标准范围内，则生成异常水压数据；

汇总异常水压数据生成二级检测数据实时上传至监控中心。

进一步的，所述水压传感器的故障判定过程包括：

获取待检测干管道半径，获取输入和输出水压传感器时的水量宽度，依据上述数据计算出输入水量和输出水量；

依据输入水量为横坐标，依据输出水量为纵坐标，绘制出坐标曲线图；

将绘制出的坐标曲线图与标准数据库内设置的标准坐标曲线图进行比对生成不同的线性参数；

获取输入水量的增量，获取输出水量的增量，依据上述数据计算出不同的灵敏参数；

设置输入水量由小至大为正行程并产生正行程输出信号，输入水量由大至小为反行程并产生反行程输出信号，正行程输出信号与反行程输出信号的差值绝对值记为迟滞参数；

所述的线性参数，灵敏参数以及迟滞参数在水压传感器出现故障时对应有相应的数值，并生成故障数据，汇总各故障数据生成三级检测数据实时上传至监控中心。

进一步的，所述二次供水模块对高楼层的城市用水户进行供水处理的过程包括：

所述二次供水模块设置有储蓄水池，二级加压阀，水质监测仪以及移动终端；

所述储蓄水池进一步分为总储蓄池和分储蓄池，所述总储蓄池与输水干管直接相连，总储蓄池内的移动终端记录小区信息和操作信息，总储蓄池与该小区的若干分储蓄池相连通；

所述分储蓄池通过输水支管与高楼层的城市用水户直接相连，通过二级加压阀进行二次供水，分储蓄池内的移动终端记录楼栋信息和操作信息；

获得储蓄池中水质检测仪记录的四级检测数据，将四级检测数据和移动终端内的信息定期上传至监控中心。

进一步的，所述维保执行模块根据监控中心接收到的各级检测数据对供水各流程进行维保的过程包括：

当监控中心接收到一级检测数据时，设置维保任务优先级为一级，通知各自来水厂停止供水，安排技术人员对自来水厂的沉淀和过滤单元进行检查修正；

当监控中心接收到二级检测数据时，设置维保任务优先级为二级，获取水压传感器标准数据库中的记号；

若记号为“DOWN”，则通知自来水厂加大水压至水压数据标准范围；

若记号为“UP”，则此水压传感器所关联的待检测干管道存在“爆管”风险，获取水压传感器的编号定位出存在风险的待检测干管道，通知管道检修人员进行处理；

当监控中心接收到三级检测数据时，设置维保任务优先级为三级，分析三级检测数据，若三级检测数据只包括故障数据一和故障数据二，对该水压传感器进行远程校正，若包括故障数据三，则安排技术人员进行处理；

当监控中心接收到四级检测数据时，设置维保任务优先级为四级，获取移动终端中记录的信息，根据信息通知安排物业负责人进行总储蓄池的排换水工作，通知安排楼长进行分储蓄池的排换水工作，并更新移动终端中的操作信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过互联网技术建立监控中心，将城市供给水的供水流程分为若干部分，对每个部分的水质数据或水压数据分别进行实时监控，当相应部分出现故障时，发送不同的检测数据至监控中心，监控中心将检测数据传输至维保执行模块，维保执行模块依据不同的检测数据制定出相应的处理措施，及时排除供水各流程存在的隐患。

附图说明

图1为本发明的原理图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于互联网的城市供给水管网监控系统，包括监控中心，所述监控中心通信连接有水预备处理模块，输水配送模块，二次供水模块以及维保执行模块。

需要进一步说明的是，在具体实施过程中，通过互联网技术构建用以实时监控城市供给水运转的监控中心，所述监控中心用于接收各模块产生的检测数据；

所述水预备处理模块用于对原水进行预处理生成自来水，具体过程包括：

水预备处理模块设置有纳水单元，沉淀单元，过滤单元以及水质监测仪；

将江河，湖泊以及人造水源地中的原水通过纳水单元纳入至各自来水厂中进行沉淀处理；

纳入之前，水质监测仪获取纳入原水的原水水质数据；

所述原水水质数据包括水污浊值，固体物含量值以及颗粒过滤值；

水质检测仪对水污浊值，固体物含量值以及颗粒过滤值设置有一个临界值；

若获取原水的污浊度值超过临界值20个百分点，则不允许纳入；

纳入各自来水厂的原水通过沉淀单元沉淀掉不可溶解物生成沉淀水，水质检测仪获取沉淀后的固体物含量值，若此值超过临界值10个百分点，则生成异常水质数据一；

将沉淀水通过过滤单元过滤掉颗粒物生成自来水，水质检测仪获取过滤后的颗粒过滤值，若此值高于临界值，则生成异常水质数据二；

所述异常水质数据一和异常水质数据二合并为一级检测数据实时上传至监控中心，并将自来水通过泵水单元运输至输水配送模块。

所述输水配送模块用于对水预备处理模块泵送的自来水进行配送处理，具体过程包括：

输水配送模块设置有输水干管，输水支管，红外传感器，水压传感器以及一级加压阀；

所述输水干管连接有若干输水支管，输水干管与输水支管连接处布置有红外传感器，输水干管被划分为若干段待检测干管道，每段待检测干管道都布置有水压传感器，每个输水支管内都布置有一级加压阀；

对每一个水压传感器设置标准数据库，标准数据库事先预设好水压数据标准范围，对每一个水压传感器进行编号，记为i，其中i=1，2，……，n，n＞0且n为整数，因此，可根据水压传感器的编号确定待检测干管道的位置；

当自来水在输水干管内流通时，位于输水干管内的每一个水压传感器获取该段待检测干管道的水压数据；

若获取的待检测干管道的水压数据高于水压数据标准范围，标记记号UP，标准数据库中录入记号UP和水压传感器的编号i并生成异常水压数据一；

若获取的待检测干管道的水压数据低于水压数据标准范围，标记记号DOWN，标准数据库中录入记号DOWN和水压传感器的编号i并生成异常水压数据二；

若获取的待检测干管道的水压数据处于水压数据标准范围之内，标记记号NORMAL，标准数据库中录入记号NORMAL和水压传感器的编号i并更新水压传感器内的水压数据；

所述异常水压数据一和异常水压数据二合并为二级检测数据上传至监控中心。

需要进一步说明的是，检测水压数据异常与否受到水压传感器的影响，而水压传感器可能会出现故障，所述水压传感器的参数包括线性参数，灵敏参数以及迟滞参数，依据这三个参数判断水压传感器故障与否，对水压传感器故障判定的过程包括：

获取待检测干管道半径R，获取输入水压传感器时的水量宽度h1，获取输出水压传感器时的水量宽度h2；获取输入水量，记为V1，V1=πR2h1，获取输出水量，记为V2，V2=πR2h2；

依据输入水量V1为横坐标，依据输出水量V2为纵坐标，绘制出坐标曲线图G；

对每一个水压传感器内置的标准数据库都预先设有标准坐标曲线图G标，截取坐标曲线图G的每两个坐标点之间曲线为待比对曲线段，截取G标的每两个坐标点之间曲线为标准曲线段；

若待比对曲线段与标准曲线段重合的数目大于未重合的数目，则设置线性参数为“True”表示运作正常，不作处理；

若待比对曲线段与标准曲线段重合的数目小于等于未重合的数目，则设置线性参数为“False”，生成故障数据一；

获取输入水量的增量，记为∆x，∆x不可以为0，获取输出水量的增量，记为∆y；

所述灵敏参数定义为同一时间段输出水量的增量∆y与引起该增量的相应输入水量的增量∆x之比，记为S，S＝∆y/∆x；

当S＞1或S＜1时，表示水压传感器出现故障，当S＞1时，标准数据库录入“超敏”结果，当S＜1时，标准数据库录入“失敏”结果，“超敏”和“失敏”皆为异常结果，汇总二者生成故障数据二；

所述迟滞参数与输入水量相关，若输入水量由小至大递增，则记为正行程，若输入水量由大至小递减，则记为反行程；正行程输出信号记为μ1，反行程输出信号记为μ2，不相等的绝对值称为迟滞参数，记为μ，μ＝|μ1－μ2|。

当μ∈[0，3)时，迟滞参数处于正常范围内，水压传感器正常工作；

当μ∈[3，+∞)时，表示水压传感器出现严重故障，生成故障数据三，紧急上传标准数据库中的全部数据至监控中心，并停止工作；

汇总故障数据一，故障数据二和故障数据三生成三级检测数据并上传至监控中心。

当自来水流经输水干管与输水支管连接处时，位于此位置的红外传感器生成红外感应信号并传输至一级加压阀处，一级加压阀接收红外感应信号并对此位置的自来水进行加压处理，将其泵入输水支管内并传输到与之相连的各楼层城市用水户处；

所述一级加压阀只能将水传输至低楼层的城市用水户处，对于高楼层的城市用水户，需要调用二次供水模块中的二级加压阀进行二次加压供水；

需要进一步说明的是，楼层小于等于6层为低楼层，楼层大于6层为高楼层。

所述二次供水模块用于对高楼层的城市用水户进行二次供水处理，具体过程包括：

二次供水模块设置有储蓄水池，二级加压阀，水质监测仪以及移动终端；

所述储蓄水池进一步分为总储蓄池和分储蓄池，总储蓄池的设置以小区为单位，分储蓄池的设置以楼栋为单位；

总储蓄池与输水干管直接相连，总储蓄池内的移动终端记录小区信息和操作信息，所述小区信息包括小区名称，小区地址和物业负责人电话，总储蓄池与该小区的若干分储蓄池相连通，分储蓄池通过输水支管与高楼层的城市用水户直接相连并通过二级加压阀进行二次供水，分储蓄池内的移动终端记录楼栋信息和操作信息，所述楼栋信息包括楼栋号和楼长电话；

需要进一步说明的是，总储蓄池和分储蓄池的水质监测仪检测储蓄池中的水质数据后生成四级检测数据，将四级检测数据和移动终端内的信息定期上传至监控中心。

所述维保执行模块用于根据监控中心接收到的各级检测数据对供水各流程进行维保，具体过程包括：

当监控中心接收到一级检测数据时，设置维保任务优先级为一级，通知各自来水厂停止供水，安排技术人员对自来水厂的沉淀单元和过滤单元进行检查修正；

当监控中心接收到二级检测数据时，设置维保任务优先级为二级，获取水压传感器标准数据库中的记号；

若记号为“DOWN”，则通知自来水厂加大水压至水压数据标准范围；

若记号为“UP”，则此水压传感器所关联的待检测干管道存在“爆管”风险，获取水压传感器的编号定位出存在风险的待检测干管道，通知管道检修人员进行处理；

当监控中心接收到三级检测数据时，设置维保任务优先级为三级，若三级检测数据只包括故障数据一和故障数据二，对该水压传感器进行远程校正，若包括故障数据三，则安排技术人员进行处理；

当监控中心接收到四级检测数据时，设置维保任务优先级为四级，获取移动终端中记录的信息，根据信息通知安排物业负责人进行总储蓄池的排换水工作，通知安排楼长进行分储蓄池的排换水工作，并更新移动终端中的操作信息。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于互联网的城市供给水管网监控系统，包括监控中心，其特征在于，所述监控中心通信连接有水预备处理模块，输水配送模块，二次供水模块以及维保执行模块；

所述水预备处理模块用于预处理生成自来水；

所述输水配送模块用于对水预备处理模块输送的自来水进行配送处理；

所述二次供水模块用于对高楼层的城市用水户进行二次供水处理；

所述维保执行模块用于根据监控中心接收到的各级检测数据对供水各流程进行维保。

2.根据权利要求1所述的一种基于互联网的城市供给水管网监控系统，其特征在于，所述水预备处理模块进行预处理的过程包括：

所述水预备处理模块设置有纳水单元，沉淀单元，过滤单元，泵水单元以及水质监测仪；

将水源地的原水通过纳水单元纳入各自来水厂，原水设置有原水水质数据；

将自来水厂纳入的原水通过沉淀单元沉淀掉不可溶解物生成沉淀水，水质检测仪根据原水水质数据生成异常水质数据一；

将沉淀水通过过滤单元过滤掉颗粒物生成自来水，水质检测仪根据原水水质数据生成异常水质数据二；

将异常水质数据一和异常水质数据二合并为一级检测数据实时上传至监控中心，并将自来水通过泵水单元运输至输水配送模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于互联网的城市供给水管网监控系统，其特征在于，所述输水配送模块对水预备处理模块输送的自来水进行配送处理的过程包括：

所述输水配送模块设置有输水干管，输水支管，红外传感器，水压传感器以及一级加压阀；

所述输水干管连接有若干输水支管，输水干管与输水支管连接处布置有红外传感器，输水干管被水压传感器划分为若干段待检测干管道，每个输水支管内布置有一级加压阀；

对每一个水压传感器设置标准数据库和编号，标准数据库事先预设好水压数据标准范围；

当自来水在输水干管内流通时，位于输水干管内的每一个水压传感器获取该段待检测干管道的水压数据，若待检测干管道的水压数据未处于水压数据标准范围内，则生成异常水压数据；

汇总异常水压数据生成二级检测数据实时上传至监控中心。

4.根据权利要求3所述的一种基于互联网的城市供给水管网监控系统，其特征在于，所述水压传感器的故障判定过程包括：

获取待检测干管道半径，获取输入和输出水压传感器时的水量宽度，依据上述数据计算出输入水量和输出水量；

依据输入水量为横坐标，依据输出水量为纵坐标，绘制出坐标曲线图；

将绘制出的坐标曲线图与标准数据库内设置的标准坐标曲线图进行比对生成不同的线性参数；

获取输入水量的增量，获取输出水量的增量，依据上述数据计算出不同的灵敏参数；

设置输入水量由小至大为正行程并产生正行程输出信号，输入水量由大至小为反行程并产生反行程输出信号，正行程输出信号与反行程输出信号的差值绝对值记为迟滞参数；

所述的线性参数，灵敏参数以及迟滞参数在水压传感器出现故障时对应有相应的数值，并生成故障数据，汇总各故障数据生成三级检测数据实时上传至监控中心。

5.根据权利要求4所述的一种基于互联网的城市供给水管网监控系统，其特征在于，所述二次供水模块对高楼层的城市用水户进行供水处理的过程包括：

所述二次供水模块设置有储蓄水池，二级加压阀，水质监测仪以及移动终端；

所述储蓄水池进一步分为总储蓄池和分储蓄池，所述总储蓄池与输水干管直接相连，总储蓄池内的移动终端记录小区信息和操作信息，总储蓄池与该小区的若干分储蓄池相连通；

所述分储蓄池通过输水支管与高楼层的城市用水户直接相连，通过二级加压阀进行二次供水，分储蓄池内的移动终端记录楼栋信息和操作信息；

获得储蓄池中水质检测仪记录的四级检测数据，将四级检测数据和移动终端内的信息定期上传至监控中心。

6.根据权利要求5所述的一种基于互联网的城市供给水管网监控系统，其特征在于，所述维保执行模块根据监控中心接收到的各级检测数据对供水各流程进行维保的过程包括：

当监控中心接收到一级检测数据时，设置维保任务优先级为一级，通知各自来水厂停止供水，安排技术人员对自来水厂的沉淀和过滤单元进行检查修正；

当监控中心接收到二级检测数据时，设置维保任务优先级为二级，获取水压传感器标准数据库中的记号；

若记号为“DOWN”，则通知自来水厂加大水压至水压数据标准范围；

若记号为“UP”，则此水压传感器所关联的待检测干管道存在“爆管”风险，获取水压传感器的编号定位出存在风险的待检测干管道，通知管道检修人员进行处理；

当监控中心接收到三级检测数据时，设置维保任务优先级为三级，分析三级检测数据，若三级检测数据只包括故障数据一和故障数据二，对该水压传感器进行远程校正，若包括故障数据三，则安排技术人员进行处理；

当监控中心接收到四级检测数据时，设置维保任务优先级为四级，获取移动终端中记录的信息，根据信息通知安排物业负责人进行总储蓄池的排换水工作，通知安排楼长进行分储蓄池的排换水工作，并更新移动终端中的操作信息。

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