CN117034044A - 一种基于数据智能的智能表井管理系统 - Google Patents

一种基于数据智能的智能表井管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于数据智能的智能表井管理系统，具体涉及水质监测技术领域，包括表井区域划分模块、表井信息获取模块、表井信息处理模块、表井异常管理模块、表井水质优化管理模块、表井智能分析模块、表井安全评估模块，本发明通过采集目标表井区域各监测子区域的数据信息，计算得到表井供水异常预警指数和用水质量安全管理指数，分析得到智能表井安全评估系数，与预设的评估系数进行对比，根据结果进行处理，实现了实时监测表井数据，并根据设定的模型整合数据，简化了传统的表井管理流程，减少了人工成本的投入，提高了供水的质量和效率，并及时预警和优化供水问题，有利于供水的稳定性和安全性。

Description

一种基于数据智能的智能表井管理系统
技术领域
本发明涉及水质监测技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于数据智能的智能表井管理系统。
背景技术
智能表井是一种应用智能技术的水表井，用于实时监测和管理水资源供应的设备。智能表井通常由水表、传感器、通信模块和数据管理组成，可以监测水表的抄表数据、水压、水质等相关参数，并通过无线网络将这些数据传输到数据管理终端进行实时监控和分析。
现有的智能表井管理方式通过分析和统计数据，帮助水务部门和相关决策者了解水资源使用情况、用水趋势和效率，提供依据和参考来制定合理的水资源管理策略，从而实现了精细化、智能化管理，简化了传统的表井管理流程，减少了人工成本的投入。
但是其在实际使用时，仍旧存在一些缺点，如传统的表井管理存在因为人工管理导致数据采集、分析过程存在误差，并且数据反馈不及时，影响了表井管理的及时性和工作效率；
现有的表井管理方式中缺乏对表井异常管理和表井水质优化管理的数据分析模型、预警机制以及智能决策能力，导致了无法对表井运行状态的数据挖掘和针对性的优化措施。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于数据智能的智能表井管理系统，用于解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
表井区域划分模块：用于将目标表井区域按照等面积划分方式划分为各监测子区域。
表井信息获取模块：用于通过传感器采集目标表井区域各监测子区域的数据信息，所述数据信息包括用水状态数据获取单元和用水质量数据获取单元。
表井信息处理模块：用于接收表井信息获取模块传输的信息，通过用水状态数据获取单元计算得到目标表井区域各监测子区域的表井供水异常预警指数，通过用水质量数据获取单元计算得到目标表井区域各监测子区域的用水质量安全管理指数。
表井异常管理模块：用于接收表井信息处理模块传输的表井供水异常预警指数，通过表井异常管理模型计算得到目标表井区域各监测子区域的表井异常管理指数，与预设的表井异常管理指数进行对比，根据结果进行处理。
表井水质优化管理模块：用于接收表井信息处理模块传输的用水质量安全管理指数，通过表井水质优化管理模型计算得到目标表井区域各监测子区域的表井水质优化管理指数，与预设的表井水质优化管理指数进行对比，根据结果进行处理。
表井智能分析模块：用于接收表井信息处理模块传输的表井供水异常预警指数和用水质量安全管理指数，通过智能表井安全管理评估模型计算得到目标表井区域各监测子区域的智能表井安全评估系数。
表井安全评估模块：用于获取目标表井区域各监测子区域的智能表井安全评估系数，与预设的智能表井安全评估系数进行对比，根据结果进行分析。
优选的，所述表井区域划分模块的具体划分方式为：
获取待管理表井的供水管道区域，确定为目标区域，将目标区域按照等面积划分方式划分为各监测子区域，并将目标表井区域各监测子区域依次标记为1、2……n。
优选的，所述表井信息获取模块的具体获取方式为：
用水状态数据获取单元：用于通过传感器采集目标表井区域各监测子区域的管道初始水压、管道末端水压、管道初始流速、管道末端流速、用水量，分别标记为、/>、、/>、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号；
用水质量数据获取单元：用于通过测量仪器采集目标表井区域各监测子区域的水温、水样含氯量、水样pH值，分别标记为、/>、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号。
优选的，所述表井供水异常预警指数的计算公式为:
，其中/>表示为第i个监测子区域的表井供水异常预警指数，/>表示为第i个监测子区域的管道末端水压，/>表示为第i个监测子区域的管道初始水压，/>表示为预设的水压波动值，/>表示为第i个监测子区域的管道末端流速，/>表示为第i个监测子区域的管道初始流速，/>表示为预设的管道流速波动值，/>表示为第i个监测子区域的用水量，n表示为监测子区域个数。
优选的，所述用水质量安全管理指数的计算公式为：
，其中/>表示为第i个监测子区域的用水质量安全管理指数，/>、e表示为自然常数，/>表示为第i个监测子区域的水温，表示为第i个监测子区域的水样pH值，/>表示为第i个监测子区域的水样含氯量，/>表示为预设的水样含氯量，n表示为监测子区域个数。
优选的，所述表井异常管理模块具体为：
步骤S01：提取目标表井区域各监测子区域的表井供水异常预警指数；
步骤S02：获取目标表井区域各监测子区域的表井水位、故障维修次数，进行表井供水异常影响因子设置，分别标记为、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号；
步骤S03：将表井供水异常预警指数代入公式：，得到表井异常管理指数，其中/>表示为第i个监测子区域的表井供水异常预警指数，/>表示为第i个监测子区域的表井水位，/>表示为第i个监测子区域的故障维修次数，/>表示为第i个监测子区域的表井供水异常预警指数，n表示为监测子区域个数；
步骤S04：提取目标表井区域各监测子区域的表井异常管理指数，与预设的表井异常管理指数进行对比，若目标表井区域某监测子区域的表井异常管理指数大于预设的表井异常管理指数，则表明该监测子区域的表井供水存在异常，应立即将异常区域通过管理终端发送至监管人员，反之则表明目标表井区域各监测子区域的表井供水无异常状况。
优选的，所述表井水质优化管理模块具体为：
步骤S01：提取目标表井区域各监测子区域的用水质量安全管理指数，代入公式；/>，得到用水质量安全管理指数均值，其中/>表示为用水质量安全管理指数均值，/>表示为第i个监测子区域的用水质量安全管理指数，n表示为监测子区域个数；
步骤S02：将目标表井区域各监测子区域的用水质量安全管理指数与用水质量安全管理指数均值进行对比，若目标表井区域某监测子区域的用水质量安全管理指数大于用水质量安全管理指数均值，则表明该监测子区域的水质监测存在异常状况，应立即将异常区域通过管理终端发送至监管人员，反之则表明目标表井区域监各测子区域的水质监测无异常状况。
优选的，所述智能表井安全评估系数的计算公式为：
=/>，其中/>表示为第i个监测子区域的智能表井安全评估系数，/>表示为第i个监测子区域的表井供水异常预警指数，/>表示为第i个监测子区域的用水质量安全管理指数，n表示为监测子区域个数。
优选的，所述表井安全评估模块的具体评估方式为：
获取目标表井区域各监测子区域的智能表井安全评估系数，与预设的智能表井安全评估系数进行对比，若目标表井区域某监测子区域的智能表井安全评估系数小于预设的智能表井安全评估系数，则表明该监测子区域的智能表井水资源管理存在异常，应立即通知监测人员进行处理，反之则表明目标表井区域各监测子区域的智能表井水资源管理无异常状况。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明提供一种基于数据智能的智能表井管理系统，通过传感器采集目标表井区域各监测子区域的数据信息，通过用水状态数据获取单元计算得到目标表井区域各监测子区域的表井供水异常预警指数，通过用水质量数据获取单元计算得到目标表井区域各监测子区域的用水质量安全管理指数，进一步分析得到智能表井安全评估系数，与预设的智能表井安全评估系数进行对比，若目标表井区域某监测子区域的智能表井安全评估系数小于预设的智能表井安全评估系数，则表明该监测子区域的智能表井水资源管理存在异常，应立即通知监测人员进行处理，实现了实时监测表井使用过程中的水压、流速、用水量、pH值等关键数据，并根据设定的模型整合数据，简化了传统的表井管理流程，减少了人工成本的投入，提高了供水的质量和效率；
2、本发明提供一种基于数据智能的智能表井管理系统，通过表井异常管理模块的表井异常管理模型计算得到目标表井区域各监测子区域的表井异常管理指数，通过表井水质优化管理模块的表井水质优化管理模型计算得到目标表井区域各监测子区域的表井水质优化管理指数，并于预设值进行对比，实现了通过智能算法，及时识别和优化水质问题，提前预警供水问题，有利于表井供水的稳定性和安全性。
附图说明
图1为本发明的系统模块流程连接示意图。
图2为本发明的表井信息获取模块结构示意图。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明提供一种基于数据智能的智能表井管理系统，包括表井区域划分模块、表井信息获取模块、表井信息处理模块、表井异常管理模块、表井水质优化管理模块、表井智能分析模块、表井安全评估模块。
所述表井区域划分模块与表井信息获取模块连接，表井信息获取模块与表井信息处理模块连接，表井信息处理模块与表井异常管理模块和表井智能分析模块连接，表井智能分析模块与表井安全评估模块连接，表井异常管理模块与表井水质优化管理模块连接。
所述表井区域划分模块用于将目标表井区域按照等面积划分方式划分为各监测子区域。
在一种可能的设计中，所述表井区域划分模块的具体划分方式为：
获取待管理表井的供水管道区域，确定为目标区域，将目标区域按照等面积划分方式划分为各监测子区域，并将目标表井区域各监测子区域依次标记为1、2……n。
请参阅图2所示，所述表井信息获取模块用于通过传感器采集目标表井区域各监测子区域的数据信息，所述数据信息包括用水状态数据获取单元和用水质量数据获取单元。
在一种可能的设计中，所述表井信息获取模块的具体获取方式为：
用水状态数据获取单元：用于通过传感器采集目标表井区域各监测子区域的管道初始水压、管道末端水压、管道初始流速、管道末端流速、用水量，分别标记为、/>、、/>、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号；
用水质量数据获取单元：用于通过测量仪器采集目标表井区域各监测子区域的水温、水样含氯量、水样pH值，分别标记为、/>、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号。
在本实施例中，需要具体说明的是，所述表井信息获取模块还包括目标表井区域各监测子区域的表井水位、故障维修次数；
其中水压的测量方式为通过将压力传感器安装在表井获取，流速的测量方式为通过将流量计安装在表井获取，水温通过温度传感器获取，水样含氯量通过氯离子选择性电极获取，水样pH值通过pH电极获取。
所述表井信息处理模块用于接收表井信息获取模块传输的信息，通过用水状态数据获取单元计算得到目标表井区域各监测子区域的表井供水异常预警指数，通过用水质量数据获取单元计算得到目标表井区域各监测子区域的用水质量安全管理指数。
在一种可能的设计中，所述表井供水异常预警指数的计算公式为:
，其中/>表示为第i个监测子区域的表井供水异常预警指数，/>表示为第i个监测子区域的管道末端水压，/>表示为第i个监测子区域的管道初始水压，/>表示为预设的水压波动值，/>表示为第i个监测子区域的管道末端流速，/>表示为第i个监测子区域的管道初始流速，/>表示为预设的管道流速波动值，/>表示为第i个监测子区域的用水量，n表示为监测子区域个数。
所述用水质量安全管理指数的计算公式为：
，其中/>表示为第i个监测子区域的用水质量安全管理指数，/>、e表示为自然常数，/>表示为第i个监测子区域的水温，表示为第i个监测子区域的水样pH值，/>表示为第i个监测子区域的水样含氯量，/>表示为预设的水样含氯量，n表示为监测子区域个数。
所述表井异常管理模块用于接收表井信息处理模块传输的表井供水异常预警指数，通过表井异常管理模型计算得到目标表井区域各监测子区域的表井异常管理指数，与预设的表井异常管理指数进行对比，根据结果进行处理。
在一种可能的设计中，所述表井异常管理模块具体为：
步骤S01：提取目标表井区域各监测子区域的表井供水异常预警指数；
步骤S02：获取目标表井区域各监测子区域的表井水位、故障维修次数，进行表井供水异常影响因子设置，分别标记为、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号；
步骤S03：将表井供水异常预警指数代入公式：，得到表井异常管理指数，其中/>表示为第i个监测子区域的表井供水异常预警指数，/>表示为第i个监测子区域的表井水位，/>表示为第i个监测子区域的故障维修次数，/>表示为第i个监测子区域的表井供水异常预警指数，n表示为监测子区域个数；
步骤S04：提取目标表井区域各监测子区域的表井异常管理指数，与预设的表井异常管理指数进行对比，若目标表井区域某监测子区域的表井异常管理指数大于预设的表井异常管理指数，则表明该监测子区域的表井供水存在异常，应立即将异常区域通过管理终端发送至监管人员，反之则表明目标表井区域各监测子区域的表井供水无异常状况。
所述表井水质优化管理模块用于接收表井信息处理模块传输的用水质量安全管理指数，通过表井水质优化管理模型计算得到目标表井区域各监测子区域的表井水质优化管理指数，与预设的表井水质优化管理指数进行对比，根据结果进行处理。
在一种可能的设计中，所述表井水质优化管理模块具体为：
步骤S01：提取目标表井区域各监测子区域的用水质量安全管理指数，代入公式；/>，得到用水质量安全管理指数均值，其中/>表示为用水质量安全管理指数均值，/>表示为第i个监测子区域的用水质量安全管理指数，n表示为监测子区域个数；
步骤S02：将目标表井区域各监测子区域的用水质量安全管理指数与用水质量安全管理指数均值进行对比，若目标表井区域某监测子区域的用水质量安全管理指数大于用水质量安全管理指数均值，则表明该监测子区域的水质监测存在异常状况，应立即将异常区域通过管理终端发送至监管人员，反之则表明目标表井区域监各测子区域的水质监测无异常状况。
所述表井智能分析模块用于接收表井信息处理模块传输的表井供水异常预警指数和用水质量安全管理指数，通过智能表井安全管理评估模型计算得到目标表井区域各监测子区域的智能表井安全评估系数。
在一种可能的设计中，所述智能表井安全评估系数的计算公式为：
=/>，其中/>表示为第i个监测子区域的智能表井安全评估系数，/>表示为第i个监测子区域的表井供水异常预警指数，/>表示为第i个监测子区域的用水质量安全管理指数，n表示为监测子区域个数。
所述表井安全评估模块用于获取目标表井区域各监测子区域的智能表井安全评估系数，与预设的智能表井安全评估系数进行对比，根据结果进行分析。
在一种可能的设计中，所述表井安全评估模块的具体评估方式为：
获取目标表井区域各监测子区域的智能表井安全评估系数，与预设的智能表井安全评估系数进行对比，若目标表井区域某监测子区域的智能表井安全评估系数小于预设的智能表井安全评估系数，则表明该监测子区域的智能表井水资源管理存在异常，应立即通知监测人员进行处理，反之则表明目标表井区域各监测子区域的智能表井水资源管理无异常状况。
在本实施例中，需要具体说明的是，本发明通过传感器采集目标表井区域各监测子区域的数据信息，通过用水状态数据获取单元计算得到目标表井区域各监测子区域的表井供水异常预警指数，通过用水质量数据获取单元计算得到目标表井区域各监测子区域的用水质量安全管理指数，进一步分析得到智能表井安全评估系数，与预设的智能表井安全评估系数进行对比，若目标表井区域某监测子区域的智能表井安全评估系数小于预设的智能表井安全评估系数，则表明该监测子区域的智能表井水资源管理存在异常，应立即通知监测人员进行处理，实现了实时监测表井使用过程中的水压、流速、用水量、pH值等关键数据，并根据设定的模型整合数据，简化了传统的表井管理流程，减少了人工成本的投入，提高了供水的质量和效率；
本发明通过表井异常管理模块的表井异常管理模型计算得到目标表井区域各监测子区域的表井异常管理指数，通过表井水质优化管理模块的表井水质优化管理模型计算得到目标表井区域各监测子区域的表井水质优化管理指数，并于预设值进行对比，实现了通过智能算法，及时识别和优化水质问题，提前预警供水问题，有利于表井供水的稳定性和安全性。
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 (9)

1.一种基于数据智能的智能表井管理系统，其特征在于，包括：
表井区域划分模块：用于将目标表井区域按照等面积划分方式划分为各监测子区域；
表井信息获取模块：用于通过传感器采集目标表井区域各监测子区域的数据信息，所述数据信息包括用水状态数据获取单元和用水质量数据获取单元；
表井信息处理模块：用于接收表井信息获取模块传输的信息，通过用水状态数据获取单元计算得到目标表井区域各监测子区域的表井供水异常预警指数，通过用水质量数据获取单元计算得到目标表井区域各监测子区域的用水质量安全管理指数；
表井异常管理模块：用于接收表井信息处理模块传输的表井供水异常预警指数，通过表井异常管理模型计算得到目标表井区域各监测子区域的表井异常管理指数，与预设的表井异常管理指数进行对比，根据结果进行处理；
表井水质优化管理模块：用于接收表井信息处理模块传输的用水质量安全管理指数，通过表井水质优化管理模型计算得到目标表井区域各监测子区域的表井水质优化管理指数，与预设的表井水质优化管理指数进行对比，根据结果进行处理；
表井智能分析模块：用于接收表井信息处理模块传输的表井供水异常预警指数和用水质量安全管理指数，通过智能表井安全管理评估模型计算得到目标表井区域各监测子区域的智能表井安全评估系数；
表井安全评估模块：用于获取目标表井区域各监测子区域的智能表井安全评估系数，与预设的智能表井安全评估系数进行对比，根据结果进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种基于数据智能的智能表井管理系统，其特征在于：所述表井区域划分模块的具体划分方式为：
获取待管理表井的供水管道区域，确定为目标区域，将目标区域按照等面积划分方式划分为各监测子区域，并将目标表井区域各监测子区域依次标记为1、2……n。
3.根据权利要求1所述的一种基于数据智能的智能表井管理系统，其特征在于：所述表井信息获取模块的具体获取方式为：
用水状态数据获取单元：用于通过传感器采集目标表井区域各监测子区域的管道初始水压、管道末端水压、管道初始流速、管道末端流速、用水量，分别标记为、/>、/>、、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号；
用水质量数据获取单元：用于通过测量仪器采集目标表井区域各监测子区域的水温、水样含氯量、水样pH值，分别标记为、/>、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号。
4.根据权利要求1所述的一种基于数据智能的智能表井管理系统，其特征在于：所述表井供水异常预警指数的计算公式为:
，其中/>表示为第i个监测子区域的表井供水异常预警指数，/>表示为第i个监测子区域的管道末端水压，/>表示为第i个监测子区域的管道初始水压，/>表示为预设的水压波动值，/>表示为第i个监测子区域的管道末端流速，表示为第i个监测子区域的管道初始流速，/>表示为预设的管道流速波动值，/>表示为第i个监测子区域的用水量，n表示为监测子区域个数。
5.根据权利要求1所述的一种基于数据智能的智能表井管理系统，其特征在于：所述用水质量安全管理指数的计算公式为：
，其中/>表示为第i个监测子区域的用水质量安全管理指数，/>、e表示为自然常数，/>表示为第i个监测子区域的水温，/>表示为第i个监测子区域的水样pH值，/>表示为第i个监测子区域的水样含氯量，/>表示为预设的水样含氯量，n表示为监测子区域个数。
6.根据权利要求1所述的一种基于数据智能的智能表井管理系统，其特征在于：所述表井异常管理模块具体为：
步骤S01：提取目标表井区域各监测子区域的表井供水异常预警指数；
步骤S02：获取目标表井区域各监测子区域的表井水位、故障维修次数，进行表井供水异常影响因子设置，分别标记为、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号；
步骤S03：将表井供水异常预警指数代入公式：，得到表井异常管理指数，其中/>表示为第i个监测子区域的表井供水异常预警指数，/>表示为第i个监测子区域的表井水位，/>表示为第i个监测子区域的故障维修次数，/>表示为第i个监测子区域的表井供水异常预警指数，n表示为监测子区域个数；
步骤S04：提取目标表井区域各监测子区域的表井异常管理指数，与预设的表井异常管理指数进行对比，若目标表井区域某监测子区域的表井异常管理指数大于预设的表井异常管理指数，则表明该监测子区域的表井供水存在异常，应立即将异常区域通过管理终端发送至监管人员，反之则表明目标表井区域各监测子区域的表井供水无异常状况。
7.根据权利要求1所述的一种基于数据智能的智能表井管理系统，其特征在于：所述表井水质优化管理模块具体为：
步骤S01：提取目标表井区域各监测子区域的用水质量安全管理指数，代入公式；，得到用水质量安全管理指数均值，其中/>表示为用水质量安全管理指数均值，/>表示为第i个监测子区域的用水质量安全管理指数，n表示为监测子区域个数；
步骤S02：将目标表井区域各监测子区域的用水质量安全管理指数与用水质量安全管理指数均值进行对比，若目标表井区域某监测子区域的用水质量安全管理指数大于用水质量安全管理指数均值，则表明该监测子区域的水质监测存在异常状况，应立即将异常区域通过管理终端发送至监管人员，反之则表明目标表井区域监各测子区域的水质监测无异常状况。
8.根据权利要求1所述的一种基于数据智能的智能表井管理系统，其特征在于：所述智能表井安全评估系数的计算公式为：
=/>，其中/>表示为第i个监测子区域的智能表井安全评估系数，/>表示为第i个监测子区域的表井供水异常预警指数，/>表示为第i个监测子区域的用水质量安全管理指数，n表示为监测子区域个数。
9.根据权利要求1所述的一种基于数据智能的智能表井管理系统，其特征在于：所述表井安全评估模块的具体评估方式为：
获取目标表井区域各监测子区域的智能表井安全评估系数，与预设的智能表井安全评估系数进行对比，若目标表井区域某监测子区域的智能表井安全评估系数小于预设的智能表井安全评估系数，则表明该监测子区域的智能表井水资源管理存在异常，应立即通知监测人员进行处理，反之则表明目标表井区域各监测子区域的智能表井水资源管理无异常状况。
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