CN117314136A - 基于村镇分散污水处理行业的智能巡检系统及巡检方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理监测技术领域，具体涉及一种基于村镇分散污水处理行业的智能巡检系统及巡检方法，巡检系统主要包括数据中台、AI事件中心、AI任务平台、巡检中心；当开启巡检模式后，根据巡检人员数量对巡检区域进行分割，将巡检区域分割为主区域及临界区域，并基于巡检人员当前位置定义巡检人员的权限范围；AI事件中心反馈预警事件，并对预警事件进行优先级排序；AI任务平台进行管理和调度，调配巡检人员在权限范围以内对预警事件进行处理。本申请基于互联网技术，实现村镇分散污水行业的信息化和智能化；集成了智能化运维、事件管理和流程任务管理等功能于一体，提高污水处理设施的运营效率、降低成本、优化资源利用。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理监测技术领域，特别涉及一种基于村镇分散污水处理行业的智能巡检系统及巡检方法。
背景技术
随着环境保护意识的增强和污水处理技术的不断发展，分散污水行业越来越受到重视，并在不断推广。然而，传统的巡检方式无法及时地发现问题、解决问题，并且需要投入较大的人力资源和交通费用，耗费大，存在着巡检效率低、数据不准确、缺乏智能化等问题，管理处于被动状态，已经不能满足现代污水处理设施运维管理和维护的要求。因此，开发一种基于村镇分散污水处理行业的智能巡检系统及巡检方法，对于提高巡检效率、保证数据的准确性、降低运维成本等方面具有重要意义。
发明内容
本发明目的是：提供一种基于村镇分散污水处理行业的智能巡检系统及巡检方法，以解决现有技术中智能化不足而导致的巡检效率低的问题。
本发明的技术方案是：一种基于村镇分散污水处理行业的智能巡检方法，包括：
开启巡检模式，确定巡检区域及巡检人员数量，所述巡检区域内分布有若干污水站；
根据巡检人员数量对巡检区域进行分割，将巡检区域分割为主区域及临界区域；所述主区域数量配置为与巡检人员数量相同，所述临界区域配置为相邻主区域之间邻近的区域，并且每个所述主区域内包含有局部临界区域；
巡检人员处于临界区域以外的主区域内，权限范围包括整个主区域；巡检人员处于对应主区域内的临界区域内，权限范围包括主区域及与之相邻主区域内对应的临界区域；
AI事件中心反馈预警事件，并对预警事件进行优先级排序；
AI任务平台进行管理和调度，调配巡检人员在权限范围以内对预警事件进行处理，并在多个预警事件同时发生时按优先级顺序对预警事件进行处理。
优选的，所述AI任务平台进行管理和调度时，依次完成任务派发、任务接收及任务确定；
任务派发，将指定区域内发生的预警事件派发至对应权限范围内的所有巡检人员；
任务接收，巡检人员在预设时间内接收被分配的任务；
任务确定，当任务接收数量为“1”时，由当前接收任务的巡检人员确定执行任务；当任务接收数量为“2”时，根据巡检人员的位置信息及工作状态确定执行任务的具体巡检人员。
优选的，巡检人员触发所述任务接收时，同步反馈工作状态，包括巡察模式及检修模式；
当任务接收数量为“2”时，若反馈的工作状态相异，则由处于巡察模式的巡检人员确定执行任务；若反馈的工作状态相同，则根据巡检人员接收任务时所处位置与预警事件发生地之间的距离，距离短的巡检人员在无其他预警事件接收情况下确定执行任务，在接收另一优先级更高的预警事件的情况下由另一巡检人员确定执行任务。
优选的，所述AI事件中心根据紧急程度、处理难度对预警事件进行优先级排序；在优先级序列中，预警事件包括采用被动调节模式的预警事件，以及采用主动模式调节的预警事件；
具有主动调节模式的预警事件在优先级序列的后置位，并在发生主动调节后仍为预警事件时发生优先级越位，且触发为被动调节模式的预警事件。
优选的，在巡检过程中，通过巡检中心进行任务监控，巡检人员到达预警事件发生地后，系统加载当前设定范围内的站点信息，巡检人员完成签到；同时，巡检过程中实时监控巡检人员安全。
本申请还包括一种基于村镇分散污水处理行业的智能巡检系统，包括：
数据中台，采集所述污水站内的污水数据、设备数据、环境状态，并进行处理分析；
AI事件中心，识别所述数据中台的异常数据，实时反馈预警事件；
AI任务平台，基于预警事件的发生，进行管理、调度、处理及跟踪。
优选的，所述数据中台包括数据采集模块、数据处理模块、数据可视化模块；
所述AI事件中心基于机器训练学习，提取所述数据中台的异常信息；
所述AI任务平台包括任务调度和管理模块、任务自动化处理模块、任务跟踪和监控模块。
优选的，还包括巡检中心，所述巡检中心包括路线规划模块、智能签到模块、安全监控模块；
所述路线规划模块基于接收任务的优先级，规划当前最短路径；
所述智能签到模块加载当前设定范围内的站点信息，供巡检人员完成签到；
所述安全监控模块包括监控摄像头、警报器、安全隔离设施。
优选的，所述巡检中心还包括信息录入模块，供巡检人员填报污水站信息，并反馈至所述数据中台。
与现有技术相比，本发明的优点是：
基于互联网技术，实现村镇分散污水行业的信息化和智能化；集成了智能化运维、事件管理和流程任务管理等功能于一体的解决方案，提高污水处理设施的运营效率、降低成本、优化资源利用。
巡检过程中通过区域分割、权限范围确定，满足任务合理派发的前提，并基于巡检人员的工作状态信息、任务优先级、距离确定任务执行对象，以提高巡检的效率。
将预警事件基于被动调节与主动调节进行区分，被动调节则需人为干预，主动调节则可实现自动化调节，但基于主动调节会出现无法解决问题的情况，因而会发生优先级越位，通过人为干预快速解决问题。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明所述的基于村镇分散污水处理行业的智能巡检系统的局部结构图；
图2为本发明所述的基于村镇分散污水处理行业的智能巡检方法的流程图；
图3为本发明所述巡检区域内的主区域与临界区域的分布图；
图4a、4b为本发明所述巡检区域内的主区域与临界区域的模拟图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：
如图1所示，一种基于村镇分散污水处理行业的智能巡检系统，包括数据中台、AI事件中心、AI任务平台、巡检中心。
数据中台包括数据采集模块、数据处理模块、数据可视化模块；数据采集模块可以采集污水站内的各种数据，包括污水数据、设备数据、环境状态，以及能源消耗等。数据处理模块用于将采集到的数据进行处理、清洗、分析和挖掘，提取有价值的信息，为设备维护和管理提供支持。数据可视化模块则可通过图表、图像等可视化手段，将数据呈现给巡检人员，让巡检人员更好地理解和掌握设备的运行情况。
AI事件中心基于机器训练学习，提取数据中台的异常信息，进而识别数据中台的异常数据，实时反馈预警事件；预警事件主要包括以下情况：
a、设备故障或异常，通过监测设备的工作状态和各项参数，可以识别出设备故障或异常情况，如离线、动力设备故障、高温预警等，并及时生成预警事件。
b、非法入侵或破坏，通过对污水站设施的监控和防护，可以识别出非法入侵或破坏行为，如偷盗、破坏设备等，并及时生成预警事件。
c、污水水质变化，通过对污水水质的监测和分析，可以识别出水质的突然变化或异常情况，并及时生成预警事件。
d、工艺流程异常，通过监测污水处理过程中的各项参数，如水位、流量、pH值等，可以识别出处理过程的不稳定或异常情况，如波动大、不平衡等，并及时生成预警事件。
e、人工预警，当污水处理过程中采集的数据出现异常或误差较大时，需要专业的技术人员进行判断和处理，生成人工预警事件。
AI任务平台包括任务调度和管理模块、任务自动化处理模块、任务跟踪和监控模块。任务调度和管理模块对AI事件中心的任务进行管理和调度，执行任务派发、任务接收和任务确定。任务自动化处理模块可以利用人工智能技术和自动化设备，实现任务的自动化处理。比如通过自动化控制系统和调节设备，根据污水处理的需要，对污水处理设备的各项运行参数进行自动控制和调节。自动调整污水处理设备的运行状态和工艺参数，确保处理后的水质符合要求。任务跟踪和监控模块可以对任务进行跟踪和监控，可以实时掌握任务的进展情况、处理结果等数据，及时发现和解决任务处理中出现的问题。
基于预警事件的发生，根据其紧急程度、处理难度可以进行优先级排序；又由于部分预警事件能够实现自动化处理，因而在优先级序列中可以处于后置位，在本实施方式中，相关预警事件在优先级序列中主要如下表1所示：
表1预警事件优先级序列
| 优先级序列 | 预警事件 |
| 序列1 | 偷盗、破坏 |
| 序列2 | 设备故障、采集数据误差大 |
| 序列3 | 工艺流程异常 |
| 序列4 | 设备离线 |
| 序列5 | 水质异常 |
| 序列6 | 高温预警、pH值异常 |
| 序列7 | 水位异常、流量异常 |
其中，定义序列5、6、7中的预警事件均可实现自动化处理。
巡检中心包括路线规划模块、智能签到模块、安全监控模块、信息录入模块；路线规划模块基于接收任务的优先级，规划当前最短路径，使巡检人员能够以最短的时间、最少的劳动量完成巡检任务。智能签到模块加载当前设定范围（100m范围）内的站点信息，供巡检人员完成签到。安全监控模块包括监控摄像头、警报器、安全隔离设施，确保巡检人员的安全和生产安全。信息录入模块供巡检人员填报污水站信息，并反馈至数据中台。
如图2所示，一种基于村镇分散污水处理行业的智能巡检方法，具体如下。
（1）开启巡检模式，确定巡检区域及巡检人员数量，巡检区域内分布有若干污水站；根据巡检人员数量对巡检区域进行分割，将巡检区域分割为主区域及临界区域；主区域数量配置为与巡检人员数量相同，临界区域配置为相邻主区域之间邻近的区域，并且每个主区域内包含有局部临界区域；巡检人员处于临界区域以外的主区域内，权限范围包括整个主区域；巡检人员处于对应主区域内的临界区域内，权限范围包括主区域及与之相邻主区域内对应的临界区域；
关于主区域与临界区域的定义，以图3为例，图中所示整体即为巡检区域，巡检区域内分布有若干污水站。设定巡检人员数量为“2”，则将巡检区域内分为两个主区域，以及一个临界区域，其中两个主区域分别为Q1、Q2，临界区域为P；再结合图4a中的模拟图，其分别对应有三个主区域，分别为Q1、Q2、Q3，临界区域为处于Q1、Q2之间的P1，处于Q2、Q3之间的P2，以及处于Q1、Q3之间的P3；图4b中的模拟图，对应有三个主区域，分别为Q1、Q2、Q3，临界区域为处于Q1、Q2之间的P1，以及处于Q2、Q3之间的P3，由于Q1与Q3之间距离过远，不定义临界区域。
以图4a中的Q1区域为例，Q1中包含了P1和P3中的局部区域，并定义为m1和m2，进而Q1中除临界区域的部分定义为m3，同时，定义Q2中包含P1中的局部区域为m4，定义Q3中包含P3中的局部区域为m5。进而，当巡检人员处于m3内时，其权限范围为Q1区域，即m1+m2+m3；当巡检人员处于m1内时，权限区域为Q1+m4；当巡检人员处于m2内时，权限区域为Q1+m5。
（2）数据中台实时采集数据，包括污水数据、设备数据、环境状态，以及能源消耗等，具体可包括告警数据、事件数据、设备运行状态数据、水质数据、水量数据、电量数据、轨迹数据等。在进行数据采集时，采用传感器技术、PLC技术、水质监测仪器、API采集、水量监测系统、视频监控等。AI事件中心提取数据中台的异常信息，反馈预警事件，并对预警事件进行优先级排序；其中，预警事件包括采用被动调节模式的预警事件，以及采用主动模式调节的预警事件；具有主动调节模式的预警事件在优先级序列的后置位，并在发生主动调节后仍为预警事件时发生优先级越位，且触发为被动调节模式的预警事件。
以本实施例定义的优先级序列为例，其中序列5、6、7中的预警事件均可实现自动化处理，进而被定义为主动调节模式的预警事件；当“水质异常”发生后，首先进行自动化处理，但若在预设时间（10min）内始终无法解除预警，则“水质异常”发生优先级越位，从序列5越位至序列2，此时“水质异常”认定为被动调节模式的预警事件，需采用人为干预解除预警。
（3）AI任务平台进行管理和调度，调配巡检人员在权限范围以内对预警事件进行处理，并在多个预警事件同时发生时按优先级顺序对预警事件进行处理。
具体的，AI任务平台进行管理和调度时，依次完成任务派发、任务接收及任务确定。
a、任务派发时，将指定区域内发生的预警事件派发至对应权限范围内的所有巡检人员。
b、任务接收时，巡检人员在预设时间（3min）内接收被分配的任务；巡检人员触发任务接收时，同步反馈工作状态，包括巡察模式及检修模式；也就是说，巡检人员在接收任务时可能处于巡察状态或检修状态。
c、任务确定，当任务接收数量为“1”时，由当前接收任务的巡检人员确定执行任务；当任务接收数量为“2”时，根据巡检人员的位置信息及工作状态确定执行任务的具体巡检人员。若反馈的工作状态相异，则由处于巡察模式的巡检人员确定执行任务；若反馈的工作状态相同，则根据巡检人员接收任务时所处位置与预警事件发生地之间的距离，距离短的巡检人员在无其他预警事件接收情况下确定执行任务，在接收另一优先级更高的预警事件的情况下由另一巡检人员确定执行任务。
具体的，参照附图3所示，将主区域Q1分为区域A和区域B，其中区域A为主区域Q1与临界区域P之间的非重叠区域，区域B为主区域Q1与临界区域P之间的重叠部分；同理，将主区域Q2分为区域C和区域D。
当预警事件发生在区域A中，则任务接受数量（接收任务的人数）为“1”，即：只有主区域Q1内的巡检人员能够接收到任务，并确认执行任务。
当预警事件发生在区域B中，且主区域Q2的巡检人员在区域C，则任务接收量为“2”，即：主区域Q1和主区域Q2内的巡检人员均能够接收到任务；此时，巡检人员在接收任务时同时反馈工作状态，若主区域Q1中的巡检人员处于巡察模式，主区域Q2中的巡检人员处于检修模式，则由主区域Q1内的巡检人员确认执行任务，反之由主区域Q2内的巡检人员确认执行任务。若两个巡检人员均处于巡察模式或检修模式，则由距离更近的巡检人员确认执行任务。
当预警事件发生在区域A和区域B中，且主区域Q2的巡检人员在区域C，则主区域Q1内的巡检人员能够接收到两个预警事件，主区域Q2中的巡检人员能够接收到区域B中的预警事件。若区域A内的预警事件的优先级高于区域B内的预警事件的优先级，则主区域Q1内的巡检人员确认执行区域A内的预警事件，主区域Q2内的巡检人员确认执行区域B内的预警事件。若区域A内的预警事件的优先级低于区域B内的预警事件的优先级，则对比两位巡检人员距离区域B内预警事件的距离，当主区域Q1内的巡检人员距离更近，则其确认执行任务数量为两件，按执行顺序为先执行区域B内的预警事件，再执行区域A内的预警事件。当主区域Q2内的巡检人员距离更近，则主区域Q2内的巡检人员确认执行区域B内的预警事件，主区域Q1内的巡检人员确认执行区域A内的预警事件。
（4）当任务确定后，巡检人员执行任务，过程中巡检中心进行任务监控，巡检人员到达预警事件发生地后，系统加载当前设定范围（100m）内的站点信息，巡检人员完成签到；同时，巡检过程中通过监控摄像头、警报器、安全隔离设施实时监控、防护巡检人员的安全。
在实际实施场景下，污水站的分布较分散，分布面积较大，若不进行区域划分，则存在紧急事件发生时无法得到及时处理的情况。本申请通过对区域进行分割，限定巡检人员的权限范围，保证巡检人员的分散性，避免预警事件发生地与巡检人员所处地距离过远，而使预警事件得不到及时处理的情况；并增设临界区域，根据巡检人员的实际位置，调整其权限范围，实现两个独立区域之间的交融，使得巡检人员在区域边界时，对邻近的其他主区域有权限能力，进而有效保证预警事件处理的及时性。
同时，根据预警事件类别，融合自动化处理，减少巡检人员的工作量，并在自动化处理不及时的情况下，通过优先级越位，加快人工干预进程，满足实际工况下的处理要求。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (9)
1.一种基于村镇分散污水处理行业的智能巡检方法，其特征在于，包括：
开启巡检模式，确定巡检区域及巡检人员数量，所述巡检区域内分布有若干污水站；
根据巡检人员数量对巡检区域进行分割，将巡检区域分割为主区域及临界区域；所述主区域数量配置为与巡检人员数量相同，所述临界区域配置为相邻主区域之间邻近的区域，并且每个所述主区域内包含有局部临界区域；
巡检人员处于临界区域以外的主区域内，权限范围包括整个主区域；巡检人员处于对应主区域内的临界区域内，权限范围包括主区域及与之相邻主区域内对应的临界区域；
AI事件中心反馈预警事件，并对预警事件进行优先级排序；
AI任务平台进行管理和调度，调配巡检人员在权限范围以内对预警事件进行处理，并在多个预警事件同时发生时按优先级顺序对预警事件进行处理。
2.根据权利要求1所述的基于村镇分散污水处理行业的智能巡检方法，其特征在于：所述AI任务平台进行管理和调度时，依次完成任务派发、任务接收及任务确定；
任务派发，将指定区域内发生的预警事件派发至对应权限范围内的所有巡检人员；
任务接收，巡检人员在预设时间内接收被分配的任务；
任务确定，当任务接收数量为“1”时，由当前接收任务的巡检人员确定执行任务；当任务接收数量为“2”时，根据巡检人员的位置信息及工作状态确定执行任务的具体巡检人员。
3.根据权利要求2所述的基于村镇分散污水处理行业的智能巡检方法，其特征在于：巡检人员触发所述任务接收时，同步反馈工作状态，包括巡察模式及检修模式；
当任务接收数量为“2”时，若反馈的工作状态相异，则由处于巡察模式的巡检人员确定执行任务；若反馈的工作状态相同，则根据巡检人员接收任务时所处位置与预警事件发生地之间的距离，距离短的巡检人员在无其他预警事件接收情况下确定执行任务，在接收另一优先级更高的预警事件的情况下由另一巡检人员确定执行任务。
4.根据权利要求2所述的基于村镇分散污水处理行业的智能巡检方法，其特征在于：所述AI事件中心根据紧急程度、处理难度对预警事件进行优先级排序；在优先级序列中，预警事件包括采用被动调节模式的预警事件，以及采用主动模式调节的预警事件；
具有主动调节模式的预警事件在优先级序列的后置位，并在发生主动调节后仍为预警事件时发生优先级越位，且触发为被动调节模式的预警事件。
5.根据权利要求1所述的基于村镇分散污水处理行业的智能巡检方法，其特征在于：在巡检过程中，通过巡检中心进行任务监控，巡检人员到达预警事件发生地后，系统加载当前设定范围内的站点信息，巡检人员完成签到；同时，巡检过程中实时监控巡检人员安全。
6.一种用于执行权利要求1-5任一项所述的基于村镇分散污水处理行业的智能巡检方法的智能巡检系统，其特征在于，包括：
数据中台，采集所述污水站内的污水数据、设备数据、环境状态，并进行处理分析；
AI事件中心，识别所述数据中台的异常数据，实时反馈预警事件；
AI任务平台，基于预警事件的发生，进行管理、调度、处理及跟踪。
7.根据权利要求6所述的基于村镇分散污水处理行业的智能巡检系统，其特征在于：所述数据中台包括数据采集模块、数据处理模块、数据可视化模块；
所述AI事件中心基于机器训练学习，提取所述数据中台的异常信息；
所述AI任务平台包括任务调度和管理模块、任务自动化处理模块、任务跟踪和监控模块。
8.根据权利要求6所述的基于村镇分散污水处理行业的智能巡检系统，其特征在于：还包括巡检中心，所述巡检中心包括路线规划模块、智能签到模块、安全监控模块；
所述路线规划模块基于接收任务的优先级，规划当前最短路径；
所述智能签到模块加载当前设定范围内的站点信息，供巡检人员完成签到；
所述安全监控模块包括监控摄像头、警报器、安全隔离设施。
9.根据权利要求8所述的基于村镇分散污水处理行业的智能巡检系统，其特征在于：所述巡检中心还包括信息录入模块，供巡检人员填报污水站信息，并反馈至所述数据中台。
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| CN111885495A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-03 | 重庆文理学院 | 智能化工厂巡检方法及系统 |
| CN115330575A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-11-11 | 福建省蓝深环保技术股份有限公司 | 一种三维可视的分散式污水厂站管理系统 |
| CN117133065A (zh) * | 2023-08-17 | 2023-11-28 | 深圳市慧友安电子技术有限公司 | Ai智能语音交互巡检方法与装置、存储介质 |
-
2023
- 2023-11-30 CN CN202311618490.7A patent/CN117314136A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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