CN117422271A - 一种基于水质数据的管网调度调节方法及系统 - Google Patents
一种基于水质数据的管网调度调节方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117422271A CN117422271A CN202311467971.2A CN202311467971A CN117422271A CN 117422271 A CN117422271 A CN 117422271A CN 202311467971 A CN202311467971 A CN 202311467971A CN 117422271 A CN117422271 A CN 117422271A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pollution
- water flow
- water
- pipeline
- water quality
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 258
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims abstract description 106
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims abstract description 106
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 75
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 48
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 43
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 38
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 37
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 34
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 21
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 19
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 13
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 11
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 8
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 4
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 4
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 4
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 2
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000005802 health problem Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
- G06Q10/06311—Scheduling, planning or task assignment for a person or group
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
- G06Q10/06393—Score-carding, benchmarking or key performance indicator [KPI] analysis
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Economics (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Marketing (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Sewage (AREA)
Abstract
本发明涉及水质管网的评估调度相关领域，公开了一种基于水质数据的管网调度调节方法及系统，包括对节点处水质信息的获取、污染水体的扩散评估以及针对污染水体的调度管理执行等步骤；通过对管路分布网络进行节点的水质检测分析，获取相对应节点的水流污染情况，并根据污染情况对污染物的在管路网络中断扩散情况进行模拟，以此为基准进行水流的调度控制以及排污工作的进行，将污染水流引导至对应的清污口进行及时的情理，及时的排除或降低污染水流对用户群体的影响。
Description
技术领域
本发明涉及水质管网的评估调度相关领域，具体是一种基于水质数据的管网调度调节方法及系统。
背景技术
近年来，自来水管网水质污染事件时有发生，自来水管网老化后生锈、结垢、破裂泄漏；小区、高楼等建筑蓄水设施密封条件差，甚至无密封措施，致使蓄水设施内出现动植物尸体、垃圾沉积；而自来水管网和蓄水设施常年得不到及时的维护、清洗和消毒，进而水体出现严重的变质和污染。
现有技术中，对于管网中的水体污染，大多在由用户端的使用中发现水质问题后反馈解决，这样的方式造成污染水体被较多的用户所使用，严重的威胁到用户的身体健康问题，因此对于自来水管网的水质检测监测管理对于用户健康而言是十分重要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于水质数据的管网调度调节方法及系统，以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：
一种基于水质数据的管网调度调节方法，包含：
通过在管路分布设置的传感设备获取水质监测数据，所述水质监测数据用于表征管路内采集节点处水体的水质情况，所述水质监测数据对应包括多个监测指标，所述监测指标用于表征不同类别的水质污染因素；
获取每组水质检测数据对应的管路节点信息，并基于所述管路节点信息对预设的管路分布网络的对应采集节点进行当前水质信息标记，所述管理分布网络用于表征监测范围内管路的分布情况；
基于水质检测数据进行污染分析，获取多种污染类型及对应的污染指数，并通过管路分布网络中的水流状态进行污染扩散分析，获取对应污染类型的分布区域及扩散区域；
基于污染类型及对应的分布区域与扩散区域对管路分布网络的水流控制节点进行控制，以引导水流速度调控及管路分布网络中对应的清污口闭合，所述清污口用于将管道中的污染水流排除。
作为本发明的进一步方案：所述污染指数用于表征单位流量下的污染物密度，获取水质检测数据的步骤包括：
通过光学传感模组获取水体的光照图像，并基于所述光照图像对水体进行污染物分析，所述污染物分析包括水体的透光度分析以及悬浮颗粒密度分析，获取可视污染物数据，所述透光度分析用于通过水体的光线通过率获取非透明溶解性及细小颗粒污染物的密度信息，所述悬浮颗粒密度分析用于通过图像对象识别获取大颗粒污染物的密度信息；
以预设的时间间隔对水体进行样本采集，并基于预设的污染监测类别对样本进行污染物分析，获取不可视污染数据，所述不可视污染指数用于表征透明溶解性污染物的污染指数。
作为本发明的再进一步方案：还包括污染物沉降判断的步骤，所述污染物沉降判断的步骤用于悬浮颗粒的沉降分析，具体包括：
获取某一采集节点连续的一组光照图像，并基于采集时间顺序对相邻的光照图像进行连续叠加，以获取节点处悬浮颗粒的运动路径，并基于时间间隔信息判断悬浮颗粒的动速速度信息；
获取连续光照图像对应的水流速度信息，并基于所述水流速度信息计算悬浮物与水流的速度差值比，所述速度差值比用于表征悬浮物在水流中的前进速度，与悬浮物的可沉降性成反比；
基于所述光照图像对水流截面中悬浮物的分布情况，并根据截面上下部分的悬浮物分布数量比值获取沉降差值比，所述分布情况用于表征悬浮物在水流截面中在竖直方向上的密度分布情况，所述沉降差值比与悬浮物的可沉降性成反比。
作为本发明的再进一步方案：所述通过管路分布网络中的水流状态进行污染扩散分析，获取对应污染类型的分布区域及扩散区域的步骤具体包括：
获取管路分布网络以及对应网络的水流输送状态，以对应节点处污染物的扩散进行模拟，获取污染物扩散至用户节点及清污口的扩散时长与水流控制速度的映射关系；
获取管理分布网络中各个水流控制节点及清污口的分布情况，并基于水流方向信息生成排污引导路线，所述排污引导路线用于引导含有污染物的水流绕过用户节点并流通至清污口；
基于映射关系及排污引导路线建立调度控制信号并输出，所述排污控制信号用于控制节点以及清污口的对应开闭，以实现污染物流动与排出。
作为本发明的再进一步方案：还包括步骤：
基于映射关系计算污染物到达清污口的剩余时间，以获取维护前的管路供水时长，并将所述管路供水时长转发输出至对应用户节点的用户群体。
本发明实施例旨在提供一种基于水质数据的管网调度调节系统，包含：
监测采集模块，用于通过在管路分布设置的传感设备获取水质监测数据，所述水质监测数据用于表征管路内采集节点处水体的水质情况，所述水质监测数据对应包括多个监测指标，所述监测指标用于表征不同类别的水质污染因素；
分布标记模块，用于获取每组水质检测数据对应的管路节点信息，并基于所述管路节点信息对预设的管路分布网络的对应采集节点进行当前水质信息标记，所述管理分布网络用于表征监测范围内管路的分布情况；
污染分析模块，用于基于水质检测数据进行污染分析，获取多种污染类型及对应的污染指数，并通过管路分布网络中的水流状态进行污染扩散分析，获取对应污染类型的分布区域及扩散区域；
控制反馈模块，用于基于污染类型及对应的分布区域与扩散区域对管路分布网络的水流控制节点进行控制，以引导水流速度调控及管路分布网络中对应的清污口闭合，所述清污口用于将管道中的污染水流排除。
作为本发明的进一步方案：所述污染指数用于表征单位流量下的污染物密度，监测采集模块包括：
可视分析单元，用于通过光学传感模组获取水体的光照图像，并基于所述光照图像对水体进行污染物分析，所述污染物分析包括水体的透光度分析以及悬浮颗粒密度分析，获取可视污染物数据，所述透光度分析用于通过水体的光线通过率获取非透明溶解性及细小颗粒污染物的密度信息，所述悬浮颗粒密度分析用于通过图像对象识别获取大颗粒污染物的密度信息；
不可是分析单元，用于以预设的时间间隔对水体进行样本采集，并基于预设的污染监测类别对样本进行污染物分析，获取不可视污染数据，所述不可视污染指数用于表征透明溶解性污染物的污染指数。
作为本发明的再进一步方案：还包括用于悬浮颗粒的沉降分析的沉降分析模块，具体包括：
图像采集单元，用于获取某一采集节点连续的一组光照图像，并基于采集时间顺序对相邻的光照图像进行连续叠加，以获取节点处悬浮颗粒的运动路径，并基于时间间隔信息判断悬浮颗粒的动速速度信息；
流动判断单元，用于获取连续光照图像对应的水流速度信息，并基于所述水流速度信息计算悬浮物与水流的速度差值比，所述速度差值比用于表征悬浮物在水流中的前进速度，与悬浮物的可沉降性成反比；
悬浮分析单元，用于基于所述光照图像对水流截面中悬浮物的分布情况，并根据截面上下部分的悬浮物分布数量比值获取沉降差值比，所述分布情况用于表征悬浮物在水流截面中在竖直方向上的密度分布情况，所述沉降差值比与悬浮物的可沉降性成反比。
作为本发明的再进一步方案：所述污染分析模块包括：
流动映射单元，用于获取管路分布网络以及对应网络的水流输送状态，以对应节点处污染物的扩散进行模拟，获取污染物扩散至用户节点及清污口的扩散时长与水流控制速度的映射关系；
清污模拟单元，用于获取管理分布网络中各个水流控制节点及清污口的分布情况，并基于水流方向信息生成排污引导路线，所述排污引导路线用于引导含有污染物的水流绕过用户节点并流通至清污口；
输出控制单元，用于基于映射关系及排污引导路线建立调度控制信号并输出，所述排污控制信号用于控制节点以及清污口的对应开闭，以实现污染物流动与排出。
作为本发明的再进一步方案：还包括群体反馈模块；
所述群体反馈模块，用于基于映射关系计算污染物到达清污口的剩余时间，以获取维护前的管路供水时长，并将所述管路供水时长转发输出至对应用户节点的用户群体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过对管路分布网络进行节点的水质检测分析，获取相对应节点的水流污染情况，并根据污染情况对污染物的在管路网络中断扩散情况进行模拟，以此为基准进行水流的调度控制以及排污工作的进行，将污染水流引导至对应的清污口进行及时的情理，及时的排除或降低污染水流对用户群体的影响。
附图说明
图1为一种基于水质数据的管网调度调节方法的流程框图。
图2为一种基于水质数据的管网调度调节系统的组成框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现方式进行详细描述。
如图1所述，为本发明一个实施例提供的一种基于水质数据的管网调度调节方法，包括以下步骤：
S10，通过在管路分布设置的传感设备获取水质监测数据，所述水质监测数据用于表征管路内采集节点处水体的水质情况，所述水质监测数据对应包括多个监测指标，所述监测指标用于表征不同类别的水质污染因素；
S20，获取每组水质检测数据对应的管路节点信息，并基于所述管路节点信息对预设的管路分布网络的对应采集节点进行当前水质信息标记，所述管理分布网络用于表征监测范围内管路的分布情况。
S30，基于水质检测数据进行污染分析，获取多种污染类型及对应的污染指数，并通过管路分布网络中的水流状态进行污染扩散分析，获取对应污染类型的分布区域及扩散区域。
S40，基于污染类型及对应的分布区域与扩散区域对管路分布网络的水流控制节点进行控制，以引导水流速度调控及管路分布网络中对应的清污口闭合，所述清污口用于将管道中的污染水流排除。
本实施例中，给出了一种基于水质数据的管网调度调节方法，通过对管路分布网络进行节点的水质检测分析，获取相对应节点的水流污染情况，并根据污染情况对污染物的在管路网络中断扩散情况进行模拟，以此为基准进行水流的调度控制以及排污工作的进行，将污染水流引导至对应的清污口进行及时的情理，及时的排除或降低污染水流对用户群体的影响；使用时，通过在供水管道网络上各个节点设置的传感设备对水质数据进行监测采集，判断水流的污染情况，这些污染情况可能包括管道内材料老化脱落，管理维护后的污染物残留等，通过管路的分布及不同管道中回报的水流状态，可以进行快速的污染物的传播流动进行判断，进而可以针对性的进行调度管理，对对应管路的水体流速进行控制，对清污口进行开闭控制管理，实现对污染物流动时长以及污染物排除工作，实现对于水体的污染物监测及调度管理。
作为本发明另一个优选的实施例，所述污染指数用于表征单位流量下的污染物密度，获取水质检测数据的步骤包括：
通过光学传感模组获取水体的光照图像，并基于所述光照图像对水体进行污染物分析，所述污染物分析包括水体的透光度分析以及悬浮颗粒密度分析，获取可视污染物数据，所述透光度分析用于通过水体的光线通过率获取非透明溶解性及细小颗粒污染物的密度信息，所述悬浮颗粒密度分析用于通过图像对象识别获取大颗粒污染物的密度信息。
以预设的时间间隔对水体进行样本采集，并基于预设的污染监测类别对样本进行污染物分析，获取不可视污染数据，所述不可视污染指数用于表征透明溶解性污染物的污染指数。
本实实施例中，对获得水质检测数据的步骤进行了说明，主要包括两个部分的内容，其一是对水体的透光度产生影响到污染类型，例如使得水体变得混浊、颜色变深以及大颗粒的悬浮污染物等，这些均是可以通过光照并采集光照图像实现的；其二为溶解在水流中的透明污染物，例如各种化学生物指标，可以通过采样的样式进行化验判断。
作为本发明另一个优选的实施例，还包括污染物沉降判断的步骤，所述污染物沉降判断的步骤用于悬浮颗粒的沉降分析，具体包括：
获取某一采集节点连续的一组光照图像，并基于采集时间顺序对相邻的光照图像进行连续叠加，以获取节点处悬浮颗粒的运动路径，并基于时间间隔信息判断悬浮颗粒的动速速度信息。
获取连续光照图像对应的水流速度信息，并基于所述水流速度信息计算悬浮物与水流的速度差值比，所述速度差值比用于表征悬浮物在水流中的前进速度，与悬浮物的可沉降性成反比。
基于所述光照图像对水流截面中悬浮物的分布情况，并根据截面上下部分的悬浮物分布数量比值获取沉降差值比，所述分布情况用于表征悬浮物在水流截面中在竖直方向上的密度分布情况，所述沉降差值比与悬浮物的可沉降性成反比。
本实施例中，对沉降物判断的步骤进行了说明，其中主要包括通过连续的图像对悬浮物与水流的运动速度比值的判断，通过这一判断可以在已知水流速度的情况下判断污染物到达下一个节点(包括清污口)的时间信息(主要用于大可以悬浮物或胶状悬浮物等，对于溶解性的污染物，则与水流速度一致)，水流差值比越小，则表示该物质随着水流运动的趋势更低，则更容易被沉降，因此可以通过降低水流速度的方式进行沉降，可以降低对于用户用户需求的影响(给予用户更多时间储备饮用水)，并在闲时时间段进行快速水流清污；沉降差值比同样也表示了污染物的曾经容易程度，比值越小(即表示在重力作用下下沉的污染物比例越多)，越容易被沉降。
作为本发明另一个优选的实施例，所述通过管路分布网络中的水流状态进行污染扩散分析，获取对应污染类型的分布区域及扩散区域的步骤具体包括：
获取管路分布网络以及对应网络的水流输送状态，以对应节点处污染物的扩散进行模拟，获取污染物扩散至用户节点及清污口的扩散时长与水流控制速度的映射关系。
获取管理分布网络中各个水流控制节点及清污口的分布情况，并基于水流方向信息生成排污引导路线，所述排污引导路线用于引导含有污染物的水流绕过用户节点并流通至清污口。
基于映射关系及排污引导路线建立调度控制信号并输出，所述排污控制信号用于控制节点以及清污口的对应开闭，以实现污染物流动与排出。
本实施例中，基于前实施例的比值等数值的获取，可以对污染物在管理分布网络中的扩散情况进行判断，进而可以生成控制引导信号，通过节点阀门与清污口阀门的开闭，控制污染物的流动方向，并从清污口中排出，进而实现对管理水质进行监管调度的目的，保证饮水安全性。
作为本发明另一个优选的实施例，还包括步骤：
基于映射关系计算污染物到达清污口的剩余时间，以获取维护前的管路供水时长，并将所述管路供水时长转发输出至对应用户节点的用户群体。
本实施例中，在调度控制信号及排污引导路线等均已获取的前提下，可以基于水流速度判断对应节点下的用户还能够在清污前获得多久的安全水源供应，因此可以对应生成断水维护的预估信息，并将其推送给对应节点下区域的用户群体，以保证用户群体的及时信息获取，提前准备以降低对正常生活的影响。
如图2所示，本发明还提供了一种基于水质数据的管网调度调节系统，其包：
监测采集模块100，用于通过在管路分布设置的传感设备获取水质监测数据，所述水质监测数据用于表征管路内采集节点处水体的水质情况，所述水质监测数据对应包括多个监测指标，所述监测指标用于表征不同类别的水质污染因素；
分布标记模块200，用于获取每组水质检测数据对应的管路节点信息，并基于所述管路节点信息对预设的管路分布网络的对应采集节点进行当前水质信息标记，所述管理分布网络用于表征监测范围内管路的分布情况；
污染分析模块300，用于基于水质检测数据进行污染分析，获取多种污染类型及对应的污染指数，并通过管路分布网络中的水流状态进行污染扩散分析，获取对应污染类型的分布区域及扩散区域；
控制反馈模块400，用于基于污染类型及对应的分布区域与扩散区域对管路分布网络的水流控制节点进行控制，以引导水流速度调控及管路分布网络中对应的清污口闭合，所述清污口用于将管道中的污染水流排除。
作为本发明另一个优选的实施例，所述污染指数用于表征单位流量下的污染物密度，监测采集模块包括：
可视分析单元，用于通过光学传感模组获取水体的光照图像，并基于所述光照图像对水体进行污染物分析，所述污染物分析包括水体的透光度分析以及悬浮颗粒密度分析，获取可视污染物数据，所述透光度分析用于通过水体的光线通过率获取非透明溶解性及细小颗粒污染物的密度信息，所述悬浮颗粒密度分析用于通过图像对象识别获取大颗粒污染物的密度信息；
不可是分析单元，用于以预设的时间间隔对水体进行样本采集，并基于预设的污染监测类别对样本进行污染物分析，获取不可视污染数据，所述不可视污染指数用于表征透明溶解性污染物的污染指数。
作为本发明另一个优选的实施例，还包括用于悬浮颗粒的沉降分析的沉降分析模块，具体包括：
图像采集单元，用于获取某一采集节点连续的一组光照图像，并基于采集时间顺序对相邻的光照图像进行连续叠加，以获取节点处悬浮颗粒的运动路径，并基于时间间隔信息判断悬浮颗粒的动速速度信息；
流动判断单元，用于获取连续光照图像对应的水流速度信息，并基于所述水流速度信息计算悬浮物与水流的速度差值比，所述速度差值比用于表征悬浮物在水流中的前进速度，与悬浮物的可沉降性成反比；
悬浮分析单元，用于基于所述光照图像对水流截面中悬浮物的分布情况，并根据截面上下部分的悬浮物分布数量比值获取沉降差值比，所述分布情况用于表征悬浮物在水流截面中在竖直方向上的密度分布情况，所述沉降差值比与悬浮物的可沉降性成反比。
作为本发明另一个优选的实施例，所述污染分析模块包括：
流动映射单元，用于获取管路分布网络以及对应网络的水流输送状态，以对应节点处污染物的扩散进行模拟，获取污染物扩散至用户节点及清污口的扩散时长与水流控制速度的映射关系；
清污模拟单元，用于获取管理分布网络中各个水流控制节点及清污口的分布情况，并基于水流方向信息生成排污引导路线，所述排污引导路线用于引导含有污染物的水流绕过用户节点并流通至清污口；
输出控制单元，用于基于映射关系及排污引导路线建立调度控制信号并输出，所述排污控制信号用于控制节点以及清污口的对应开闭，以实现污染物流动与排出。
作为本发明另一个优选的实施例，还包括群体反馈模块；
所述群体反馈模块，用于基于映射关系计算污染物到达清污口的剩余时间，以获取维护前的管路供水时长，并将所述管路供水时长转发输出至对应用户节点的用户群体。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种基于水质数据的管网调度调节方法，其特征在于，包含：
通过在管路分布设置的传感设备获取水质监测数据，所述水质监测数据用于表征管路内采集节点处水体的水质情况，所述水质监测数据对应包括多个监测指标，所述监测指标用于表征不同类别的水质污染因素；
获取每组水质检测数据对应的管路节点信息，并基于所述管路节点信息对预设的管路分布网络的对应采集节点进行当前水质信息标记，所述管理分布网络用于表征监测范围内管路的分布情况；
基于水质检测数据进行污染分析，获取多种污染类型及对应的污染指数，并通过管路分布网络中的水流状态进行污染扩散分析，获取对应污染类型的分布区域及扩散区域；
基于污染类型及对应的分布区域与扩散区域对管路分布网络的水流控制节点进行控制，以引导水流速度调控及管路分布网络中对应的清污口闭合，所述清污口用于将管道中的污染水流排除。
2.根据权利要求1所述的一种基于水质数据的管网调度调节方法，其特征在于，所述污染指数用于表征单位流量下的污染物密度，获取水质检测数据的步骤包括：
通过光学传感模组获取水体的光照图像，并基于所述光照图像对水体进行污染物分析，所述污染物分析包括水体的透光度分析以及悬浮颗粒密度分析，获取可视污染物数据，所述透光度分析用于通过水体的光线通过率获取非透明溶解性及细小颗粒污染物的密度信息，所述悬浮颗粒密度分析用于通过图像对象识别获取大颗粒污染物的密度信息；
以预设的时间间隔对水体进行样本采集，并基于预设的污染监测类别对样本进行污染物分析，获取不可视污染数据，所述不可视污染指数用于表征透明溶解性污染物的污染指数。
3.根据权利要求2所述的一种基于水质数据的管网调度调节方法，其特征在于，还包括污染物沉降判断的步骤，所述污染物沉降判断的步骤用于悬浮颗粒的沉降分析，具体包括：
获取某一采集节点连续的一组光照图像，并基于采集时间顺序对相邻的光照图像进行连续叠加，以获取节点处悬浮颗粒的运动路径，并基于时间间隔信息判断悬浮颗粒的动速速度信息；
获取连续光照图像对应的水流速度信息，并基于所述水流速度信息计算悬浮物与水流的速度差值比，所述速度差值比用于表征悬浮物在水流中的前进速度，与悬浮物的可沉降性成反比；
基于所述光照图像对水流截面中悬浮物的分布情况，并根据截面上下部分的悬浮物分布数量比值获取沉降差值比，所述分布情况用于表征悬浮物在水流截面中在竖直方向上的密度分布情况，所述沉降差值比与悬浮物的可沉降性成反比。
4.根据权利要求3所述的一种基于水质数据的管网调度调节方法，其特征在于，所述通过管路分布网络中的水流状态进行污染扩散分析，获取对应污染类型的分布区域及扩散区域的步骤具体包括：
获取管路分布网络以及对应网络的水流输送状态，以对应节点处污染物的扩散进行模拟，获取污染物扩散至用户节点及清污口的扩散时长与水流控制速度的映射关系；
获取管理分布网络中各个水流控制节点及清污口的分布情况，并基于水流方向信息生成排污引导路线，所述排污引导路线用于引导含有污染物的水流绕过用户节点并流通至清污口；
基于映射关系及排污引导路线建立调度控制信号并输出，所述排污控制信号用于控制节点以及清污口的对应开闭，以实现污染物流动与排出。
5.根据权利要求4所述的一种基于水质数据的管网调度调节方法，其特征在于，还包括步骤：
基于映射关系计算污染物到达清污口的剩余时间，以获取维护前的管路供水时长，并将所述管路供水时长转发输出至对应用户节点的用户群体。
6.一种基于水质数据的管网调度调节系统，其特征在于，包含：
监测采集模块，用于通过在管路分布设置的传感设备获取水质监测数据，所述水质监测数据用于表征管路内采集节点处水体的水质情况，所述水质监测数据对应包括多个监测指标，所述监测指标用于表征不同类别的水质污染因素；
分布标记模块，用于获取每组水质检测数据对应的管路节点信息，并基于所述管路节点信息对预设的管路分布网络的对应采集节点进行当前水质信息标记，所述管理分布网络用于表征监测范围内管路的分布情况；
污染分析模块，用于基于水质检测数据进行污染分析，获取多种污染类型及对应的污染指数，并通过管路分布网络中的水流状态进行污染扩散分析，获取对应污染类型的分布区域及扩散区域；
控制反馈模块，用于基于污染类型及对应的分布区域与扩散区域对管路分布网络的水流控制节点进行控制，以引导水流速度调控及管路分布网络中对应的清污口闭合，所述清污口用于将管道中的污染水流排除。
7.根据权利要求6所述的一种基于水质数据的管网调度调节系统，其特征在于，所述污染指数用于表征单位流量下的污染物密度，监测采集模块包括：
可视分析单元，用于通过光学传感模组获取水体的光照图像，并基于所述光照图像对水体进行污染物分析，所述污染物分析包括水体的透光度分析以及悬浮颗粒密度分析，获取可视污染物数据，所述透光度分析用于通过水体的光线通过率获取非透明溶解性及细小颗粒污染物的密度信息，所述悬浮颗粒密度分析用于通过图像对象识别获取大颗粒污染物的密度信息；
不可是分析单元，用于以预设的时间间隔对水体进行样本采集，并基于预设的污染监测类别对样本进行污染物分析，获取不可视污染数据，所述不可视污染指数用于表征透明溶解性污染物的污染指数。
8.根据权利要求7所述的一种基于水质数据的管网调度调节系统，其特征在于，还包括用于悬浮颗粒的沉降分析的沉降分析模块，具体包括：
图像采集单元，用于获取某一采集节点连续的一组光照图像，并基于采集时间顺序对相邻的光照图像进行连续叠加，以获取节点处悬浮颗粒的运动路径，并基于时间间隔信息判断悬浮颗粒的动速速度信息；
流动判断单元，用于获取连续光照图像对应的水流速度信息，并基于所述水流速度信息计算悬浮物与水流的速度差值比，所述速度差值比用于表征悬浮物在水流中的前进速度，与悬浮物的可沉降性成反比；
悬浮分析单元，用于基于所述光照图像对水流截面中悬浮物的分布情况，并根据截面上下部分的悬浮物分布数量比值获取沉降差值比，所述分布情况用于表征悬浮物在水流截面中在竖直方向上的密度分布情况，所述沉降差值比与悬浮物的可沉降性成反比。
9.根据权利要求8所述的一种基于水质数据的管网调度调节系统，其特征在于，所述污染分析模块包括：
流动映射单元，用于获取管路分布网络以及对应网络的水流输送状态，以对应节点处污染物的扩散进行模拟，获取污染物扩散至用户节点及清污口的扩散时长与水流控制速度的映射关系；
清污模拟单元，用于获取管理分布网络中各个水流控制节点及清污口的分布情况，并基于水流方向信息生成排污引导路线，所述排污引导路线用于引导含有污染物的水流绕过用户节点并流通至清污口；
输出控制单元，用于基于映射关系及排污引导路线建立调度控制信号并输出，所述排污控制信号用于控制节点以及清污口的对应开闭，以实现污染物流动与排出。
10.根据权利要求9所述的一种基于水质数据的管网调度调节系统，其特征在于，还包括群体反馈模块；
所述群体反馈模块，用于基于映射关系计算污染物到达清污口的剩余时间，以获取维护前的管路供水时长，并将所述管路供水时长转发输出至对应用户节点的用户群体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311467971.2A CN117422271B (zh) | 2023-11-07 | 2023-11-07 | 一种基于水质数据的管网调度调节方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311467971.2A CN117422271B (zh) | 2023-11-07 | 2023-11-07 | 一种基于水质数据的管网调度调节方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117422271A true CN117422271A (zh) | 2024-01-19 |
| CN117422271B CN117422271B (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=89528188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311467971.2A Active CN117422271B (zh) | 2023-11-07 | 2023-11-07 | 一种基于水质数据的管网调度调节方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117422271B (zh) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0762714A (ja) * | 1993-08-26 | 1995-03-07 | Fuji Electric Co Ltd | 配水管網の汚染物質拡散状態の解析方法 |
| CN105278492A (zh) * | 2014-06-26 | 2016-01-27 | 广东柯内特环境科技有限公司 | 一种区域排污的智能监控系统和方法 |
| CN105353099A (zh) * | 2015-10-26 | 2016-02-24 | 中国地质大学（武汉） | 一种基于多种群协同算法的给水管网污染源定位方法 |
| CN105675448A (zh) * | 2014-11-17 | 2016-06-15 | 中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司 | 一种面向水环境质量监测的动态模拟污染物扩散的方法 |
| CN110196083A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-09-03 | 浙江清环智慧科技有限公司 | 排水管网污染路径的监测识别方法、装置及电子设备 |
| CN210507744U (zh) * | 2019-08-13 | 2020-05-12 | 石家庄清莹环境科技工程有限公司 | 市政排水管网有害气体的自动均衡治理系统 |
| CN112966409A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-15 | 南京信息工程大学 | 供水管网污染物动态监测系统及其监测和预警方法 |
| CN113158122A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-23 | 东莞理工学院 | 一种基于动态水系连通度计算的城市水系水质改善方法 |
| CN115204060A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-10-18 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种饮用水源地水质多维模型快速预警方法及系统 |
| CN115408646A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-11-29 | 王晓娟 | 基于大数据的河流污染物监测方法及系统 |
| CN115793471A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-03-14 | 森海环保集团有限公司 | 一种基于污水处理监测的可调式控制方法及系统 |
| CN116854156A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-10-10 | 慧之安信息技术股份有限公司 | 基于物联网的工厂污水水质监测与净化方法和系统 |
-
2023
- 2023-11-07 CN CN202311467971.2A patent/CN117422271B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0762714A (ja) * | 1993-08-26 | 1995-03-07 | Fuji Electric Co Ltd | 配水管網の汚染物質拡散状態の解析方法 |
| CN105278492A (zh) * | 2014-06-26 | 2016-01-27 | 广东柯内特环境科技有限公司 | 一种区域排污的智能监控系统和方法 |
| CN105675448A (zh) * | 2014-11-17 | 2016-06-15 | 中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司 | 一种面向水环境质量监测的动态模拟污染物扩散的方法 |
| CN105353099A (zh) * | 2015-10-26 | 2016-02-24 | 中国地质大学（武汉） | 一种基于多种群协同算法的给水管网污染源定位方法 |
| CN110196083A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-09-03 | 浙江清环智慧科技有限公司 | 排水管网污染路径的监测识别方法、装置及电子设备 |
| CN210507744U (zh) * | 2019-08-13 | 2020-05-12 | 石家庄清莹环境科技工程有限公司 | 市政排水管网有害气体的自动均衡治理系统 |
| CN112966409A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-15 | 南京信息工程大学 | 供水管网污染物动态监测系统及其监测和预警方法 |
| CN113158122A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-23 | 东莞理工学院 | 一种基于动态水系连通度计算的城市水系水质改善方法 |
| CN115204060A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-10-18 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种饮用水源地水质多维模型快速预警方法及系统 |
| CN115408646A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-11-29 | 王晓娟 | 基于大数据的河流污染物监测方法及系统 |
| CN115793471A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-03-14 | 森海环保集团有限公司 | 一种基于污水处理监测的可调式控制方法及系统 |
| CN116854156A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-10-10 | 慧之安信息技术股份有限公司 | 基于物联网的工厂污水水质监测与净化方法和系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 尹文超;张玥;赵锂;董紫君;赵昕;: "城市街区及建筑小区供水系统生物风险识别与评价", 给水排水, no. 10, 10 October 2020 (2020-10-10), pages 132 - 140 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117422271B (zh) | 2024-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dipper | Monitoring and post-auditing in environmental impact assessment: a review | |
| Owolabi et al. | Investigating the impact of sewer overflow on the environment: A comprehensive literature review paper | |
| Darmian et al. | Assessment of tools for protection of quality of water: uncontrollable discharges of pollutants | |
| CN117310115A (zh) | 一种水环境质量评估方法及系统 | |
| CN113393081A (zh) | 一种适用于再生水补给河流的健康评价方法 | |
| CN117422271B (zh) | 一种基于水质数据的管网调度调节方法及系统 | |
| Shinta et al. | Risk management of wastewater treatment in the wastewater treatment plant of PT. X | |
| Sun et al. | Integrated risk assessment and screening analysis of drinking water safety of a conventional water supply system | |
| Zhang et al. | Integrated modelling and management of manganese for a conventional potable water treatment plant | |
| Fall et al. | Design of a monitoring network and assessment of the pollution on the Lerma river and its tributaries by wastewaters disposal | |
| CN117825645A (zh) | 一种天然水的智能处理方法及装置 | |
| Sidabutar et al. | The quality of raw water for drinking water unit in Jakarta-Indonesia | |
| Maier | Modelling water quality for water distribution systems | |
| Phillips | Nonpoint source pollution and spatial aspects of risk assessment | |
| Luo et al. | Modeling for sludge estimation & reduction | |
| JP4489010B2 (ja) | 取水システム | |
| Wardhani | ANALYSIS OF BUDURAN RIVER WATER QUALITY USING QUAL2KW AS RAW MATERIAL FOR SIWALANPANJI IPA | |
| Bezsonnyi et al. | Integrated assessment of the surface source of water supply according to environmental-risk indicators | |
| Bhat et al. | Wastewater Management: Sensor Integration with Manual Filtration and Multi-Parameter Monitoring for Testing Water Quality | |
| Beck et al. | Stormwater overflows: modelling impacts on the receiving waters and the treatment plant | |
| RU2792708C1 (ru) | Стационарное устройство автоматического контроля выпуска сточных вод промышленного предприятия | |
| Beck | On the development and application of models for water quality management | |
| Alae et al. | Remediation of accidental river pollution: strategies based on the use of reservoirs | |
| Kim et al. | Development and application of Total Coliform load duration curve for the Geum River, Korea | |
| Dhaifullah et al. | Assessment of Water Quality Parameters in a Rivers Using Qual2Kw: A Study in Bangkalan River |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |