CN117950354A - 一种基于大数据的给水泵站远程控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于大数据的给水泵站远程控制系统及方法,属于数据控制技术领域。该系统包括数据采集模块、数据通信模块、智能分析模块、自动控制模块和交互显示模块;所述数据采集模块用于采集火灾现场温度数据、供水管道入水口处和出水口处的水流水压和水流流速变化数据;所述数据通信模块用于作为数据通信节点将采集的温度数据发送给智能分析模块;所述智能分析模块用于对采集的数据进行分析;所述自动控制模块用于根据供水管道入水口处和出水口处的水流流速大小、预测的供水管道出水口处水流水压大小,对供水管道入水口处的水流水压进行自动协调;所述交互显示模块用于对采集的温度数据、水流水压和水流流速变化数据进行数字化展示。
Description
技术领域
本发明涉及数据控制技术领域,具体为一种基于大数据的给水泵站远程控制系统及方法。
背景技术
给水泵站是将水源中的水提升到一定的高度和压力,从而输送到各个用水区域的一种设备;通过对给水泵站进行远程控制,可以实现对给水泵站的高效、安全和自动化管理;使得管理人员能够在远离泵站的控制中心对泵站的运行状态进行实时监控,并能够远程执行控制操作。
水锤效应是指在封闭的供水管道系统中,水流速度的突然变化,导致管道中的压力和流速急剧波动,从而对管道、阀门、水泵等设备造成严重的破坏;在现有技术中,难以在充满水的管道维持稳定的水压,尤其是在用水时期,从而容易发生水锤效应,导致管道等设备的维修成本增加;对于人员用水周期数据的分析程度还不够全面,从而导致系统的运行管理效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于大数据的给水泵站远程控制系统及方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种基于大数据的给水泵站远程控制方法,该方法包括以下步骤:
S10、采集火灾现场温度数据,将采集的温度数据发送给数据通信模块;所述数据通信模块用于作为数据通信节点将采集的温度数据发送给智能分析模块;所述智能分析模块用于对采集的数据进行分析;
S20、采集供水管道入水口处和出水口处的水流水压和水流流速变化数据,计算水流从供水管道入水口到出水口的能量损失;
S30、基于火灾现场进行灭火时采集的历史温度数据和历史供水管道出水口处水流水压变化数据,建立预测供水管道出水口处水流水压调节的网络模型;根据采集的温度数据,预测下一时刻供水管道出水口处水流水压大小;
S40、根据供水管道入水口处和出水口处的水流流速大小、预测的下一时刻供水管道出水口处水流水压大小,对供水管道入水口处的水流水压进行自动协调。
进一步的,所述消防水枪上安装有数据通信设备;当消防水枪对火灾现场进行灭火时,无人机器设备携带温度传感器采集消防水枪周围温度数据,将采集的温度数据发送给消防水枪上的数据通信设备;其中,温度传感器位置以消防水枪为中心呈均匀分布;消防水枪上安装有出水口压力调节装置,消防人员通过调节出水口压力调节装置控制出水口处水流流速;
消防人员能够根据火灾现场环境通过无人机器设备对采集的温度数据进行调节,从而方便对火灾现场的火灾变化情况进行更准确地预测;
所述供水管道入水口处和出水口处分别安装有压力传感器和流量计;所述压力传感器用于采集供水管道内水流水压变化数据;所述流量计用于采集供水管道内水流流速变化数据;所述入水口处水流水压通过给水泵站进行控制;所述出水口处水流水压通过消防水枪进行控制。
进一步的,计算水流从供水管道入水口到出水口的能量损失的方法步骤为:
S201、分别确定供水管道入水口处和出水口处水流水压大小p1和p2,确定供水管道入水口处和出水口处水流流速大小v1和v2,确定供水管道入水口处和出水口处水流水平线高度h1和h2;
S202、根据伯努利方程,计算水流从供水管道入水口到出水口的能量损失L;其中,L的计算公式为:
;
其中,ρ表示供水管道内的水流密度;g表示重力加速度;
通过伯努利方程,预测流体速度和压力的变化,由于在供水管道压力改变的一瞬间,流体的速度不会立马发生改变,因此计算供水管道内的能量损失,对供水管道入水口处的压力进行提前调节,可以降低水锤效应的影响,进而保护供水设备。
进一步的,所述步骤S30的具体实施过程包括:
S301、对温度传感器采集的环境温度进行划分,将温度大小分为x个区间,记为:[T1,T2)、[T2,T3)、...、[Tx,Tx+1];确定温度传感器与数据通信设备能够进行数据通信的最大传输范围S;当使用消防水枪进行灭火时,以消防水枪上安装的数据通信设备为中心点,确定数据通信最大传输范围S内的温度传感器总数量N;
其中,温度传感器与数据通信设备能够进行数据通信的最大传输范围为消防水枪所在消防现场位置进行灭火时的水流最大喷射范围;
其中,温度传感器与消防水枪上的数据通信设备之间的数据通信范围固定;[Ti,Ti+1)表示划分的第i个温度区间的温度大小范围;i=1、2、...、x;
S302、基于火灾现场进行灭火时采集的历史温度数据和历史供水管道出水口处水流水压变化数据,分析不同出水口处水流水压大小下,对应的最大传输范围S内的温度传感器采集环境温度大小,确定在x个温度区间内对应的温度传感器数量,得到环境温度变化对于人员控制供水管道出水口处水流水压操作的影响,根据计算公式:
;
其中,表示对应第i个温度大小区间内的温度传感器数量;/>表示对应第i个温度大小区间对于人员控制供水管道出水口处水流水压操作的影响权重;/>表示误差项;
对网络模型进行训练,确定的大小;
由于面对不同的火灾形势和变化,消防人员使用消防水枪进行灭火的用水量不同,因此通过分析火灾现场温度变化,进而预测供水管道出水口处水流水压,并建立模型,提高了数据分析的准确性和数据分析能力;
S303、将采集的温度数据中对应的数据通信最大传输范围S内的温度传感器总数量N、x个温度区间内对应的温度传感器数量代入到网络模型中,得到预测的下一时刻供水管道出水口处水流水压大小;其中,/>表示预测的下一时刻供水管道出水口处水流水压大小随时间戳t+1的变化情况。
进一步的,所述步骤S40的方法步骤为:
S401、基于历史供水管道出水口处水流水压变化数据,确定进行灭火的过程中,消防人员调节出水口压力大小的变化值,并基于调节前的出水口水流流速大小/>,确定调节后的出水口压力大小对于出水口水流流速变化的影响值/>;分析在出水口处不同水流水压变化时,对于水流流速的影响变化情况,得到关于出水口处水流水压和水流流速的计算公式:
;
;
其中,表示t到t+1的时间间隔内供水管道出水口处水流水压变化大小;/>表示出水口处水流水压变化时,在水流流速为/>时,对于出水口处水流流速的影响变化值;表示t时刻时出水口处水流流速大小;/>表示t+1时刻时出水口处水流流速大小;y表示分析的历史数据数量;
S402、分别确定供水管道入水口处和出水口处横截面积大小A1和A2,根据预测的下一时刻供水管道出水口处水流流速大小,确定下一时刻供水管道入水口处水流流速大小/>,根据计算公式:
;
S403、根据和L,在确保供水管道内水流充足的情况下,对的大小进行动态调节,根据计算公式:
;
其中,表示供水管道入水口处水流水压大小随时间戳t+1的变化情况;
其中,对水流从供水管道入水口到出水口的能量损失随时间戳t的变化情况进行监测,使得的大小满足/>;当/>时,调节/>减小。
一种基于大数据的给水泵站远程控制系统,该系统包括数据采集模块、数据通信模块、智能分析模块、自动控制模块和交互显示模块;
所述数据采集模块用于采集火灾现场温度数据、供水管道入水口处和出水口处的水流水压和水流流速变化数据;所述数据通信模块用于作为数据通信节点将采集的温度数据发送给智能分析模块;所述智能分析模块用于对采集的数据进行分析;所述自动控制模块用于根据供水管道入水口处和出水口处的水流流速大小、预测的供水管道出水口处水流水压大小,对供水管道入水口处的水流水压进行自动协调;所述交互显示模块用于提供人机交互界面,对采集的温度数据、水流水压和水流流速变化数据进行数字化展示。
进一步的,所述数据采集模块包含温度数据采集单元和供水管道内数据采集单元;
所述温度数据采集单元用于采集火灾现场温度数据,将采集的温度数据发送给数据通信模块;
所述供水管道内数据采集单元用于采集供水管道入水口处和出水口处的水流水压和水流流速变化数据,并将采集的数据发送给智能分析模块。
进一步的,所述智能分析模块包含损失能量计算单元、网络模型建立单元和水流水压预测单元;
所述损失能量计算单元用于根据伯努利方程,计算水流从供水管道入水口到出水口的能量损失;
所述网络模型建立单元用于基于火灾现场进行灭火时采集的历史温度数据和历史供水管道出水口处水流水压变化数据,建立预测供水管道出水口处水流水压调节的网络模型,分析环境温度变化对于人员控制供水管道出水口处水流水压操作的影响;
所述水流水压预测单元用于根据采集的温度数据,预测供水管道出水口处水流水压大小。
进一步的,所述自动控制模块包含数据处理单元和动态调节单元;
所述数据处理单元用于分析在出水口处不同水流水压变化时,对于水流流速的影响变化情况;确定供水管道入水口处和出水口处水流流速大小随时间的变化情况;
所述动态调节单元用于在确保供水管道内水流充足的情况下,对供水管道入水口处水流水压大小进行动态调节。
进一步的,所述交互显示模块包含温度显示单元、水流水压显示单元和水流流速显示单元;
所述温度显示单元用于根据温度传感器位置信息,对各温度传感器在火灾现场采集的温度大小进行数字化展示;
所述水流水压显示单元用于对采集的供水管道入水口处和出水口处的水流水压大小进行数字化展示;
所述水流流速显示单元用于对采集的供水管道入水口处和出水口处的水流流速大小进行数字化展示。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:提供了一种基于大数据的给水泵站远程控制系统及方法,通过分析环境温度变化对于人员控制供水管道出水口处水流水压操作的影响,从而通过给水泵站对供水管道入水口处的水流水压进行自动协调,降低了水锤效应对于管道等设备的影响,提高了供水系统的稳定性;通过对环境数据进行挖掘分析,提高了系统控制的准确性和运行管理效率。
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。在附图中:
图1是本发明一种基于大数据的给水泵站远程控制系统的结构示意图;
图2是本发明一种基于大数据的给水泵站远程控制方法中消防供水管道的结构示意图;
其中,a1表示给水泵站;a2表示消防水枪;b1表示供水管道入水口;b2表示供水管道出水口。
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1-2,本发明提供技术方案:一种基于大数据的给水泵站远程控制方法,该方法包括以下步骤:
S10、采集火灾现场温度数据,将采集的温度数据发送给数据通信模块;所述数据通信模块用于作为数据通信节点将采集的温度数据发送给智能分析模块;所述智能分析模块用于对采集的数据进行分析;
S20、采集供水管道入水口处和出水口处的水流水压和水流流速变化数据,计算水流从供水管道入水口到出水口的能量损失;
S30、基于火灾现场进行灭火时采集的历史温度数据和历史供水管道出水口处水流水压变化数据,建立预测供水管道出水口处水流水压调节的网络模型;根据采集的温度数据,预测下一时刻供水管道出水口处水流水压大小;
S40、根据供水管道入水口处和出水口处的水流流速大小、预测的下一时刻供水管道出水口处水流水压大小,对供水管道入水口处的水流水压进行自动协调。
所述消防水枪上安装有数据通信设备;当消防水枪对火灾现场进行灭火时,无人机器设备携带温度传感器采集消防水枪周围温度数据,将采集的温度数据发送给消防水枪上的数据通信设备;其中,温度传感器位置以消防水枪为中心呈均匀分布;消防水枪上安装有出水口压力调节装置,消防人员通过调节出水口压力调节装置控制出水口处水流流速;
所述供水管道入水口处和出水口处分别安装有压力传感器和流量计;所述压力传感器用于采集供水管道内水流水压变化数据;所述流量计用于采集供水管道内水流流速变化数据;所述入水口处水流水压通过给水泵站进行控制;所述出水口处水流水压通过消防水枪进行控制。
计算水流从供水管道入水口到出水口的能量损失的方法步骤为:
S201、分别确定供水管道入水口处和出水口处水流水压大小p1和p2,确定供水管道入水口处和出水口处水流流速大小v1和v2,确定供水管道入水口处和出水口处水流水平线高度h1和h2;
S202、根据伯努利方程,计算水流从供水管道入水口到出水口的能量损失L;其中,L的计算公式为:
;
其中,ρ表示供水管道内的水流密度;g表示重力加速度。
所述步骤S30的具体实施过程包括:
S301、对温度传感器采集的环境温度进行划分,将温度大小分为x个区间,记为:[T1,T2)、[T2,T3)、...、[Tx,Tx+1];确定温度传感器与数据通信设备能够进行数据通信的最大传输范围S;当使用消防水枪进行灭火时,以消防水枪上安装的数据通信设备为中心点,确定数据通信最大传输范围S内的温度传感器总数量N;
其中,温度传感器与消防水枪上的数据通信设备之间的数据通信范围固定;[Ti,Ti+1)表示划分的第i个温度区间的温度大小范围;i=1、2、...、x;
S302、基于火灾现场进行灭火时采集的历史温度数据和历史供水管道出水口处水流水压变化数据,分析不同出水口处水流水压大小下,对应的最大传输范围S内的温度传感器采集环境温度大小,确定在x个温度区间内对应的温度传感器数量,得到环境温度变化对于人员控制供水管道出水口处水流水压操作的影响,根据计算公式:
;
其中,表示对应第i个温度大小区间内的温度传感器数量;/>表示对应第i个温度大小区间对于人员控制供水管道出水口处水流水压操作的影响权重;/>表示误差项;
对网络模型进行训练,确定的大小;
S303、将采集的温度数据中对应的数据通信最大传输范围S内的温度传感器总数量N、x个温度区间内对应的温度传感器数量代入到网络模型中,得到预测的下一时刻供水管道出水口处水流水压大小;其中,/>表示预测的下一时刻供水管道出水口处水流水压大小随时间戳t+1的变化情况。
所述步骤S40的方法步骤为:
S401、基于历史供水管道出水口处水流水压变化数据,确定进行灭火的过程中,消防人员调节出水口压力大小的变化值,并基于调节前的出水口水流流速大小/>,确定调节后的出水口压力大小对于出水口水流流速变化的影响值/>;分析在出水口处不同水流水压变化时,对于水流流速的影响变化情况,得到关于出水口处水流水压和水流流速的计算公式:
;
;
其中,表示t到t+1的时间间隔内供水管道出水口处水流水压变化大小;/>表示出水口处水流水压变化时,在水流流速为/>时,对于出水口处水流流速的影响变化值;表示t时刻时出水口处水流流速大小;/>表示t+1时刻时出水口处水流流速大小;y表示分析的历史数据数量;
S402、分别确定供水管道入水口处和出水口处横截面积大小A1和A2,根据预测的下一时刻供水管道出水口处水流流速大小,确定下一时刻供水管道入水口处水流流速大小/>,根据计算公式:
;
S403、根据和L,在确保供水管道内水流充足的情况下,对的大小进行动态调节,根据计算公式:
;
其中,表示供水管道入水口处水流水压大小随时间戳t+1的变化情况。
一种基于大数据的给水泵站远程控制系统,该系统包括数据采集模块、数据通信模块、智能分析模块、自动控制模块和交互显示模块;
所述数据采集模块用于采集火灾现场温度数据、供水管道入水口处和出水口处的水流水压和水流流速变化数据;所述数据通信模块用于作为数据通信节点将采集的温度数据发送给智能分析模块;所述智能分析模块用于对采集的数据进行分析;所述自动控制模块用于根据供水管道入水口处和出水口处的水流流速大小、预测的供水管道出水口处水流水压大小,对供水管道入水口处的水流水压进行自动协调;所述交互显示模块用于提供人机交互界面,对采集的温度数据、水流水压和水流流速变化数据进行数字化展示。
所述数据采集模块包含温度数据采集单元和供水管道内数据采集单元;
所述温度数据采集单元用于采集火灾现场温度数据,将采集的温度数据发送给数据通信模块;
所述供水管道内数据采集单元用于采集供水管道入水口处和出水口处的水流水压和水流流速变化数据,并将采集的数据发送给智能分析模块。
所述智能分析模块包含损失能量计算单元、网络模型建立单元和水流水压预测单元;
所述损失能量计算单元用于根据伯努利方程,计算水流从供水管道入水口到出水口的能量损失;
所述网络模型建立单元用于基于火灾现场进行灭火时采集的历史温度数据和历史供水管道出水口处水流水压变化数据,建立预测供水管道出水口处水流水压调节的网络模型,分析环境温度变化对于人员控制供水管道出水口处水流水压操作的影响;
所述水流水压预测单元用于根据采集的温度数据,预测供水管道出水口处水流水压大小。
所述自动控制模块包含数据处理单元和动态调节单元;
所述数据处理单元用于分析在出水口处不同水流水压变化时,对于水流流速的影响变化情况;确定供水管道入水口处和出水口处水流流速大小随时间的变化情况;
所述动态调节单元用于在确保供水管道内水流充足的情况下,对供水管道入水口处水流水压大小进行动态调节。
所述交互显示模块包含温度显示单元、水流水压显示单元和水流流速显示单元;
所述温度显示单元用于根据温度传感器位置信息,对各温度传感器在火灾现场采集的温度大小进行数字化展示;
所述水流水压显示单元用于对采集的供水管道入水口处和出水口处的水流水压大小进行数字化展示;
所述水流流速显示单元用于对采集的供水管道入水口处和出水口处的水流流速大小进行数字化展示。
在本实施例中:
该系统具体为一种消防给水泵站远程控制系统;
请参见图2,其示出了一种基于大数据的给水泵站远程控制方法中消防供水管道的结构示意图;
该系统中,在所需要监管的场所放置有温度传感器,在消防水枪上安装有数据通信设备,在供水管道入水口处和出水口处分别安装压力传感器和流量计;
对温度传感器采集的环境温度进行划分,将温度大小分为5个区间,记为:[T1,T2)、[T2,T3)、[T3,T4)、[T4,T5)和[T5,T6];确定温度传感器与数据通信设备能够进行数据通信的最大传输范围S=50;
基于火灾现场进行灭火时采集的历史温度数据和历史供水管道出水口处水流水压变化数据,分析不同出水口处水流水压大小下,对应的最大传输范围S内的温度传感器采集环境温度大小,确定在5个温度区间内对应的温度传感器数量,得到环境温度变化对于人员控制供水管道出水口处水流水压操作的影响,根据计算公式:
;
对网络模型进行训练,确定的大小;
基于历史供水管道出水口处水流水压变化数据,分析在出水口处不同水流水压变化时,对于水流流速的影响变化情况,得到关于出水口处水流水压和水流流速的计算公式:
;
在某一时刻t0;
当使用消防水枪进行灭火时,以消防水枪上安装的数据通信设备为中心点,确定数据通信最大传输范围S内的温度传感器总数量N=15;确定在5个温度区间内对应的温度传感器数量分别为7、5、2、1、0;
将采集的温度数据中对应的数据通信最大传输范围S内的温度传感器总数量、5个温度区间内对应的温度传感器数量代入到网络模型中,得到预测的下一时刻供水管道出水口处水流水压大小;确定下一时刻供水管道入水口处和出水口处水流流速大小/>,/>;确定供水管道入水口处和出水口处水流水平线高度/>,;对/>的大小进行动态调节,根据计算公式:
;
其中,表示水流从供水管道入水口到出水口的能量损失随时间戳t0的变化情况;
同时,使得的大小满足/>;对采集的温度数据、水流水压和水流流速变化数据进行数字化展示。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是: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,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (10)
1.一种基于大数据的给水泵站远程控制方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
S10、采集火灾现场温度数据,将采集的温度数据发送给数据通信模块;所述数据通信模块用于作为数据通信节点将采集的温度数据发送给智能分析模块;所述智能分析模块用于对采集的数据进行分析;
S20、采集供水管道入水口处和出水口处的水流水压和水流流速变化数据,计算水流从供水管道入水口到出水口的能量损失;
S30、基于火灾现场进行灭火时采集的历史温度数据和历史供水管道出水口处水流水压变化数据,建立预测供水管道出水口处水流水压调节的网络模型;根据采集的温度数据,预测下一时刻供水管道出水口处水流水压大小;
S40、根据供水管道入水口处和出水口处的水流流速大小、预测的下一时刻供水管道出水口处水流水压大小,对供水管道入水口处的水流水压进行自动协调。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的给水泵站远程控制方法,其特征在于:所述消防水枪上安装有数据通信设备;当消防水枪对火灾现场进行灭火时,无人机器设备携带温度传感器采集消防水枪周围温度数据,将采集的温度数据发送给消防水枪上的数据通信设备;其中,温度传感器位置以消防水枪为中心呈均匀分布;消防水枪上安装有出水口压力调节装置,消防人员通过调节出水口压力调节装置控制出水口处水流流速;
所述供水管道入水口处和出水口处分别安装有压力传感器和流量计;所述压力传感器用于采集供水管道内水流水压变化数据;所述流量计用于采集供水管道内水流流速变化数据;所述入水口处水流水压通过给水泵站进行控制;所述出水口处水流水压通过消防水枪进行控制。
3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的给水泵站远程控制方法,其特征在于:计算水流从供水管道入水口到出水口的能量损失的方法步骤为:
S201、分别确定供水管道入水口处和出水口处水流水压大小p1和p2,确定供水管道入水口处和出水口处水流流速大小v1和v2,确定供水管道入水口处和出水口处水流水平线高度h1和h2;
S202、根据伯努利方程,计算水流从供水管道入水口到出水口的能量损失L;其中,L的计算公式为:
;
其中,ρ表示供水管道内的水流密度;g表示重力加速度。
4.根据权利要求3所述的一种基于大数据的给水泵站远程控制方法,其特征在于:所述步骤S30的具体实施过程包括:
S301、对温度传感器采集的环境温度进行划分,将温度大小分为x个区间,记为:[T1,T2)、[T2,T3)、...、[Tx,Tx+1];确定温度传感器与数据通信设备能够进行数据通信的最大传输范围S;当使用消防水枪进行灭火时,以消防水枪上安装的数据通信设备为中心点,确定数据通信最大传输范围S内的温度传感器总数量N;
其中,温度传感器与消防水枪上的数据通信设备之间的数据通信范围固定;[Ti,Ti+1)表示划分的第i个温度区间的温度大小范围;i=1、2、...、x;
S302、基于火灾现场进行灭火时采集的历史温度数据和历史供水管道出水口处水流水压变化数据,分析不同出水口处水流水压大小下,对应的最大传输范围S内的温度传感器采集环境温度大小,确定在x个温度区间内对应的温度传感器数量,得到环境温度变化对于人员控制供水管道出水口处水流水压操作的影响,根据计算公式:
;
其中,表示对应第i个温度大小区间内的温度传感器数量;/>表示对应第i个温度大小区间对于人员控制供水管道出水口处水流水压操作的影响权重;/>表示误差项;
对网络模型进行训练,确定的大小;
S303、将采集的温度数据中对应的数据通信最大传输范围S内的温度传感器总数量N、x个温度区间内对应的温度传感器数量代入到网络模型中,得到预测的下一时刻供水管道出水口处水流水压大小;其中/>表示预测的下一时刻供水管道出水口处水流水压大小随时间戳t+1的变化情况。
5.根据权利要求4所述的一种基于大数据的给水泵站远程控制方法,其特征在于:所述步骤S40的方法步骤为:
S401、基于历史供水管道出水口处水流水压变化数据,确定进行灭火的过程中,消防人员调节出水口压力大小的变化值,并基于调节前的出水口水流流速大小/>,确定调节后的出水口压力大小对于出水口水流流速变化的影响值/>;分析在出水口处不同水流水压变化时,对于水流流速的影响变化情况,得到关于出水口处水流水压和水流流速的计算公式:
;
;
其中,表示t到t+1的时间间隔内供水管道出水口处水流水压变化大小;/>表示出水口处水流水压变化时,在水流流速为/>时,对于出水口处水流流速的影响变化值;/>表示t时刻时出水口处水流流速大小;/>表示t+1时刻时出水口处水流流速大小;y表示分析的历史数据数量;
S402、分别确定供水管道入水口处和出水口处横截面积大小A1和A2,根据预测的下一时刻供水管道出水口处水流流速大小,确定下一时刻供水管道入水口处水流流速大小,根据计算公式:
;
S403、根据和L,在确保供水管道内水流充足的情况下,对的大小进行动态调节,根据计算公式:
;
其中,表示供水管道入水口处水流水压大小随时间戳t+1的变化情况。
6.一种基于大数据的给水泵站远程控制系统,其特征在于:该系统包括数据采集模块、数据通信模块、智能分析模块、自动控制模块和交互显示模块;
所述数据采集模块用于采集火灾现场温度数据、供水管道入水口处和出水口处的水流水压和水流流速变化数据;所述数据通信模块用于作为数据通信节点将采集的温度数据发送给智能分析模块;所述智能分析模块用于对采集的数据进行分析;所述自动控制模块用于根据供水管道入水口处和出水口处的水流流速大小、预测的供水管道出水口处水流水压大小,对供水管道入水口处的水流水压进行自动协调;所述交互显示模块用于提供人机交互界面,对采集的温度数据、水流水压和水流流速变化数据进行数字化展示。
7.根据权利要求6所述的一种基于大数据的给水泵站远程控制系统,其特征在于:所述数据采集模块包含温度数据采集单元和供水管道内数据采集单元;
所述温度数据采集单元用于采集火灾现场温度数据,将采集的温度数据发送给数据通信模块;
所述供水管道内数据采集单元用于采集供水管道入水口处和出水口处的水流水压和水流流速变化数据,并将采集的数据发送给智能分析模块。
8.根据权利要求7所述的一种基于大数据的给水泵站远程控制系统,其特征在于:所述智能分析模块包含损失能量计算单元、网络模型建立单元和水流水压预测单元;
所述损失能量计算单元用于根据伯努利方程,计算水流从供水管道入水口到出水口的能量损失;
所述网络模型建立单元用于基于火灾现场进行灭火时采集的历史温度数据和历史供水管道出水口处水流水压变化数据,建立预测供水管道出水口处水流水压调节的网络模型,分析环境温度变化对于人员控制供水管道出水口处水流水压操作的影响;
所述水流水压预测单元用于根据采集的温度数据,预测供水管道出水口处水流水压大小。
9.根据权利要求8所述的一种基于大数据的给水泵站远程控制系统,其特征在于:所述自动控制模块包含数据处理单元和动态调节单元;
所述数据处理单元用于分析在出水口处不同水流水压变化时,对于水流流速的影响变化情况;确定供水管道入水口处和出水口处水流流速大小随时间的变化情况;
所述动态调节单元用于在确保供水管道内水流充足的情况下,对供水管道入水口处水流水压大小进行动态调节。
10.根据权利要求9所述的一种基于大数据的给水泵站远程控制系统,其特征在于:所述交互显示模块包含温度显示单元、水流水压显示单元和水流流速显示单元;
所述温度显示单元用于根据温度传感器位置信息,对各温度传感器在火灾现场采集的温度大小进行数字化展示;
所述水流水压显示单元用于对采集的供水管道入水口处和出水口处的水流水压大小进行数字化展示;
所述水流流速显示单元用于对采集的供水管道入水口处和出水口处的水流流速大小进行数字化展示。
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