一种基于大数据的污水处理设备运行监测系统及方法与流程

技术特征：
1.一种基于大数据的污水处理设备运行监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1：获取由m台自动清洗设备构成的智能终端历史数据，所述智能终端历史数据记录自动清洗设备中输入区块的第一运行数据和污水处理区块的第二运行数据，m为大于1的正整数；步骤s2：基于第一运行数据记录和第二运行数据记录，分析污水处理区块的特征因素集；所述特征因素集包括分类特征因素和目标特征因素；步骤s3：基于特征因素集中的目标特征因素，构建目标特征因素对应的运行安全评估模型并计算安全评估指数；步骤s4：获取实时监测的待分析第二运行数据和待分析第一运行数据，基于待分析第一运行数据和待分析第二运行数据，匹配步骤s3中的运行安全模型以及计算实时安全评估指数并进行污水处理设备的预警。2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的污水处理设备运行监测方法，其特征在于：所述步骤s2包括以下步骤：所述第一运行数据包括自动清洗设备记录的间隔时长、清洗物的数据和自动清洗设备操作者的操作内容，所述间隔时长是指本次使用自动清洗设备距离上次使用的间隔时长；所述第二运行数据包括污水处理区块的运行区块、运行区块对应的运行时长和污水处理区块内感应设备的相关数据，所述感应设备的相关数据是指液位传感器感应的液位数据；建立第二运行数据对应的目标数据对(u
ij
,v
ij
,w
ij
)，其中u
ij
表示第i台自动清洗设备第j次使用记录的运行区块个数，v
ij
表示第i台自动清洗设备第j次使用记录中污水处理区块的运行时长，w
ij
表示第i台自动清洗设备第j次使用记录中的总储水量；i≤m，j≤n，n为监测周期内自动清洗设备的使用总次数；设置第一运行数据中任一自动清洗设备记录的间隔时长、清洗物的数据为标定数据，获取标定数据对应的目标数据对集合，提取当u
ij
=2时目标数据对为第一目标数据对，计算第一目标数据对中运行时长的平均值v
01
和总储水量的平均值w
01
；提取当u
ij
=3时对应的目标数据对为第二目标数据对，计算第二目标数据对中运行时长的平均值v
02
和总储水量的平均值w
02
；计算｜v
01-v
02
｜的第一目标差值和｜w
01-w
02
｜的第二目标差值，若第一目标差值和第二目标差值至少存在任一目标差值大于等于预设差值阈值时，则输出第一运行数据中的操作内容为分类特征因素，若第一目标差值和第二目标差值均小于预设差值阈值时，则继续分析特征因素。3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的污水处理设备运行监测方法，其特征在于：所述步骤s2还包括以下步骤：步骤s21：当不存在分类特征因素时，获取部分目标数据对集合g，g={(v
ij
,w
ij
)}，所述部分目标数据对集合g包括运行时间v
ij
和总储水量w
ij
；步骤s22：获取集合g对应第一运行数据中的间隔时长x
ij
和清洗物的数据y
ij
并构建用户数据集合r，r={(x
ij
,y
ij
)}；所述清洗物的数据是指自动清洗设备记录的清洗物的负载数据；步骤s23：依次构建集合g对应集合r中数据的序列对，所述序列对包括间隔时长对应运行时间的序列对集合z1、间隔时长对应总储水量的序列对z2、清洗物的数据对应运行时间
的序列对集合z3和清洗物的数据对应总储水量的序列对集合z4；z1={(x
ij
,v
ij
)}，z2={(x
ij
,w
ij
)}，z3=(y
ij
,v
ij
)，z4=(y
ij
,w
ij
)；步骤s24：获取集合中的不同序列对并依次构建对应集合的拟合曲线n
z1
、n
z2
、n
z3
和n
z4
；标记拟合曲线中的最小值和最大值并连接两点构成比较线段，获取拟合曲线中对应的序列对与比较线段的垂直距离，提取第r个拟合曲线中垂直距离小于等于预设距离阈值的序列对个数h
r
，标记h
r
/h
r
大于等于比例阈值对应的拟合曲线为目标曲线，h
r
表示第r个拟合曲线中序列对的总个数，1≤r≤s，s表示拟合曲线的总个数；步骤s25：获取目标曲线对应集合中的序列对，输出序列对中的第一运行数据为目标特征因素；目标特征因素所属的序列对为拥抱数据对；步骤s26：当存在分类特征因素时，获取集合g对应第一运行数据中的间隔时长x
ij
、清洗物的数据y
ij
和操作内容z
ij
并构建用户数据集合r’，r’={(x
ij
,y
ij
,z
ij
)}；并按顺序进行步骤s23至步骤s25。4.根据权利要求3所述的一种基于大数据的污水处理设备运行监测方法，其特征在于：所述步骤s3包括以下步骤：判断目标特征因素所属拥抱数据对的个数，当拥抱数据对的数量仅为一时，则构建第一运行安全评估模型为所述拥抱数据对所属的拟合曲线；当拥抱数据对的数量等于二且拥抱数据对不相同时，则构建第二运行安全评估模型为两个拥抱数据对所属的拟合曲线；当拥抱数据对的数量大于二或者拥抱数据对的数量等于二的第二运行数据相同时，则构建第d种拥抱数据对所属拟合曲线中比较线段的运行安全评估模型f
d
=e
d1
*b e
d2
，并计算安全评估指数f
d
对应的e
d1
和e
d2
；f={v
ij
,w
ij
}，b={x
ij
,y
ij
,z
ij
}；1≤d≤s；其中e
d1
表示第d种拥抱数据对对应的系数，e
d2
表示第d种拥抱数据对对应的常数；若拥抱数据对的数量为零时，获取除步骤s1中第一运行数据以外的输入区块相关数据，继续分析步骤s2-步骤s3，直至拥抱数据对的数量不为零。5.根据权利要求4所述的一种基于大数据的污水处理设备运行监测方法，其特征在于，所述步骤s4包括以下步骤：所述待分析第一运行数据为历史数据分析得到的目标特征因素对应的数据；当待分析第一运行数据种类数量为一时，匹配第一运行安全评估模型；若所述待分析第一运行数据对应第一运行安全评估模型中的第二运行数据与待分析第二运行数据相似度小于等于相似度阈值时，则输出预警信号；当待分析第一运行数据种类数量为二且拥抱数据对不相同时，匹配第二运行安全模型；此时，所述待分析第一运行数据包括待分析第一运行数据一和待分析第一运行数据二，所述待分析第二运行数据包括待分析第二运行数据一和待分析第二运行数据二；若所述待分析第一运行数据一对应第二运行安全评估模型中的第二运行数据与待分析第二运行数据一的相似度小于等于相似度阈值时，或者所述待分析第一运行数据二对应第二运行安全评估模型中的第二运行数据与所述待分析第二运行数据二的相似度小于等于相似度阈值时，则输出预警信号。6.根据权利要求4所述的一种基于大数据的污水处理设备运行监测方法，其特征在于，所述步骤s4还包括以下步骤：
当待分析第一运行数据种类数量为二且拥抱数据对中第二运行数据相同时，将待分析第一运行数据代入拥抱数据对所属拟合曲线中比较线段的运行安全评估模型，获取对应的待分析安全评估指数f
10
和f
20
，计算f
10-f
20
的差值为区别值e0，若区别值大于等于区别值阈值，则输出预警信号；当待分析第一运行数据种类数量大于二时，且待分析第一运行数据对应拥抱数据对中的第二运行数据均相同时，则代入对应的运行安全评估模型，获取对应的待分析安全评估指数f
d
，遍历待分析安全评估指数f
d
计算区别值e
d
，若所述区别值e
d
存在任一值大于等于区别值阈值，则输出预警信号；当待分析第一运行数据对应拥抱数据对中的第二运行数据不完全相同时，设置满足条件，所述满足条件包括第一满足条件和第二满足条件，所述第一满足条件为对于拥抱数据对中第二运行数据相同的待分析第一运行数据同上述分析方式，第二满足条件为对其余待分析第一运行数据的分析方式同待分析第一运行数据种类数量为一时的分析方式相同；当存在任一满足条件不满足时，输出预警信号。7.应用权利要求1-6中任一项所述的一种基于大数据的污水处理设备运行监测方法的一种基于大数据的污水处理设备运行监测系统，其特征在于，包括终端历史数据获取模块、特征因素集分析模块、安全评估模型构建模块、实时监测数据匹配模块和预警响应模块；所述终端历史数据获取模块用于获取自动清洗设备构成的智能终端历史数据，所述智能终端历史数据记录自动清洗设备中输入区块的第一运行数据和污水处理区块的第二运行数据；所述特征因素集分析模块用于分析污水处理区块的特征因素集；所述安全评估模型构建模块用于构建目标特征因素对应的运行安全评估模型并计算安全评估指数；所述实时监测数据匹配模块用于获取实时待分析数据并基于安全评估模型进行匹配闭并传输预警信号；所述预警响应模块用于接收预警信号进行预警响应。8.根据权利要求7所述的一种基于大数据的污水处理设备运行监测系统，其特征在于：所述特征因素集分析模块包括目标数据对建立单元、第一运行数据标定单元、分类特征因素分析单元、序列对建立单元、拟合曲线绘制单元和目标特征因素分析单元；所述目标数据对建立单元用于建立第二运行数据的目标数据对；所述第一运行数据标定单元用于标定任一数据第一运行数据；所述分类特征因素分析单元用于基于提取第一目标差值和第二目标差值判断是否存在分类特征因素；所述序列对建立单元用于目标数据对集合对应用户数据集合中数据的序列对；所述拟合曲线绘制单元用于绘制序列对相应的拟合曲线；所述目标特征因素分析单元用于基于拟合曲线分析对应的目标特征因素。

技术总结
本发明涉及污水处理设备运行监测技术领域，具体为一种基于大数据的污水处理设备运行监测系统及方法，包括终端历史数据获取模块、特征因素集分析模块、安全评估模型构建模块、实时监测数据匹配模块和预警响应模块；终端历史数据获取模块用于获取自动清洗设备构成的智能终端历史数据；所述特征因素集分析模块用于分析污水处理区块的特征因素集；所述安全评估模型构建模块用于构建目标特征因素对应的运行安全评估模型并计算安全评估指数；所述实时监测数据匹配模块用于获取实时待分析数据并基于安全评估模型进行匹配闭并传输预警信号；所述预警响应模块用于接收预警信号进行预警响应。警响应。警响应。


技术研发人员：周素 王玉心 罗研 张浩
受保护的技术使用者：合肥凯泉电机电泵有限公司
技术研发日：2022.10.12
技术公布日：2022/11/8