一种基于多端感应融合的水务远程管理系统及方法与流程

本发明涉及水务管理，尤其涉及一种基于多端感应融合的水务远程管理系统及方法。

背景技术：

1、多端感应融合是指将不同类型的传感器和技术结合在一起，以获取更全面、准确和可靠的信息，通过多个传感器的协同作用，可以综合利用各种数据源，实现更深入的环境感知和智能决策；

2、但是，现有的水务管理系统在多端感应融合方面欠缺，存在数据处理方向单一、精细度差以及数据资源利用率低下的问题，难以将多源信息进行融合分析，造成水务系统的监测预警能力差的缺陷，进而导致水务系统运行的工作稳定性差，无法满足城市水务调度管理的需求；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：解决现有系统在多端感应融合方面欠缺，存在数据处理方向单一、精细度差和数据资源利用率低下的问题，以及由此造成的水务系统监测预警能力差和运行工作稳定性差的缺陷，通过初步分析评估水流调度能力、污染监测能力以及能耗管理能力，再综合评估水务管理能力，并实现风险预测与预警提示，再进行管理调控，实现多端感应融合的水务远程管理，保障水务工作的持续稳定。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种基于多端感应融合的水务远程管理方法，包括以下步骤：

4、步骤一，多端采集单元采集水务影响信息：水务影响信息包括水流参数、环境参数和能耗参数，设置信息采集周期ts，对水务影响信息进行定时采集；

5、步骤二，预处理单元对水务影响信息进行初步分析：

6、建立水务调度模型分析水流参数，初步评估水流调度能力；

7、建立水质监测模型分析环境参数，初步评估污染监测能力；

8、建立系统运行模型分析能耗参数，初步评估能耗管理能力；

9、步骤三，融合分析单元综合评估水务管理能力：通过水流调度能力、污染监测能力和能耗管理能力相结合，整合分析评估水务管理能力，生成水务评估指数；再通过对水务管理能力水务评估指数进行深度分析，从而实现对水务管理能力的风险预测，并生成预警管理信号发送到水务管理单元；

10、步骤四，水务管理单元接收预警管理信号并进行相应的水务管理操作。

11、进一步的，建立水务调度模型的具体过程为：

12、水流参数包括的水务管理环节中各个环节的水量和城市排水管网的流量，通过水务调度模型初步评估水流调度能力：

13、a1：建立城市排水管网的三维立体模型，并划分采样区域，预设有n0个采样区域，将任一个采样区域标记为z，对于采样区域z的实际流量进行监测；

14、a2：在采样区域z中设置n1个流量采样点，将其中任一个流量采样点标记为z，通过流量计监测获取流量采样点z的管道流量lz；

15、a2-1：通过n1个流量采样点的管道流量求取平均值，获取采样区域z的总体流量lz，进而获取n0个采样区域的总体流量；

16、a2-101：通过n0个采样区域的总体流量建立离散型分布图，先获取总体流量的最大值lzmax和最小值lzmin，进而求取最大幅度差值δf；

17、a2-102：再求取n0个采样区域总体流量的平均值，作为城市管网的流量平均值进而获取城市管网的流量波动系数σz；

18、a2-103：预设采样区域总体流量的标准区间[l1，l2]，分别提取位于标准区间、低于标准区间以及高于标准区间的离散点及其数据值，并建立相应的流量数据集合；

19、a2-103-1：建立流量数据集合分析模型：输入流量数据集合，通过求取集合内元素数据的平均值，获取对应的区间平均值pi，以及对应的区间波动系数σi，进而通过区间平均值pi和区间波动系数σi相结合，建立公式获取并输出集合影响指数yi；

20、a2-103-2：通过上述三个流量数据集合依次代入流量数据集合分析模型，获取相应的集合影响指数，再对三个集合影响指数分别赋予相应的权重因子系数，获取城市管网的流量影响指数yps；

21、a2-2：通过城市管网的最大幅度差值δf、流量波动系数σz和流量影响指数yps相结合，获取水流调度评估系数xsl。

22、进一步的，建立水质监测模型的具体过程为；

23、环境参数包括城市用水模块中各个模块的污染物占比，通过水质监测模型初步评估污染监测能力：

24、b1：将任一个城市用水模块标记为c，通过对排水管网进行区域划分，获取排水管网中城市用水模块c的输水区域，并将其标记为目标区域e，在目标区域e中设置n2个水质采样点，将其中任一个水质采样点标记为e，通过水质监测设备监测获取水质采样点e的污染物占比we；

25、b2：以信息采集周期ts为横坐标，以污染物占比we为纵坐标，构建污染物占比we-信息采集周期ts的动态曲线变化图s0：

26、b2-1：通过测算曲线s0的全部点的纵坐标的标准差，获取曲线s0的波动系数σs，通过n2个水质采样点的曲线波动系数σs，获取目标区域e的整体波形系数σe；

27、b2-2：再预设城市用水模块c的水质标准阈值d：

28、b2-201：通过污染物占比we赋予相应的转化系数，获取水质采样点e的水质评估系数qe，再进行阈值对比：若水质评估系数qe低于水质标准阈值d，则表示水质采样点e的水质不达标，获取目标区域e内全部不达标的水质采样点，以及相应的水质评估系数；

29、b2-202：累计全部不达标的水质采样点的个数，将其标记为低质采样点总数n2，将任一个不达标的水质采样点标记为u，将水质采样点u的水质评估系数标记为qu，测算获取水质采样点u的低水质差值δu；通过n2个不达标的水质采样点的低水质差值累加，获取目标区域e的低水质总体差值du；

30、b2-3：通过目标区域e的低水质总体差值du与整体波形系数σe相结合，获取城市用水模块c的用水质量评估系数xc；

31、b2-4：进而获取城市用水模块中全部模块的用水质量评估系数，并整合生成污染监测评估系数xwr。

32、进一步的，建立系统运行模型的具体过程为；

33、能耗参数包括水务远程管理系统的全部运行设备的能效比，通过系统运行模型初步评估能耗管理能力：

34、预设水务远程管理系统的全部运行设备有n4个，将任一个运行设备标记为v，将运行设备v的能效比标记为v，通过测算n4个运行设备的能效比的平均值，获取平均能效值，并为平均能效值赋予相应的转化系数，从而获取能耗管理评估系数xnh。

35、进一步的，生成水务评估指数的具体过程为；

36、通过水流调度评估系数xsl、污染监测评估系数xwr和能耗管理评估系数xnh相结合，分别赋予相应的权重因子系数，建立公式获取水务评估指数zsw。

37、进一步的，对水务评估指数进行深度分析的具体过程为；

38、以信息采集周期ts为横坐标，以水务评估指数zsw为纵坐标，构建水务评估指数zsw-信息采集周期ts的动态曲线变化图s1；

39、通过测算曲线s1的全部点的纵坐标的平均值进而求取标准差，获取动态曲线s1的波动系数σw，并通过测算曲线s1的全部点的斜率并求取平均值，获取曲线增率kw；

40、通过曲线波动系数σw、曲线平均值以及曲线增率kw相结合，设置风险预测时段τ，建立公式获取风险预测指数zfx；

41、设置风险预测指数zfx的风险区间，预设风险区间有x个且分别对应x个级别，当风险预测指数zfx位于预设级别的风险区间内，则生成相应级别的预警管理信号。

42、一种基于多端感应融合的水务远程管理系统，包括多端采集单元、预处理单元、融合分析单元和水务管理单元，其中，多端采集单元、预处理单元、融合分析单元和水务管理单元之间信号连接。

43、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

44、1、本发明通过多段采集单元采集水务影响信息并通过预处理单元进行初步分析，从而评估水流调度能力、污染监测能力以及能耗管理能力，再通过融合分析单元综合评估水务管理能力，并实现风险预测与预警提示，进而通过水务管理单元进行相应的管理调控，实现多端感应融合的水务远程管理，保障水务工作的持续稳定；

45、2、本发明通过预处理单元建立水务调度模型、水质监测模型和系统运行模型，依次分析水流参数、环境参数和能耗参数，并分别生成水流调度评估系数、污染监测评估系数和能耗管理评估系数，数据分类处理更精细，进而通过融合分析单元整合生成水务评估指数，整合分析更全面且提高了数据资源的利用率。