一种智慧水务管理分析系统的制作方法

本发明涉及水务处理，更具体地说，涉及一种智慧水务管理分析系统。

背景技术：

1、水务管理是指对水资源进行计划、监测、分配、利用和保护的过程。这一过程旨在实现对水资源的可持续利用，同时确保满足社会、经济和环境的需求，而在水务管理方面需要处理巨大的数据信息，继而需要用到智慧水务管理分析系统，而常见的智慧水务管理分析系统通常是适用于水务局对于地区用水的统筹管理，且往往是对地区用户用水的管理计算，而在用水量和排水量的整体数据处理上缺少实际的对比，影响之后的地区用水规划分析。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种智慧水务管理分析系统，以解决上述背景技术中提出的问题：常见的智慧水务管理分析系统通常是适用于水务局对于地区用水的统筹管理，且往往是对地区用户用水的管理计算，而在用水量和排水量的整体数据处理上缺少实际的对比，影响之后的地区用水规划分析。

2、一种智慧水务管理分析系统，包括数据采集与传感器模块、大数据分析与预测模块、实时监控与远程控制模块、智能优化模块、用户参与与社交模块和安全与隐私保护模块，所述数据采集与传感器模块整合多源数据，再通过所述大数据分析与预测模块对采集到的数据进行分析，并利用所述实时监控与远程控制模块进行实时监控和远程控制，且所述数据采集与传感器模块结合物联网实时监测城市地区水管流量，做到及时查漏补损，所述智能优化模块集成有机器学习算法，并结合物联网检测城市用水量与排放量的比例，并建立预测模型，且所述智能优化模块根据收集数据的实时变化自动调整系统参数，提高系统的自动化水平，之后通过所述用户参与与社交模块收集用户反馈，且所述用户参与与社交模块设置有用户定向提醒，所述安全与隐私保护模块设置有报警功能和数据加密。

3、优选地，所述数据采集与传感器模块包括多源数据整合和本地数据处理，所述多源数据整合收集不同来源数据包括传感器数据、社交媒体数据以及气象数据，且所述传感器数据包括水质传感器采集数据、水位传感器采集数据以及流量传感器采集数据，实时监测水务系统的关键参数，所述本地数据处理在所述水质传感器、所述水位传感器和所述流量传感器附近设置边缘计算节点，且所述本地数据处理在结合物联网基础上使用异常检测算法识别本地用户用水的异常情况，包括漏水和水质异常。

4、通过采用上述技术方案，将数据采集与传感器模块与物联网结合，使得用水统计表可以基于实际数据，提高统计的准确性和时效性，而非仅仅依赖于周期性的抄表，且在物联网的基础上能够帮助水务部门及时发现水管漏损和设备故障，从而减少用水系统的损失，提高供水系统的稳定性和效率，能够实现更全面、准确的水务系统监测和分析。

5、优选地，所述大数据分析与预测模块包括数据存储与管理和数据初级解析，所述数据存储与管理使用cassandra分布式数据库系统将数据存储在多个节点上，所述数据初级解析对采集到的数据进行特征工程，包括特征提取、转换和选择，用以提取数据中的有用信息，并为之后所述智能优化模块建模做准备。

6、通过采用上述技术方案，采用cassandra分布式数据库系统提高系统的可伸缩性和容错性，帮助所述大数据分析与预测模块有效处理大规模的实时数据，而通过数据初级解析对水务数据进行初步分析提取特征，方便之后建立精准高效的预测模型，为水务管理提供更准确的决策支持和优化机会。

7、优选地，所述实时监控与远程控制模块包括实时监控和远程控制，所述实时监控设置有仪表盘，并通过所述仪表盘显示水务系统的关键指标，包括当前水质指数、水位和总用水量，且所述实时监控设置有可视化地理信息展示平台，并使用所述可视化地理信息展示平台展示各个监测点的实时状态，所述远程控制提供远程开关水泵功能和调整阀门功能的控制按钮，且对于可调节参数，包括水泵速度和阀门开度，提供相应的滑块和输入框，以进行精确的参数调整。

8、通过采用上述技术方案，能够创建一个直观、实用且用户友好的实时监控界面，使水务管理人员能够迅速了解系统状态、发现问题并进行实时决策，且有效实现一个安全、高效的远程控制水务系统的界面，让远程操作员能够方便地监控和控制水务系统的运行。

9、优选地，所述智能优化模块包括用水预测模型、计算用水量与排放量比例和自适应控制，所述用水预测模型利用时间序列分析和回归算法建立预测模型，预测未来水质、水位以及用水量这些关键参数的变化趋势，且在通过时间序列分析和回归算法建立水质和用水量的预测模型，并利用监测到的实时用水量数据和环境排放数据，计算城市用水量与排放量的比例，且设置有直观的可视化界面，并通过所述可视化界面显示城市的用水量、水质和排放量的实时数据，所述自适应控制使用自适应pid控制器根据实时反馈进行参数优化。

10、通过采用上述技术方案，利用智能优化模块得以更全面地了解用水与排放的关系，从而采取有效的措施来提高用水效率、减少排放，并实现可持续发展，且通过使用自适应pid控制算法，系统能够根据实际运行状况动态调整控制参数，从而更好地适应系统的变化和外部扰动。

11、优选地，所述用户参与与社交模块包括用户反馈和用户定向提醒，所述用户反馈提供多种用户反馈收集渠道，包括在线表单、移动应用内反馈按钮和社交媒体平台，且允许用户提供文字反馈、图片以及语音信息，且所述用户反馈提供匿名反馈选项，并引入用户奖励机制，包括积分、优惠券，所述用户定向提醒设置有个性化提醒设置，用户根据个人喜好和关注点设置个性化的提醒选项，且用户能够选择接收和自己相关的水务信息和水质状况提醒，且所述用户定向提醒设置有消息权限，用户能够自行设置月度用水控制上限和提醒周期。

12、通过采用上述技术方案，设置的用户参与与社交模块能够综合考虑用户反馈和定向提醒，使得系统能够更好地满足用户的个性化需求，提高用户对水务系统的参与度和体验，并能够帮助用户更好的了解和控制个体家庭的用水实况。

13、优选地，所述报警功能设置实时报警通知机制，通过短信、邮件以及推送方式向相关人员发送安全事件报警，且所述报警功能与安全监控系统集成，实时监测网络流量、系统性能和防火墙日志，所述数据加密在数据采集以及数据储存时采用aes加密算法对敏感信息进行加密存储，以防止数据库被非法访问时敏感信息泄露，且所述数据加密建立细粒度的访问控制机制，确保只有经过身份验证的用户才能访问加密的数据。

14、通过采用上述技术方案，设置的报警功能能够及时发现潜在的安全威胁，而设置的数据加密能够加强智慧水务管理分析系统的稳定性和安全性。

15、相比于现有技术，本发明的优点在于：

16、（1）本发明中，利用智能优化模块得以更全面地了解用水与排放的关系，从而采取有效的措施来提高用水效率、减少排放，并实现可持续发展，且通过使用自适应pid控制算法，系统能够根据实际运行状况动态调整控制参数，从而更好地适应系统的变化和外部扰动。

17、（2）本发明中，设置的用户参与与社交模块能够综合考虑用户反馈和定向提醒，使得系统能够更好地满足用户的个性化需求，提高用户对水务系统的参与度和体验，并能够帮助用户更好的了解和控制个体家庭的用水实况。

18、（3）本发明中，将数据采集与传感器模块与物联网结合，使得用水统计表可以基于实际数据，提高统计的准确性和时效性，而非仅仅依赖于周期性的抄表，且在物联网的基础上能够帮助水务部门及时发现水管漏损和设备故障，从而减少用水系统的损失，提高供水系统的稳定性和效率，能够实现更全面、准确的水务系统监测和分析。