本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)的排水管網(wǎng)淤積分析方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并反應(yīng)排水管網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況的水質(zhì)、流量、流速、液位等監(jiān)測(cè)設(shè)備技術(shù)已經(jīng)非常成熟，基于相關(guān)設(shè)備，對(duì)排水管網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)測(cè)越來(lái)越多。

2、排水管網(wǎng)是城市重要的生命線之一，承擔(dān)著城市治污水、防洪水、排澇水的重要使命。由于排水管網(wǎng)排水環(huán)境惡劣，經(jīng)常存在淤積、堵塞等現(xiàn)象。近年來(lái)，極端天氣頻發(fā)，也造成了較為嚴(yán)重的城市內(nèi)澇和漬水等現(xiàn)象。城市經(jīng)常定期對(duì)城市排水管網(wǎng)進(jìn)行批量清淤疏通工作，但是存在周期長(zhǎng)、投資大、目標(biāo)性弱等缺點(diǎn)，缺少一種可以基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的排水管網(wǎng)，并提供淤積分析精確定位的方法、設(shè)備和系統(tǒng)，對(duì)排水管網(wǎng)的異常情況進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警，保障排水管網(wǎng)健康運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)的排水管網(wǎng)淤積分析方法和系統(tǒng)，本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的排水管網(wǎng)，并提供淤積分析精確定位的方法，對(duì)排水管網(wǎng)的異常情況進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警，保障排水管網(wǎng)健康運(yùn)行。

2、為了實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明公開(kāi)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)的排水管網(wǎng)淤積分析方法，包括：

4、獲取排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)數(shù)據(jù)與監(jiān)測(cè)參數(shù)；

5、利用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備中的優(yōu)化算法對(duì)所述布設(shè)數(shù)據(jù)與所述監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；

6、采用優(yōu)化后的布設(shè)數(shù)據(jù)與監(jiān)測(cè)參數(shù)對(duì)排水管網(wǎng)swmm模型進(jìn)行率定得到第一模型；

7、通過(guò)所述第一模型對(duì)排水管網(wǎng)進(jìn)行淤積分析。

8、進(jìn)一步地，所述物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備包括：采集器、存儲(chǔ)器、處理器、通訊模塊和集中器；所述物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備通過(guò)采集器集中采集排水管網(wǎng)運(yùn)行的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，處理器通過(guò)運(yùn)行存儲(chǔ)器中的排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)、分析與優(yōu)化的程序來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通訊模塊將處理后的數(shù)據(jù)無(wú)線遠(yuǎn)程傳輸給集中器進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。

9、進(jìn)一步地，所述采集器集成有多種類型的通訊協(xié)議接口以采集不同類型的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

10、進(jìn)一步地，排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)按照排污染源、支管、干管、主干管、污水廠、排水口的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行初步布設(shè)。

11、進(jìn)一步地，所述監(jiān)測(cè)參數(shù)包括各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水位、流量、流速。

12、進(jìn)一步地，所述優(yōu)化算法為相關(guān)性分析算法、流量比值算法中至少之一；

13、所述相關(guān)性分析算法具體包括：采用皮爾遜相關(guān)系數(shù)和斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)分析目標(biāo)監(jiān)測(cè)點(diǎn)與其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)的相關(guān)性，并將相關(guān)性大于第一閾值的兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的任意一個(gè)進(jìn)行刪除；

14、所述流量比值算法具體包括：綜合分析排水管網(wǎng)各窨井的接入流量和轉(zhuǎn)輸流量之比，在比值大于第二閾值的窨井處設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

15、進(jìn)一步地，所述通過(guò)所述第一模型對(duì)排水管網(wǎng)進(jìn)行淤積分析與定位具體包括：基于所述第一模型，綜合考慮排水管網(wǎng)淤積時(shí)管道運(yùn)行流量、流速和窨井液位的影響，采用加權(quán)平均系數(shù)算法計(jì)算得到綜合淤積程度系數(shù)，根據(jù)綜合淤積程度系數(shù)分析排水管道的淤積程度。

16、進(jìn)一步地，所述綜合淤積程度系數(shù)x表示為：

17、x＝ax1+bx2，

18、其中，a和b的均為正數(shù)，其a+b＝1；

19、x1為與管道流速相關(guān)的淤積程度系數(shù)；

20、x2為與窨井液位相關(guān)的管道淤積系數(shù)。

21、進(jìn)一步地，所述與管道流速相關(guān)的淤積程度系數(shù)x1表示為：

22、

23、所述與窨井液位相關(guān)的管道淤積系數(shù)x2表示為：

24、

25、本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)的排水管網(wǎng)淤積分析系統(tǒng)，包括：

26、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查詢模塊，用于獲取排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)數(shù)據(jù)與監(jiān)測(cè)參數(shù)；

27、優(yōu)化模塊，利用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備中的優(yōu)化算法對(duì)所述布設(shè)數(shù)據(jù)與所述監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；

28、排水管網(wǎng)水力模型模擬模塊，用于采用優(yōu)化后的布設(shè)數(shù)據(jù)與監(jiān)測(cè)參數(shù)對(duì)排水管網(wǎng)swmm模型進(jìn)行率定得到第一模型；

29、排水管網(wǎng)淤積分析模塊，通過(guò)所述第一模型對(duì)排水管網(wǎng)進(jìn)行淤積分析。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)的排水管網(wǎng)淤積分析方法和系統(tǒng)，本發(fā)明綜合考慮排水管網(wǎng)淤積后，其內(nèi)部運(yùn)行的流體流量、水位、流速等參數(shù)均會(huì)發(fā)生規(guī)律性的變化，充分融合了發(fā)展較快的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了排水管網(wǎng)淤積程度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析，并打通互聯(lián)網(wǎng)和政務(wù)專網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸壁壘。通過(guò)融合管道流速相關(guān)的淤積程度系數(shù)和窨井液位相關(guān)的管道的淤積系數(shù)得到綜合淤積系數(shù)，可以有效解決單一因素引起的偏差問(wèn)題，有效鎖定淤積嚴(yán)重的排水管道，避免因?yàn)閱蝹€(gè)液位參數(shù)、流速參數(shù)出現(xiàn)的誤判現(xiàn)象。本發(fā)明可應(yīng)用到排水管網(wǎng)的疏通清淤工作，避免出現(xiàn)非常嚴(yán)重的淤堵時(shí)才開(kāi)展清淤工作，造成城市內(nèi)澇、漬水等現(xiàn)象，危害城市發(fā)展、財(cái)產(chǎn)安全和人民生命安全；并全面改善傳統(tǒng)對(duì)整個(gè)城市排水管網(wǎng)進(jìn)行疏通清淤的現(xiàn)象，有效降低沒(méi)有具體的目標(biāo)造成工作量大、投資大等帶來(lái)的損失。通過(guò)該發(fā)明，可以精確定位到淤積嚴(yán)重的管道段和窨井，針對(duì)性對(duì)相關(guān)管道進(jìn)行清淤處理。

技術(shù)特征：

1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)的排水管網(wǎng)淤積分析方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備包括：采集器、存儲(chǔ)器、處理器、通訊模塊和集中器；所述物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備通過(guò)采集器集中采集排水管網(wǎng)運(yùn)行的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，處理器通過(guò)運(yùn)行存儲(chǔ)器中的排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)、分析與優(yōu)化的程序來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通訊模塊將處理后的數(shù)據(jù)無(wú)線遠(yuǎn)程傳輸給集中器進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。

3.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述采集器集成有多種類型的通訊協(xié)議接口以采集不同類型的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

4.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)按照排污染源、支管、干管、主干管、污水廠、排水口的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行初步布設(shè)。

5.如權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)參數(shù)包括各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水位、流量、流速。

6.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述優(yōu)化算法為相關(guān)性分析算法、流量比值算法中至少之一；

7.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述通過(guò)所述第一模型對(duì)排水管網(wǎng)進(jìn)行淤積分析與定位具體包括：基于所述第一模型，綜合考慮排水管網(wǎng)淤積時(shí)管道運(yùn)行流量、流速和窨井液位的影響，采用加權(quán)平均系數(shù)算法計(jì)算得到綜合淤積程度系數(shù)，根據(jù)綜合淤積程度系數(shù)分析排水管道的淤積程度。

8.如權(quán)利要求7所述方法，其特征在于，所述綜合淤積程度系數(shù)x表示為：

9.如權(quán)利要求8所述方法，其特征在于，所述與管道流速相關(guān)的淤積程度系數(shù)x1表示為：

10.一種基于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)的排水管網(wǎng)淤積分析系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)的排水管網(wǎng)淤積分析方法和系統(tǒng)，本發(fā)明通過(guò)融合管道流速相關(guān)的淤積程度系數(shù)和窨井液位相關(guān)的管道的淤積系數(shù)得到綜合淤積系數(shù)，可以有效解決單一因素引起的偏差問(wèn)題，有效鎖定淤積嚴(yán)重的排水管道，避免因?yàn)閱蝹€(gè)液位參數(shù)、流速參數(shù)出現(xiàn)的誤判現(xiàn)象。本發(fā)明可應(yīng)用到排水管網(wǎng)的疏通清淤工作，避免出現(xiàn)非常嚴(yán)重的淤堵時(shí)才開(kāi)展清淤工作，造成城市內(nèi)澇、漬水等現(xiàn)象，危害城市發(fā)展、財(cái)產(chǎn)安全和人民生命安全；并全面改善傳統(tǒng)對(duì)整個(gè)城市排水管網(wǎng)進(jìn)行疏通清淤的現(xiàn)象，有效降低沒(méi)有具體的目標(biāo)造成工作量大、投資大等帶來(lái)的損失。通過(guò)該發(fā)明，可以精確定位到淤積嚴(yán)重的管道段和窨井，針對(duì)性對(duì)相關(guān)管道進(jìn)行清淤處理。

技術(shù)研發(fā)人員：許荔娜,廖光偉,張發(fā)勇,李才仙,朱安祥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢智博創(chuàng)享科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9