本發(fā)明涉及在線檢測，更具體地涉及一種用于供水管網(wǎng)移動式臨時水質(zhì)監(jiān)測的在線檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著城市化進程的加快和人口的不斷增長，供水系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性成為了城市發(fā)展的重要保障，然而，傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測方式往往存在監(jiān)測周期長、數(shù)據(jù)反饋慢、人力資源浪費等問題，難以滿足對供水水質(zhì)安全的實時監(jiān)測需求，因此，開發(fā)一種能夠?qū)崿F(xiàn)對供水管網(wǎng)移動式臨時水質(zhì)進行在線監(jiān)測的系統(tǒng)，成為了保障供水水質(zhì)安全的重要手段。

2、現(xiàn)代信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)及數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)不斷發(fā)展，水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)水平和性能也得到了不斷提升，多種技術(shù)的融合應用，使得在線檢測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對水質(zhì)參數(shù)的實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸、處理和分析，為供水水質(zhì)的安全監(jiān)測提供了有力的技術(shù)支持。

3、然而，在水質(zhì)監(jiān)測過程中水力不均會導致在線監(jiān)測系統(tǒng)在不同位置采集到的水樣具有不同的水質(zhì)特征，從而影響監(jiān)測結(jié)果的準確性，使得在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)難以穩(wěn)定反映實際水質(zhì)狀況，導致對水質(zhì)狀況的判斷出現(xiàn)偏差，從而影響供水安全。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種用于供水管網(wǎng)移動式臨時水質(zhì)監(jiān)測的在線檢測系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中存在的問題。

2、本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于供水管網(wǎng)移動式臨時水質(zhì)監(jiān)測的在線檢測系統(tǒng)，包括：供水管網(wǎng)區(qū)域劃分模塊、供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊、區(qū)域水力監(jiān)測區(qū)分模塊、區(qū)域水力智能調(diào)控模塊、水質(zhì)判斷模型建立模塊、水質(zhì)穩(wěn)定分析模塊、異常結(jié)果預警輸出模塊以及人機交互模塊；

3、所述供水管網(wǎng)區(qū)域劃分模塊，將供水管網(wǎng)區(qū)域劃分為n個監(jiān)測子區(qū)域，并在各監(jiān)測子區(qū)域管網(wǎng)末梢設(shè)置數(shù)據(jù)采集點，i=1，2，3，...，n，其中i表示監(jiān)測子區(qū)域編號；

4、所述供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊，包括水力數(shù)據(jù)采集單元和水質(zhì)數(shù)據(jù)采集單元，通過可移動監(jiān)測設(shè)備對各監(jiān)測子區(qū)域進行水力和水質(zhì)監(jiān)測，并將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽^(qū)域水力監(jiān)測區(qū)分模塊和水質(zhì)判斷模型建立模塊；

5、所述區(qū)域水力監(jiān)測區(qū)分模塊，依據(jù)水力數(shù)據(jù)采集單元實時監(jiān)測的水力數(shù)據(jù)建立水力判斷模型計算各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前水力指數(shù)，并將超出預設(shè)范圍的監(jiān)測子區(qū)域劃分為高水力區(qū)域和低水力區(qū)域；

6、所述區(qū)域水力智能調(diào)控模塊，基于區(qū)域水力監(jiān)測區(qū)分模塊劃分的高水力區(qū)域和低水力區(qū)域?qū)Ω鞅O(jiān)測子區(qū)域進行智能調(diào)控，并計算各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控后水力指數(shù)；

7、所述水質(zhì)判斷模型建立模塊，依據(jù)水質(zhì)數(shù)據(jù)采集單元實時監(jiān)測的水質(zhì)數(shù)據(jù)建立水質(zhì)判斷模型計算各監(jiān)測子區(qū)域的水質(zhì)健康系數(shù)，并判斷各監(jiān)測子區(qū)域的水質(zhì)是否正常；

8、所述水質(zhì)穩(wěn)定分析模塊，基于各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前水力指數(shù)、調(diào)控后水力指數(shù)和水質(zhì)健康系數(shù)，對正常水質(zhì)區(qū)域進行水質(zhì)穩(wěn)定分析；

9、所述異常結(jié)果預警輸出模塊，基于水質(zhì)判斷模型建立模塊中判斷異常的監(jiān)測子區(qū)域，發(fā)送預警信息至人機交互模塊；

10、所述人機交互模塊，基于對水質(zhì)穩(wěn)定的分析和接收到的預警信息生成區(qū)域報告，并對預警區(qū)域進行異常處理。

11、優(yōu)選的，所述供水管網(wǎng)區(qū)域劃分模塊中，通過gis地理系統(tǒng)對供水管網(wǎng)區(qū)域進行子區(qū)域劃分，各個監(jiān)測子區(qū)域的水流量通過管道閥門控制。

12、優(yōu)選的，所述供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊中，通過可移動監(jiān)測設(shè)備對各監(jiān)測子區(qū)域進行水力和水質(zhì)監(jiān)測的具體內(nèi)容如下：

13、水力數(shù)據(jù)采集單元通過可移動監(jiān)測設(shè)備對各監(jiān)測子區(qū)域網(wǎng)末梢設(shè)置的數(shù)據(jù)采集點進行水力數(shù)據(jù)采集，所述水力數(shù)據(jù)包括：各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前后管道壓力值、各監(jiān)測子區(qū)域管道直徑、流體密度、各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前后的流量損失、各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前后的流體黏滯系數(shù)；

14、水質(zhì)數(shù)據(jù)采集單元通過可移動監(jiān)測設(shè)備對各監(jiān)測子區(qū)域網(wǎng)末梢設(shè)置的數(shù)據(jù)采集點進行水質(zhì)數(shù)據(jù)采集，所述水質(zhì)數(shù)據(jù)包括：水質(zhì)健康影響指標種類、各監(jiān)測子區(qū)域不同水質(zhì)健康影響指標的實際測量濃度。

15、優(yōu)選的，所述區(qū)域水力監(jiān)測區(qū)分模塊中，依據(jù)水力數(shù)據(jù)采集單元實時監(jiān)測的水力數(shù)據(jù)建立水力判斷模型計算各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前水力指數(shù)的具體內(nèi)容如下：

16、步驟s01：計算各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前的管道流量，計算公式為：，其中表示各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前的管道流量，單位為，表示各監(jiān)測子區(qū)域管道直徑，單位為m，表示各監(jiān)測子區(qū)域的流速，單位為m/s，表示各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前管道壓力值，單位為，表示流體密度，單位為；

17、步驟s02：計算各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前的比阻率，計算公式為：，其中表示各監(jiān)測子區(qū)域的比阻率，表示調(diào)控前的流體黏滯系數(shù)；

18、步驟s03：基于步驟s01和步驟s02計算各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前的流量校正系數(shù)，計算公式為：，其中表示各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前的流量校正系數(shù)，表示各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前的流量損失，表示流量指數(shù)；

19、步驟s04：計算各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前水力指數(shù)，計算公式為：，其中表示各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前水力指數(shù)，表示各監(jiān)測子區(qū)域預設(shè)的管道流量標準值，單位為；

20、步驟s05：將各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前水力指數(shù)與預設(shè)水力判斷范圍進行對比，若調(diào)控前水力指數(shù)在預設(shè)水力判斷范圍內(nèi)則無需調(diào)控；若調(diào)控前水力指數(shù)大于預設(shè)水力判斷范圍的最大值則為高水力區(qū)域，若調(diào)控前水力指數(shù)小于預設(shè)水力判斷范圍的最小值則為低水力區(qū)域。

21、優(yōu)選的，所述區(qū)域水力智能調(diào)控模塊中，通過管道閥門對高水力區(qū)域和低水力區(qū)域的水流量進行智能調(diào)控，各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控后水力指數(shù)的計算公式為：，其中表示各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控后水力指數(shù)，表示各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控后的管道流量，表示各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控后的流量校正系數(shù)，表示各監(jiān)測子區(qū)域預設(shè)的管道流量標準值，當調(diào)控后水力指數(shù)在預設(shè)水力判斷范圍內(nèi)時，完成對高水力區(qū)域和低水力區(qū)域的智能調(diào)控。

22、優(yōu)選的，所述水質(zhì)判斷模型建立模塊中，依據(jù)水質(zhì)數(shù)據(jù)采集單元實時監(jiān)測的水質(zhì)數(shù)據(jù)建立水質(zhì)判斷模型計算各監(jiān)測子區(qū)域的水質(zhì)健康系數(shù)，并判斷各監(jiān)測子區(qū)域的水質(zhì)是否正常的具體內(nèi)容如下：

23、步驟s01：選取水質(zhì)判斷模型的水質(zhì)健康影響指標m個，所述水質(zhì)健康影響指標表示污染物種類，j=1，2，3，...，m，其中j表示子指標編號；

24、步驟s02：計算各監(jiān)測子區(qū)域不同水質(zhì)健康影響指標的判別系數(shù)，計算公式為：，其中表示各監(jiān)測子區(qū)域不同水質(zhì)健康影響指標的判別系數(shù)，表示各監(jiān)測子區(qū)域不同水質(zhì)健康影響指標的實際測量濃度，單位為，表示各監(jiān)測子區(qū)域不同水質(zhì)健康影響指標的標準濃度，表示各監(jiān)測子區(qū)域依據(jù)調(diào)控后管道壓力值和調(diào)控前管道壓力值的差值預設(shè)的調(diào)節(jié)系數(shù)；

25、步驟s03：建立水質(zhì)判斷模型計算各監(jiān)測子區(qū)域的水質(zhì)健康系數(shù)，計算公式為：，其中表示各監(jiān)測子區(qū)域的水質(zhì)健康系數(shù)，表示各監(jiān)測子區(qū)域不同指標的權(quán)重值；

26、步驟s04：將各監(jiān)測子區(qū)域的水質(zhì)健康系數(shù)與預設(shè)的水質(zhì)健康閾值進行對比，若水質(zhì)健康系數(shù)大于或等于預設(shè)的水質(zhì)健康閾值，則判斷水質(zhì)正常，若水質(zhì)健康系數(shù)小于預設(shè)的水質(zhì)健康閾值，則判斷水質(zhì)異常。

27、優(yōu)選的，所述水質(zhì)穩(wěn)定分析模塊中，基于各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前水力指數(shù)、調(diào)控后水力指數(shù)和水質(zhì)健康系數(shù)，對正常水質(zhì)區(qū)域進行水質(zhì)穩(wěn)定分析的具體內(nèi)容如下：

28、步驟s01：基于各監(jiān)測子區(qū)域調(diào)控前水力指數(shù)、調(diào)控后水力指數(shù)和水質(zhì)健康系數(shù)建立水質(zhì)穩(wěn)定性判斷模型，得出正常水質(zhì)區(qū)域的水質(zhì)穩(wěn)定綜合指數(shù)，計算公式為：，其中表示各監(jiān)測子區(qū)域的水質(zhì)穩(wěn)定綜合指數(shù)，e表示常數(shù)；

29、步驟s02：將正常水質(zhì)區(qū)域的水質(zhì)穩(wěn)定綜合指數(shù)與預設(shè)的閾值范圍進行對比，若水質(zhì)穩(wěn)定綜合指數(shù)在預設(shè)的閾值范圍內(nèi)，則判斷水質(zhì)穩(wěn)定，若水質(zhì)穩(wěn)定綜合指數(shù)不在預設(shè)的閾值范圍內(nèi)，則判斷水質(zhì)不穩(wěn)定，并發(fā)送預警信息至異常結(jié)果預警輸出模塊中。

30、優(yōu)選的，所述異常結(jié)果預警輸出模塊，接收水質(zhì)判斷模型建立模塊中判斷異常的監(jiān)測子區(qū)域信息，發(fā)送第一預警信息至人機交互模塊，接收水質(zhì)穩(wěn)定分析模塊中判斷水質(zhì)不穩(wěn)定的監(jiān)測子區(qū)域信息，發(fā)送第二預警信息至人機交互模塊。

31、優(yōu)選的，所述人機交互模塊接收異常結(jié)果預警輸出模塊傳輸?shù)牡谝活A警信息和第二預警信息，安排工作人員處理所述預警信息。

32、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點：

33、本發(fā)明通過設(shè)有供水管網(wǎng)區(qū)域劃分模塊、供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊、區(qū)域水力監(jiān)測區(qū)分模塊、區(qū)域水力智能調(diào)控模塊、水質(zhì)判斷模型建立模塊、水質(zhì)穩(wěn)定分析模塊、異常結(jié)果預警輸出模塊以及人機交互模塊，在管網(wǎng)末梢設(shè)置數(shù)據(jù)采集點，計算區(qū)域調(diào)控前水力指數(shù)，將超出預設(shè)范圍的區(qū)域劃分為高水力區(qū)域和低水力區(qū)域，得出智能調(diào)控后區(qū)域調(diào)控后水力指數(shù)，基于水質(zhì)健康系數(shù)判斷區(qū)域的水質(zhì)是否正常，并依據(jù)調(diào)控前水力指數(shù)和調(diào)控后水力指數(shù)對正常水質(zhì)區(qū)域進行水質(zhì)穩(wěn)定分析，對異常區(qū)域?qū)崟r預警，減少水力不均對水質(zhì)判斷的干擾性，提高了水質(zhì)判斷的準確性。