一種排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，所述感知層位于排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的最底層，由各種傳輸設(shè)備組成；所述網(wǎng)絡(luò)層位于排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的中間層，是聯(lián)系監(jiān)控中心與各個現(xiàn)場站點之間的紐帶。網(wǎng)絡(luò)層通過現(xiàn)有的有線網(wǎng)、無線網(wǎng)等來實現(xiàn)應(yīng)用層與感知層之間信息雙向傳輸；所述應(yīng)用層位于排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的最頂層，主要是基于相關(guān)性分析、聚類分析等數(shù)據(jù)分析方法或水動力學(xué)模型實現(xiàn)對感知層采集并通過網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析和深度挖掘，以指導(dǎo)排水系統(tǒng)的管理與運(yùn)營維護(hù)。該排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的排水管理方式，實現(xiàn)了排水系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)管、科學(xué)預(yù)警和統(tǒng)一調(diào)度，有效提高排水系統(tǒng)的智能化、數(shù)字化管理水平。
【專利說明】一種排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，尤其涉及一種基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]城市排水系統(tǒng)是保障城市正常運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施，隨著我國城市化進(jìn)程的加快，城市排水系統(tǒng)快速增長，排水管網(wǎng)遍布城市各個角落，整體規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，同時由于其埋藏于地下，具有隱蔽性、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和排水特征隨機(jī)性等特點，使得排水系統(tǒng)在管理上的難度越來越大，主要體現(xiàn)在如下幾個方面:
[0003](I)大部分城市排水系統(tǒng)數(shù)據(jù)資料管理方式分散、不系統(tǒng)，排水系統(tǒng)數(shù)據(jù)不完整、不準(zhǔn)確；
[0004](2)由于缺乏有效的排水系統(tǒng)狀態(tài)評估和運(yùn)行監(jiān)測及檢測手段，不能及時、準(zhǔn)確地掌握排水系統(tǒng)運(yùn)行狀況的變化等；
[0005](3)排水管網(wǎng)的調(diào)度控制分析、布局優(yōu)化分析和應(yīng)急事故分析缺乏科學(xué)依據(jù)，流域級別的管理模式無法實現(xiàn)。
[0006]因此，基于上述實際問題，迫切需要一個先進(jìn)的系統(tǒng)能夠?qū)⑴潘到y(tǒng)的各類信息進(jìn)行互聯(lián)、有效識別、可視化和統(tǒng)一管理。
[0007]隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，構(gòu)建排水互聯(lián)互通信息系統(tǒng)成為可能。所謂物聯(lián)網(wǎng)是通過各種信息傳輸設(shè)備，如射頻識別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等獲取物理世界的各種信息，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳送與交互，采用智能計算技術(shù)對信息進(jìn)行分析處理，從而提高對物質(zhì)世界的感知能力，實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)由于具有“全面感知、可靠傳遞、智能處理”等基本特征，已經(jīng)被運(yùn)用于城市公共安全、工業(yè)安全生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)控、智能交通、智能家居、公共衛(wèi)生和健康監(jiān)測等多個領(lǐng)域。
[0008]因而，通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，運(yùn)用各種排水管道專用傳感器，如壓力傳感器、超聲波液位傳感器、流速傳感器、管道內(nèi)窺檢測攝像頭以及移動終端等準(zhǔn)確獲知所有的排水信息(如流量、液位、設(shè)備損害狀況等)，通過有線或無線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與交互，統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析、處理與應(yīng)用，實現(xiàn)排水系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)管、科學(xué)預(yù)警和統(tǒng)一調(diào)度，最終實現(xiàn)排水系統(tǒng)的智能化、數(shù)字化管理，可有效解決排水系統(tǒng)管理中的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，能夠?qū)⒀芯繀^(qū)域內(nèi)各種設(shè)備采集的排水信息通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通，在內(nèi)網(wǎng)、專網(wǎng)、和/或互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，采用適當(dāng)?shù)男畔踩Ｕ蠙C(jī)制，提供安全可控乃至個性化的實時在線監(jiān)測、定位追溯、報警聯(lián)動、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠(yuǎn)程控制、統(tǒng)計報表、決策支持等管理和服務(wù)功能，實現(xiàn)對排水系統(tǒng)相關(guān)設(shè)施的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮堋⒖?、營” 一體化以及排水系統(tǒng)的數(shù)字化信息管理。
[0010]本發(fā)明的排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)從技術(shù)架構(gòu)上包括三層，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。
[0011]所述感知層位于排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的最底層，由各種傳輸設(shè)備組成，全面獲取和感知排水系統(tǒng)靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)現(xiàn)場動態(tài)信息的監(jiān)測、檢測、采集以及相關(guān)設(shè)備狀態(tài)的有效控制，為排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用層的構(gòu)建及系統(tǒng)應(yīng)用提供重要的數(shù)據(jù)支撐和數(shù)據(jù)來源。傳輸設(shè)備包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集設(shè)備、監(jiān)測及檢測設(shè)備、現(xiàn)場業(yè)務(wù)處理移動終端等，采集數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、設(shè)施監(jiān)測及檢測數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)等。
[0012]所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括經(jīng)緯儀、全站儀、地下管線探測儀、測地雷達(dá)、遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等，所述采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)、排水設(shè)施數(shù)據(jù)、遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)及社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)等，是排水系統(tǒng)的資產(chǎn)靜態(tài)數(shù)據(jù)，幫助掌握排水系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施及地形狀況。
[0013]所述監(jiān)測及檢測設(shè)備包括流量計、液位計、水質(zhì)監(jiān)測儀、水質(zhì)自動采樣器、內(nèi)窺檢測、本地的PLC系統(tǒng)、遠(yuǎn)程終端單元、現(xiàn)場設(shè)備、現(xiàn)場儀表等，用于采集檢查井、管道、泵站、污水廠的流量、液位、溶解氧、懸浮物等監(jiān)測數(shù)據(jù)、泵站自控信息等，是反映排水系統(tǒng)動態(tài)變化的數(shù)據(jù)，幫助掌握排水系統(tǒng)實時狀態(tài)。
[0014]所述現(xiàn)場業(yè)務(wù)處理移動終端包括工業(yè)級PDA、平板電腦、智能手機(jī)等，用于采集管網(wǎng)巡查、養(yǎng)護(hù)、應(yīng)急等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，具體包括業(yè)務(wù)人員位置信息、事故現(xiàn)場信息、處理過程信息等，幫助記錄業(yè)務(wù)管理的過程數(shù)據(jù)，協(xié)助基于數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)化的管理和分析。
[0015]所述網(wǎng)絡(luò)層位于排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的中間層，是聯(lián)系監(jiān)控中心與各個現(xiàn)場站點之間的紐帶，根據(jù)實際情況采用有線通訊或無線通訊或兩者結(jié)合的方式，具體通過現(xiàn)有的有線網(wǎng)、無線網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)，將感知層的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心，同時將監(jiān)控中心的指令下發(fā)，實現(xiàn)應(yīng)用層與感知層之間信息雙向傳輸。
[0016]所述監(jiān)控中心是接收、處理信息，進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和協(xié)調(diào)的中央控制室。
[0017]所述網(wǎng)絡(luò)層信息雙向傳輸?shù)耐瑫r，采用相應(yīng)的保障機(jī)制如斷網(wǎng)續(xù)傳等來保證數(shù)據(jù)的完整性以及數(shù)據(jù)壓縮機(jī)制來保證數(shù)據(jù)的傳輸速度。
[0018]所述應(yīng)用層位于排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的最頂層，主要實現(xiàn)對感知層采集并通過網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)管理，同時基于相關(guān)性分析、聚類分析等數(shù)據(jù)分析方法和水動力學(xué)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總分析和深度挖掘，以指導(dǎo)排水系統(tǒng)的管理與運(yùn)營維護(hù)，并最終形成排水系統(tǒng)的智能
化管理。
[0019]所述應(yīng)用層位于所述的監(jiān)控中心。
[0020]所述應(yīng)用層具體包括四個部分，即資產(chǎn)管理、在線監(jiān)測、業(yè)務(wù)管理以及決策分析。
[0021]所述資產(chǎn)管理實現(xiàn)對感知層或其他途徑如普查等獲取的設(shè)施基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理和維護(hù)，包括數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)編輯維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)分析、三維顯示等功能，為進(jìn)行業(yè)務(wù)管理和決策分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。
[0022]所述在線監(jiān)測通過感知層監(jiān)測及檢測設(shè)備采集的檢查井、管道、泵站、污水廠的流量、液位、溶解氧、懸浮物等監(jiān)測數(shù)據(jù)及泵站自控信息等，幫助及時掌握排水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和污染負(fù)荷，為決策分析提供可靠的數(shù)據(jù)來源。
[0023]所述業(yè)務(wù)管理基于對感知層現(xiàn)場業(yè)務(wù)處理移動終端采集的管網(wǎng)巡查、養(yǎng)護(hù)、應(yīng)急等業(yè)務(wù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)(具體包括巡查養(yǎng)護(hù)現(xiàn)場人員位置信息、現(xiàn)場處理情況、事故現(xiàn)場信息等)進(jìn)行管理和分析，實現(xiàn)業(yè)務(wù)處理過程從計劃制定、工單生成、工單派發(fā)、工單處理及記錄、回單、工單審核等信息流轉(zhuǎn)，從而輔助進(jìn)行業(yè)務(wù)工作的績效考核和評估。
[0024]所述決策分析基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法對感知層采集的設(shè)施監(jiān)測及檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，實現(xiàn)系統(tǒng)規(guī)律分析、預(yù)警預(yù)報等，同時構(gòu)建排水系統(tǒng)的動態(tài)仿真模型，通過不同情景的設(shè)置，模擬和反映不同狀態(tài)下系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，從而輔助管理者進(jìn)行排水系統(tǒng)的現(xiàn)狀評估診斷、規(guī)劃設(shè)計、聯(lián)合調(diào)度等科學(xué)決策。
[0025]采用本發(fā)明所述的排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其優(yōu)點在于:
[0026]( I)所述排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)⑴潘到y(tǒng)的各類信息進(jìn)行匯總，實現(xiàn)排水相關(guān)信息可視化、管控一體化、管理集中化的高效管理模式，改變了排水系統(tǒng)數(shù)據(jù)資料管理方式分散、不系統(tǒng)，數(shù)據(jù)不完整、不準(zhǔn)確的管理方式；
[0027](2)所述排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過感知層實時、準(zhǔn)確地采集排水系統(tǒng)巡查、養(yǎng)護(hù)、應(yīng)急等業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心，實現(xiàn)監(jiān)控中心與數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場排水信息的交互和共享，使管理者全面、及時地了解業(yè)務(wù)現(xiàn)場的詳細(xì)信息，幫助管理者從計劃制定、計劃審核、工單派發(fā)、工單處理到回單實現(xiàn)業(yè)務(wù)過程的全流程、精細(xì)化管理，提高業(yè)務(wù)的處理效率和監(jiān)管力度；
[0028](3)所述排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過將在線監(jiān)測數(shù)據(jù)分析方法和模擬技術(shù)的結(jié)合，一方面，分析和獲取排水系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律和管網(wǎng)負(fù)荷變化，提升對排水系統(tǒng)事故的預(yù)警和處理能力；另一方面，通過設(shè)定不同分析情景仿真模擬排水系統(tǒng)，輔助管理者識別和診斷系統(tǒng)缺陷，同時為排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計、應(yīng)急調(diào)度、布局優(yōu)化等提供更為科學(xué)指導(dǎo)和實施方案；
[0029](4)所述排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)用于采集數(shù)據(jù)的傳感器可以安裝在城市的任何地方，適用范圍能夠涵蓋整個城市甚至延伸至整個流域，從而能夠?qū)崿F(xiàn)流域級別的排水系統(tǒng)綜合管理和調(diào)度。
[0030]綜上可知，本發(fā)明的排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具有全面感知、可靠、智能、開放等特征，將所有的排水信息進(jìn)行匯總，通過有線或無線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和交互，統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)的維護(hù)、分析、處理與應(yīng)用，實現(xiàn)排水系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)管、科學(xué)預(yù)警和統(tǒng)一調(diào)度，最終實現(xiàn)排水系統(tǒng)的
智能化、數(shù)字化管理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是發(fā)明的排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。以下實施方式對本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)的描述，但其并不限制本發(fā)明的范圍。具體而言，下面以構(gòu)建某市排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)為例來說明本發(fā)明的一些【具體實施方式】。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明所述排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括三層，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。所述感知層位于排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的最底層，由各種傳輸設(shè)備組成，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集設(shè)備、監(jiān)測及檢測設(shè)備以及現(xiàn)場業(yè)務(wù)處理移動終端等，利用這些傳輸設(shè)備采集排水設(shè)施基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、設(shè)施監(jiān)測及檢測數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)等排水系統(tǒng)的靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)，為排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用層的構(gòu)建及系統(tǒng)應(yīng)用提供重要的數(shù)據(jù)支撐和數(shù)據(jù)來源；所述網(wǎng)絡(luò)層位于排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的中間層，是聯(lián)系監(jiān)控中心與各個現(xiàn)場站點之間的紐帶。網(wǎng)絡(luò)層通過現(xiàn)有的有線網(wǎng)、無線網(wǎng)等來實現(xiàn)應(yīng)用層與感知層之間信息雙向傳輸；所述應(yīng)用層位于排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的最頂層，主要是基于相關(guān)性分析、聚類分析等數(shù)據(jù)分析方法和水動力學(xué)模型實現(xiàn)對感知層采集并通過網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析和深度挖掘，以指導(dǎo)排水系統(tǒng)的管理與運(yùn)營維護(hù)。
[0034](實施例)
[0035]某市為縣級市，排水管理部門為該市的排水管理處，該市排水系統(tǒng)包括11個污水分區(qū)，272.5公里管網(wǎng)，11座污水廠，15座泵站，其中雨水泵站4座，污水泵站11座。2007年至今陸續(xù)構(gòu)建了排水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)管理軟件、污水廠自控子系統(tǒng)、雨、污水泵站監(jiān)控子系統(tǒng)、排水泵站網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控子系統(tǒng)等軟件系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在過去排水系統(tǒng)管理中發(fā)揮了一定的作用，但是在使用過程中存在如下不足，且隨著排水系統(tǒng)的不斷擴(kuò)張，問題日益突出，具體包括:現(xiàn)有系統(tǒng)功能不全面且較為單一，許多業(yè)務(wù)工作無法在系統(tǒng)中體現(xiàn)，各個子系統(tǒng)之間存在一定的“信息孤島”，缺少信息共享；管網(wǎng)數(shù)據(jù)不完整、不準(zhǔn)確，管理方式分散、不系統(tǒng)；主要的排水管理業(yè)務(wù)采用紙質(zhì)方式進(jìn)行流轉(zhuǎn)，人工經(jīng)驗判斷為主，無法實現(xiàn)業(yè)務(wù)過程的有效記錄和跟蹤監(jiān)管；應(yīng)急調(diào)度業(yè)務(wù)牽涉部門太多且流程復(fù)雜，不利于事故的應(yīng)急處理；已建監(jiān)控系統(tǒng)未對排水管網(wǎng)關(guān)鍵點位進(jìn)行監(jiān)控，并僅實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集未實現(xiàn)數(shù)據(jù)的深度分析，導(dǎo)致無法及時掌握排水系統(tǒng)的整體實時狀況。
[0036]因此，需要構(gòu)建該市排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)排水系統(tǒng)各類信息的互聯(lián)和動態(tài)實時的顯示，輔助管理人員有效地識別排水系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題并及時做出響應(yīng)，從而實現(xiàn)該市排水系統(tǒng)管理的統(tǒng)一調(diào)度、實時監(jiān)管和科學(xué)預(yù)警。
[0037]參照圖1，某市排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的具體構(gòu)建步驟如下:
[0038](I)感知層構(gòu)建:具體包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集設(shè)備、監(jiān)測及檢測設(shè)備以及現(xiàn)場業(yè)務(wù)處理移動終端的選型、采購、安裝。同時根據(jù)需求進(jìn)行監(jiān)測點位的選擇。采集的數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、設(shè)施監(jiān)測及檢測數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)。
[0039]基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)、排水設(shè)施數(shù)據(jù)、遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)及社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，排水設(shè)施數(shù)據(jù)通過測繪和普查獲得，基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)、遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)及社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)等通過購買或收集獲取。監(jiān)測及檢測數(shù)據(jù)主要通過安裝在居住區(qū)、典型商業(yè)區(qū)、商業(yè)居住混合區(qū)、污水廠出水口上游干管、取水口、泵站等關(guān)鍵點位的21臺流量計和40臺液位計獲取檢查井、管道、泵站、污水廠的流量、液位監(jiān)測數(shù)據(jù)以及通過2臺多參數(shù)便攜式水質(zhì)分析儀、2臺便攜式自動采樣器獲取相關(guān)水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)，包括溶解氧、懸浮物、生化需氧量(BOD5)、化學(xué)耗氧量(C0D&)等。同時集成和接入原有的污水廠、泵站監(jiān)測數(shù)據(jù)。
[0040]業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)主要通過配備現(xiàn)場業(yè)務(wù)處理移動終端即工業(yè)級PDA獲取，包括管網(wǎng)巡查、養(yǎng)護(hù)、應(yīng)急等現(xiàn)場工作的位置、路線、現(xiàn)場問題、處理情況等信息，根據(jù)業(yè)務(wù)人員數(shù)量配備了 10臺工業(yè)級PDA。
[0041](2)網(wǎng)絡(luò)層構(gòu)建:該層主要通過現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)(如GSM網(wǎng)、TD-SCDMA網(wǎng))、無線接入網(wǎng)、無線局域網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施，將來自感知層的信息傳送至監(jiān)控中心，同時實現(xiàn)監(jiān)控中心指令的下發(fā)。在本實施例中，為了保證數(shù)據(jù)的完整性，采用有線和3G網(wǎng)絡(luò)互為備份進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，同時采用斷網(wǎng)續(xù)傳機(jī)制實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)故障期間的數(shù)據(jù)緩存后上傳。此外，考慮到由于感知層數(shù)據(jù)采集點多，數(shù)據(jù)量大，可能造成數(shù)據(jù)存儲空間以及數(shù)據(jù)傳輸速度受限等問題，采用壓縮編碼算法實現(xiàn)采集過程數(shù)據(jù)的壓縮以減少存儲空間和提高傳輸效率。本實施例中保證1000個數(shù)據(jù)點的I次采集傳輸數(shù)據(jù)量不大于10KB。
[0042](3)應(yīng)用層構(gòu)建:通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)和云計算技術(shù)，并結(jié)合排水系統(tǒng)相關(guān)模型對感知層采集并通過網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)暮Ａ繑?shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析與處理，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在該市排水行業(yè)資產(chǎn)管理、在線監(jiān)測、業(yè)務(wù)管理及決策分析等方面的應(yīng)用，最終形成該市的智能排水系統(tǒng)，為排水管理提供支撐平臺和工具，具體包括設(shè)施資產(chǎn)管理子系統(tǒng)、在線運(yùn)行監(jiān)控子系統(tǒng)、巡查養(yǎng)護(hù)子系統(tǒng)、應(yīng)急管理子系統(tǒng)、排水戶管理子系統(tǒng)、排水現(xiàn)狀評估及監(jiān)測預(yù)警子系統(tǒng)、規(guī)劃管理子系統(tǒng)及聯(lián)合調(diào)度子系統(tǒng)等8個子系統(tǒng)。
[0043]I)資產(chǎn)管理
[0044]資產(chǎn)管理主要實現(xiàn)對感知層獲取的排水設(shè)施數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和維護(hù)，包括基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)、排水設(shè)施包括檢查井、管道、泵站、污水廠等的空間和屬性數(shù)據(jù)、遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)及社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)等，構(gòu)建設(shè)施資產(chǎn)管理子系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)編輯維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)分析、三維顯示等功能，同時形成規(guī)范的數(shù)據(jù)維護(hù)流程，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一更新和維護(hù)，為業(yè)務(wù)管理和決策分析提供重要、統(tǒng)一的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。
[0045]2)在線監(jiān)測
[0046]全面準(zhǔn)確地掌握排水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況對于排水管理處的安全生產(chǎn)和有效運(yùn)營影響重大，依托感知層監(jiān)測及檢測設(shè)備采集的檢查井、管道、泵站、污水廠的流量、液位等監(jiān)測數(shù)據(jù)，溶解氧、懸浮物、BOD5, CODcr等水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)，以及接入的原有的污水廠、泵站監(jiān)測數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)，構(gòu)建統(tǒng)一的平臺在線運(yùn)行監(jiān)控子系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的集中展示和管理，為管理決策和科學(xué)分析提供實時數(shù)據(jù)支撐。
[0047]3)業(yè)務(wù)管理
[0048]結(jié)合該市對巡查養(yǎng)護(hù)、應(yīng)急管理、排水戶管理等業(yè)務(wù)的電子化、流程化、精細(xì)化的管理需求以及相關(guān)業(yè)務(wù)特征分析結(jié)果，在對感知層現(xiàn)場業(yè)務(wù)處理移動終端獲取的管網(wǎng)巡查、養(yǎng)護(hù)、應(yīng)急等現(xiàn)場工作的位置、路線、現(xiàn)場問題、處理情況等信息進(jìn)行處理的基礎(chǔ)上，構(gòu)建巡查養(yǎng)護(hù)子系統(tǒng)、應(yīng)急管理子系統(tǒng)和排水戶管理子系統(tǒng)3個子系統(tǒng)，實現(xiàn)巡查養(yǎng)護(hù)、應(yīng)急、排水戶管理等業(yè)務(wù)的全過程信息管理，包括計劃制定、工單或申請過程管理、統(tǒng)計分析及績效評估等功能，為戶外作業(yè)人員與管理人員提供信息交流平臺，全面保障排水系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
[0049]4)決策分析
[0050]在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集和整理的基礎(chǔ)上，一方面，基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法對感知層獲取的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，識別系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)預(yù)報預(yù)警；另一方面，構(gòu)建排水系統(tǒng)的動態(tài)仿真模型，利用監(jiān)測及檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行模型的校驗，通過不同情景的設(shè)置，模擬和分析系統(tǒng)在設(shè)定情景下的運(yùn)行狀態(tài)和規(guī)律，輔助排水系統(tǒng)的規(guī)劃改造科學(xué)評估和“管網(wǎng)-污水廠-泵站”聯(lián)合調(diào)度分析。最終形成排水現(xiàn)狀評估及監(jiān)測預(yù)警子系統(tǒng)、規(guī)劃管理子系統(tǒng)、聯(lián)合調(diào)度子系統(tǒng)3個子系統(tǒng)，為排水運(yùn)營管理提供決策支撐的平臺和工具。
[0051]由此，構(gòu)建的基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字排水系統(tǒng)，將全市污水廠、管網(wǎng)、泵站整合進(jìn)行一體化系統(tǒng)化管理，實現(xiàn)了全面監(jiān)控、全局把握，極大地提升了該市排水管理工作水平和工作效率，具有顯著的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會效益。
【權(quán)利要求】
1.一種排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層， 所述感知層位于所述系統(tǒng)的最底層，由各種傳輸設(shè)備組成，用于全面獲取和感知排水系統(tǒng)的靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)現(xiàn)場動態(tài)信息的監(jiān)測、檢測、采集以及相關(guān)設(shè)備狀態(tài)的有效控制，為所述系統(tǒng)的應(yīng)用層的構(gòu)建及系統(tǒng)應(yīng)用提供重要的數(shù)據(jù)支撐和數(shù)據(jù)來源，其中，所述傳輸設(shè)備包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集設(shè)備、監(jiān)測及檢測設(shè)備、現(xiàn)場業(yè)務(wù)處理移動終端，所述傳輸設(shè)備采集的數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、設(shè)施監(jiān)測及檢測數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)； 所述網(wǎng)絡(luò)層位于所述系統(tǒng)的中間層，是聯(lián)系監(jiān)控中心與各個現(xiàn)場站點之間的紐帶，可根據(jù)實際情況采用有線通訊或無線通訊或兩者結(jié)合的方式，具體通過現(xiàn)有的有線網(wǎng)或無線網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，將感知層的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心，同時將監(jiān)控中心的指令下發(fā)，實現(xiàn)應(yīng)用層與感知層之間信息雙向傳輸； 所述應(yīng)用層位于所述系統(tǒng)的最頂層，主要實現(xiàn)對感知層采集的并通過網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)管理，同時基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法和水力動力學(xué)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總分析和深度挖掘，以指導(dǎo)排水系統(tǒng)的管理與運(yùn)營維護(hù)，并最終形成排水系統(tǒng)的智能化管理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括經(jīng)緯儀、全站儀、地下管線探測儀、測地雷達(dá)、遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)、排水設(shè)施數(shù)據(jù)、遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)及社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是排水系統(tǒng)的資產(chǎn)靜態(tài)數(shù)據(jù)，用以幫助掌握排水系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施及地形狀況。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述監(jiān)測及檢測設(shè)備包括流量計、液位計、水質(zhì)監(jiān)測儀、水質(zhì)自動采樣器、內(nèi)窺檢測、本地的PLC系統(tǒng)、遠(yuǎn)程終端單元、現(xiàn)場設(shè)備、現(xiàn)場儀表等，其用于采集檢查井、管道、泵站、污水廠的流量、液位、溶解氧、懸浮物等監(jiān)測數(shù)據(jù)以及泵站自控信息，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)和泵站自控信息是反映排水系統(tǒng)動態(tài)變化的數(shù)據(jù)，用以幫助掌握排水系統(tǒng)的實時狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述現(xiàn)場業(yè)務(wù)處理移動終端包括工業(yè)級PDA、平板電腦、智能手機(jī)，用于采集管網(wǎng)巡查、養(yǎng)護(hù)或應(yīng)急業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，具體包括業(yè)務(wù)人員的位置信息、事故現(xiàn)場信息、處理過程信息，幫助記錄業(yè)務(wù)管理的過程數(shù)據(jù)，協(xié)助基于數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)化的管理和分析。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述監(jiān)控中心是接收、處理信息，進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和協(xié)調(diào)的中央控制室。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述網(wǎng)絡(luò)層信息在雙向傳輸?shù)耐瑫r，采用斷網(wǎng)續(xù)傳機(jī)制來保證數(shù)據(jù)的完整性以及數(shù)據(jù)壓縮機(jī)制來保證數(shù)據(jù)的傳輸速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述應(yīng)用層位于所述監(jiān)控中心。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述應(yīng)用層包括資產(chǎn)管理、在線監(jiān)測、業(yè)務(wù)管理以及決策分析。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的排水物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述資產(chǎn)管理實現(xiàn)對感知層或其他途徑獲取的設(shè)施基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理和維護(hù)，包括數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)編輯維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)分析、三維顯示功能，為進(jìn)行業(yè)務(wù)管理和決策分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐； 所述在線監(jiān)測通過感知層監(jiān)測及檢測設(shè)備采集的檢查井、管道、泵站、污水廠的流量、液位、溶解氧、懸浮物等監(jiān)測數(shù)據(jù)及泵站自控信息，幫助及時掌握排水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和污染負(fù)荷，為決策分析提供可靠的數(shù)據(jù)來源； 所述業(yè)務(wù)管理基于對感知層現(xiàn)場業(yè)務(wù)處理移動終端采集的管網(wǎng)巡查、養(yǎng)護(hù)或應(yīng)急業(yè)務(wù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和分析，實現(xiàn)業(yè)務(wù)處理過程從計劃制定、工單生成、工單派發(fā)、工單處理及記錄、回單、工單審核過程信息流轉(zhuǎn)，從而輔助進(jìn)行業(yè)務(wù)工作的績效考核和評估； 所述決策分析基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法對感知層采集的設(shè)施監(jiān)測及檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，實現(xiàn)系統(tǒng)規(guī)律分析、預(yù)警預(yù)報，同時構(gòu)建排水系統(tǒng)的動態(tài)仿真模型，通過不同情景的設(shè)置，模擬和反映不同狀態(tài)下系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，從而輔助管理者進(jìn)行排水系統(tǒng)的現(xiàn)狀評估診斷、規(guī)劃設(shè)計、聯(lián)合調(diào) 度科 學(xué)決策。
【文檔編號】G06Q50/06GK103543706SQ201310369570
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】趙冬泉, 盛政, 劉小梅, 王浩正 申請人:北京清控人居環(huán)境研究院有限公司