一种集控式智慧污水处理厂运行系统技术方案

本发明专利技术公开了一种集控式智慧污水处理厂运行系统，包括：集中式数据采集子系统，采集不少于十个污水处理厂数据；数据清洗子系统，清洗集中式数据采集子系统采集的污水处理厂数据；人工智能分析子系统，利用清洗后的污水处理厂数据，通过机器学习训练得到训练后用于决策支持子系统的数据挖掘算法模型；决策支持子系统，用清洗后的污水处理厂数据和训练后的数据挖掘算法模型，根据预定目标设对应的决策支持模块；远程集控SCADA子系统，根据采集的各污水处理厂数据和决策支持子系统设置的决策支持模块，将控制指令直接反馈至各污水处理厂，集中对各污水处理厂远程控制。该系统能实现分散的污水处理厂的集控式智慧化运行控制。

A centralized intelligent sewage treatment plant operation system

【技术实现步骤摘要】
一种集控式智慧污水处理厂运行系统
本专利技术属于水污染控制领域，尤其涉及一种用于集团化污水处理厂的集控式智慧化污水处理厂运行系统。
技术介绍
全国范围内城市污水处理能力发展迅猛，从2002年的6155万立方米/日提高到2016年的16779万立方米/日，污水处理率从39.97％增长到93.44％，污水处理市场越来越大。现今污水处理厂运营存在很大的难度尤其是在排放标准要求越来越高的情况下，出现了达标困难、药剂投加量居高不下、运营费用高的现状。这样的问题是应该采取怎样的路线解决目前的困境，是全社会全行业面临的最大以及迫切需要解决的问题。目前，污水处理厂至少存在以下制约瓶颈：如运营人员水平参差不齐、缺乏专业知识、各个污水处理厂运行情况差别大无法大量复制运营经验、缺乏有效的历史运营数据并发挥数据驱动产生价值指导运营。在这些瓶颈的限制下，目前的污水处理厂难以发挥其设计工艺该有的效果。总之，目前污水处理厂的管理、信息和运行的模式并无法适应未来污水处理厂的高效运行，无法实现信息有序流动与资源的优化配置。智慧水务的概念在我国已经被广泛提出并传播，但是至今为止，智慧水务的实践却并未产生明显的效果。特别是，目前的智慧水务系统就如何智慧管控并未给出清晰的说明，多存在数据不足、数据有效性低以及智慧化算法设计缺乏或者不合理，缺乏实际指导意义等问题。
技术实现思路
基于现有技术所存在的问题，本专利技术的目的是提供一种集控式智慧化污水处理厂运行系统，能解决现有智慧水务系统所存在的数据不足、数据有效性低以及智慧化算法设计缺乏或者不合理，缺乏实际指导意义等问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术实施方式提供一种集控式智慧污水处理厂运行系统，包括：集中式数据采集子系统、数据清洗子系统、人工智能分析子系统、决策支持子系统、远程集控SCADA子系统和警报子系统；其中，所述集中式数据采集子系统，通过物联网与不少于十个污水处理厂通信连接，能采集各污水处理厂数据，并按预定的数据结构集中存储和命名所采集的污水处理厂数据；所述数据清洗子系统，与所述集中式数据采集子系统通信连接，能清洗所述集中式数据采集子系统采集的污水处理厂数据，去除错误的非常态数据，并存储清洗后得到的污水处理厂数据；所述人工智能分析子系统，与所述数据清洗子系统通信连接，能利用清洗后的污水处理厂数据，通过机器学习训练数据挖掘算法模型，得到训练后的数据挖掘算法模型用于所述决策支持子系统；所述决策支持子系统，分别与所述数据清洗子系统、人工智能分析子系统通信连接，能利用所述数据清洗子系统清洗后的污水处理厂数据和所述人工智能分析子系统训练后的数据挖掘算法模型，根据预定的目标设置对应的决策支持模块；所述远程集控SCADA子系统，分别与所述集中式数据采集子系统和决策支持子系统通信连接，能根据所述集中式数据采集子系统采集的各污水处理厂数据和所述决策支持子系统设置的决策支持模块，将控制指令直接反馈至各污水处理厂，集中对各污水处理厂实现远程控制；所述警报子系统，分别与所述远程集控SCADA子系统、所述人工智能分析子系统和各污水处理厂通信连接，能对各污水处理厂的运行风险和人工智能分析子系统分析得出的工艺运行风险，对应进行警报。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的集控式智慧化污水处理厂运行系统，其有益效果为：通过设置有机通信连接的集中式数据采集子系统、数据清洗子系统、人工智能分析子系统、决策支持子系统、远程集控SCADA子系统和警报子系统，形成一种能对分散的污水处理厂进行集控式的智慧化管理，通过采集多个污水处理厂的数据作为训练数据，经过人工智能分析训练后，并经决策支持子系统决策，进而通过远程集控SCADA子系统对各污水处理厂进行集控式运行控制。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供的集控式智慧化运行系统的构成示意图；图2为本专利技术实施例提供的集控式智慧化运行系统的集中式数据采集子系统示意图；图3为本专利技术实施例提供的集控式智慧化运行系统的集中式数据采集子系统存储的污水处理厂数据结构关系图；图4为本专利技术实施例提供的集控式智慧化运行系统的远程集控SCADA子系统与其他系统逻辑关系示意图；图5为本专利技术实施例提供的集控式智慧化运行系统的远程集控SCADA子系统组成示意图；图6为本专利技术实施例提供的集控式智慧化运行系统的警报子系统与其他子系统逻辑关系示意图；图7为本专利技术实施例提供的集控式智慧化运行系统的数据清洗子系统与其他子系统逻辑关系示意图。具体实施方式下面结合本专利技术的具体内容，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。如图1所示，本专利技术实施例提供一种集控式智慧污水处理厂运行系统，包括：集中式数据采集子系统、数据清洗子系统、人工智能分析子系统、决策支持子系统、远程集控SCADA子系统和警报子系统；其中，所述集中式数据采集子系统，通过物联网与不少于十个污水处理厂通信连接，能采集各污水处理厂数据，并按预定的数据结构集中存储和命名所采集的污水处理厂数据；所述数据清洗子系统，与所述集中式数据采集子系统通信连接，能清洗所述集中式数据采集子系统采集的污水处理厂数据，去除错误的非常态数据，并存储清洗后得到的污水处理厂数据；所述人工智能分析子系统，与所述数据清洗子系统通信连接，能利用清洗后的污水处理厂数据，通过机器学习训练数据挖掘算法模型，得到训练后的数据挖掘算法模型用于所述决策支持子系统；所述决策支持子系统，分别与所述数据清洗子系统、人工智能分析子系统通信连接，能利用所述数据清洗子系统清洗后的污水处理厂数据和所述人工智能分析子系统训练后的数据挖掘算法模型，根据预定的目标设置对应的决策支持模块；所述远程集控SCADA子系统，分别与所述集中式数据采集子系统和决策支持子系统通信连接，能根据所述集中式数据采集子系统采集的各污水处理厂数据和所述决策支持子系统设置的决策支持模块，将控制指令直接反馈至各污水处理厂，集中对各污水处理厂实现远程控制；所述警报子系统，分别与所述远程集控SCADA子系统、所述人工智能分析子系统和各污水处理厂通信连接，能对各污水处理厂的运行风险和人工智能分析子系统分析得出的工艺运行风险，对应进行警报。上述运行系统中，集中式数据采集子系统包括：数据存储单元、职能管理单元、主控处理单元、设计资料采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集控式智慧污水处理厂运行系统，其特征在于，包括：/n集中式数据采集子系统、数据清洗子系统、人工智能分析子系统、决策支持子系统、远程集控SCADA子系统和警报子系统；其中，/n所述集中式数据采集子系统，通过物联网与不少于十个污水处理厂通信连接，能采集各污水处理厂数据，并按预定的数据结构集中存储和命名所采集的污水处理厂数据；/n所述数据清洗子系统，与所述集中式数据采集子系统通信连接，能清洗所述集中式数据采集子系统采集的污水处理厂数据，去除错误的非常态数据，并存储清洗后得到的污水处理厂数据；/n所述人工智能分析子系统，与所述数据清洗子系统通信连接，能利用清洗后的污水处理厂数据，通过机器学习训练数据挖掘算法模型，得到训练后的数据挖掘算法模型用于所述决策支持子系统；/n所述决策支持子系统，分别与所述数据清洗子系统、人工智能分析子系统通信连接，能利用所述数据清洗子系统清洗后的污水处理厂数据和所述人工智能分析子系统训练后的数据挖掘算法模型，根据预定的目标设置对应的决策支持模块；/n所述远程集控SCADA子系统，分别与所述集中式数据采集子系统和决策支持子系统通信连接，能根据所述集中式数据采集子系统采集的各污水处理厂数据和所述决策支持子系统设置的决策支持模块，将控制指令直接反馈至各污水处理厂，集中对各污水处理厂实现远程控制；/n所述警报子系统，分别与所述远程集控SCADA子系统、所述人工智能分析子系统和各污水处理厂通信连接，能对各污水处理厂的运行风险和人工智能分析子系统分析得出的工艺运行风险，对应进行警报。/n...

【技术特征摘要】
1.一种集控式智慧污水处理厂运行系统，其特征在于，包括：
集中式数据采集子系统、数据清洗子系统、人工智能分析子系统、决策支持子系统、远程集控SCADA子系统和警报子系统；其中，
所述集中式数据采集子系统，通过物联网与不少于十个污水处理厂通信连接，能采集各污水处理厂数据，并按预定的数据结构集中存储和命名所采集的污水处理厂数据；
所述数据清洗子系统，与所述集中式数据采集子系统通信连接，能清洗所述集中式数据采集子系统采集的污水处理厂数据，去除错误的非常态数据，并存储清洗后得到的污水处理厂数据；
所述人工智能分析子系统，与所述数据清洗子系统通信连接，能利用清洗后的污水处理厂数据，通过机器学习训练数据挖掘算法模型，得到训练后的数据挖掘算法模型用于所述决策支持子系统；
所述决策支持子系统，分别与所述数据清洗子系统、人工智能分析子系统通信连接，能利用所述数据清洗子系统清洗后的污水处理厂数据和所述人工智能分析子系统训练后的数据挖掘算法模型，根据预定的目标设置对应的决策支持模块；
所述远程集控SCADA子系统，分别与所述集中式数据采集子系统和决策支持子系统通信连接，能根据所述集中式数据采集子系统采集的各污水处理厂数据和所述决策支持子系统设置的决策支持模块，将控制指令直接反馈至各污水处理厂，集中对各污水处理厂实现远程控制；
所述警报子系统，分别与所述远程集控SCADA子系统、所述人工智能分析子系统和各污水处理厂通信连接，能对各污水处理厂的运行风险和人工智能分析子系统分析得出的工艺运行风险，对应进行警报。


2.根据权利要求1所述的集控式智慧污水处理厂运行系统，其特征在于，所述集中式数据采集子系统包括：
数据存储单元、职能管理单元、主控处理单元、设计资料采集模块、在线设备数据采集模块、在线仪表数据采集模块、实验室测试数据采集模块、人员管理信息采集模块、设备管理信息采集模块、养护管理信息采集模块、视频管理信息采集模块、实验室管理信息采集模块、可视化模块和存储数据导出模块；其中，
所述数据存储单元，分别与所述设计资料采集模块、在线设备数据采集模块、在线仪表数据采集模块、实验室测试数据采集模块和管理数据采集模块通信连接，能分别采集各污水处理厂的设计资料数据、在线设备数据、在线仪表数据、实验室检测数据和管理数据，并按预定的数据结构集中存储至所述数据存储单元；
所述职能管理单元，分别与所述数据存储单元、所述人员管理信息采集模块、设备管理信息采集模块、养护管理信息采集模块、视频管理信息采集模块和实验室管理信息采集模块通信连接，能分别采集各污水处理厂的人员管理信息、设备管理信息、养护管理信息、视频管理信息和实验室管理信息，并按预定的数据结构集中存储至所述数据存储单元；
所述主控处理单元，分别与所述数据存储单元、职能管理单元、可视化模块和存储数据导出模块通信连接，能将所述数据存储单元存储的数据经所述存储数据导出模块导出。


3.根据权利要求1或2所述的集控式智慧污水处理厂运行系统，其特征在于，所述集中式数据采集子系统按预定的数据结构集中存储和命名所采集的污水处理厂数据为：按污水处理厂数据-工艺段数据-构筑物数据-设备数据或仪表数据的数据结构进行存储。


4.根据权利要求1或2所述的集控式智慧污水处理厂运行系统，其特征在于，所述数据清洗子系统包括：
错误分析单元和错误数据去除单元；其中，
所述错误分析单元，分别与所述集中式数据采集子系统和错误数据去除单元通信连接，能通过预设的分析方式分析所述集中式数据采集子系统采集的污水处理厂数据，确定污水处理厂数据中错误的非常态数据，并将分析结果发送至所述错误数据去除单元；
所述错误数据去除单元，能根据所述错误分析单元的分析结果，去除污水处理厂数据中错误的非常态数据，得到清洗后的污水处理厂数据。

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【专利技术属性】
技术研发人员：吴远远，江瀚，林甲，
申请(专利权)人：北京首创股份有限公司，首创爱华天津市政环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11