一种水源地水质监测评估系统及其评估方法技术方案

一种水源地水质监测评估系统，所述该预警系统由Web管理端、数据采集传输终端和水源地水质评估模型组成，所述Web管理端内设有数据库模块，该数据库模块分别连接信息维护模块、实时数据监测与展示模块、数据综合管理模块和视频监控模块以及历史数据查询与分析模块和异常报警模块，所述数据采集传输终端内设有低功耗测控终端，它具有保证设备的安全稳定运行，提高工作效率，降低供水企业运营成本，提高社会效益和经济效益等特点。

A water quality monitoring and evaluation system and its evaluation method

【技术实现步骤摘要】
一种水源地水质监测评估系统及其评估方法
本专利技术技术涉及的是一种水质安全智能化监测技术，尤其是涉及基于物联网技术的水源地水压监测及分析预警系统。
技术介绍
安全的饮水是人们生产和生活中必不可少的一部分，但随着城镇化进程的加速，我国城市和郊区周边的河流污染越来越严重，供水厂不得不从远离城市的河流上游取水，甚至跨区域调水。对水源地水质进行有效的监测，不仅可以了解水源地水质的特征，还可以为水厂处置突发污染情况预留充分的时间。但由于水源地远离市区，且传统的水质监测是在水源地进行人工取样，不能实时地对水质进行监控，因此亟需提高水质监测的实时性。此外，目前针对水源地的水质监测效果不佳，存在水质监测项目少、监测设备成本高、水质污染感知不及时、监测技术复杂，运行维护费用高等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种水源地水质监测及分析预警系统，为实现本技术的目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种水源地水质监测评估系统，其特征在于所述该预警系统由Web管理端、数据采集传输终端和水源地水质评估模型组成，所述Web管理端内设有数据库模块，该数据库模块分别连接信息维护模块、实时数据监测与展示模块、数据综合管理模块和视频监控模块以及历史数据查询与分析模块和异常报警模块，所述数据采集传输终端内设有低功耗测控终端，该终端通过无线通讯子模块将数据传送至数据库模块中，所述低功耗测控终端分别与水位监测模块、水压监测模块、流量监测模块和水质在线分析模块相连接，所述低功耗测控终端通过市电和电池两种供电电源。作为优选：所述数据库模块用于存储系统监测的记录以及支撑系统运行的表格，所述数据综合管理模块，用于添加、删除或更新水源地监测点；所述实时数据监视与展现模块，用于在地图上展示监测站点的位置分布及监测数据信息，不同的设备类型采用不同的图标展示在地图上，所述历史数据查询与分析模块，用于对进行数据的多维度分析与展现，提供历史数据查询功能，可根据时间、监测点等参数查询历史数据，并能够根据一定周期或以自定义形式导出监测数据的统计报表；所诉的视频监控模块用于远程操作视频监控设备，并实现现场监控视频的实时和历史视频查看；所述的异常报警模块，用于在水源地及管网监测水质、流量及设备异常时，及时将各类预警信息通过系统、短信等方式发送给系统管理人员，以便于及时对异常信息进行处置和应对；所述信息维护模块，用于管理各类监测点信息查看和相关硬件的维护功能；作为优选：所述的水质检测模块设置在水源地，采集水源相关数据，并发送给低功耗测控终端；所述水压监测模块、流量监测模块，安装在水源地进出水口处，用于采集监测点水压和流量监控数据；所述水位监测模块，用于采集水源地监测点水位监控数据，并发送给低功耗测控终端；所述GPRS无线通讯子模块，将采集的水压数据传输到Web管理端；所述电源子模块，为感知设备供电。本专利技术所述的水源地水质监测系统的评估方法，包括如下步骤a.通过采集数据库模块中水质监测得到的数据，选择PH值、溶解氧、化学需氧量、氨氮、氟化物、氯化物指标；b.利用人工神经网络算法方法，通过训练样本集训练，建立水源地水质评估模型c.在云计算平台下，对实时数据进行计算、分析、评估，划分水源地水质安全等级，实时掌控水源地水质安全等级状态，在安全等级评估正常范围时，及时进行预警作为优选：所述建立水源地水质评估模型的步骤如下：（1）选择水质评估指标，根据地表水环境质量标准生成训练样本集；（2）数据归一化处理：对样本数据进行无量纲化处理；（3）设置初始权重及目标误差及最大迭代次数。在权值范围内随机生成一组数，作为人工神经网络的初始权值；目标误差和最大迭代次数作为训练样本结束的终止条件；（4）信号前向传播。分别计算输入层至隐含层以及隐含层至输出层的加权值，激励函数采用Sigmoid函数；（5）计算误差。计算输出结果与目标结果的误差之和，判断是否满足目标误差精度要求，若满足，则终止程序；若不满足，则将误差进行反向传播，对权值进行修正。（6）重复4-5过程，直至满足精度要求或者最大迭代次数。（7）模型训练结束后，根据实时监测的水质数据，进行水源地水质结果的评估。本专利技术在水源地布置水质、压力、水位、流量传感器，实现实时监测水源地水质状况；通过水源地水质传感器监测，及时发现水源地突发污染事件；通过水源地水位传感器监测，保证地下水水源地采补平衡；通过水源地供水水量进行监测，在流域和区域调度中，优先满足饮用水供水要求的调度配置方案，确保相应保证率下取水工程正常运行的水量。通过管网内水流分析，确保管网压力、流量安全运行状况，建立水源地水质分析预警系统，通过水源地水质数据，对水质建立分析预警模型，及时发现处理水源地潜在危害，减少监测成本，降低监测运行维护费用。附图说明图1是组成流框图;图2是水源地水质评估模型创建流程图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作详细介绍：图1所示，下面将结合附图和实施例，对本专利技术的一种水源地水质监测及分析预警系统作进一步详细说明。图1所示，所述的一种水源地水质监测及分析预警系统包含Web管理端1和经GPRS信号连接的数据采集传输终端2和水源地水质评估模型3。所述web端1包括了数据库模块101、数据综合管理模块102、实时数据监测与展示模块103、历史数据查询与分析模块104、视频监控模块105、异常报警模块106、信息维护模块107。所述的数据采集传输终端2包含水质在线分析模块201、水压监测模块202、流量监测模块203、水位检测模块204、低功耗测控终端205、GPRS无线通讯子模块206和电源子模块207；图2所示，所述的水源地水质评估模型建模流程3，建立水质评估模型；本专利技术的具体实例中，数据采集传输终端2中的水质在线分析模块201和水位监测模块204，安装在水源地内，采集水质和水位信息；水压监测模块202和流量监测模块203安装在水源地的进出水口处，采集水源地的水压和流量信息；水质在线分析模块201、水位监测模块204、水压监测模块202和流量监测模块203采集到的信息发送到低功耗测控终端205，由低功耗测控终端205通过无线通讯子模块206将数据发送给Web管理端1，由web管理端1中的实时数据监测与展示模块接收数据，并将数据存储到数据库模块进行存储和运行，在本专利技术中。电源子模块207采用市电和电池两种供电，保障设备的正常运转；所述的web端1中，所述的数据库模块101用于存储系统监测的记录以及支撑系统运行的表格；所述的数据综合管理模102块用于添加、删除或更新监测点；所述的实时数据监视与展现模块103，用于将数据采集模块采集的各种监控数据在系统中进行各类丰富的展示，利用图表方式进行不同数据的统计分析，全面直观地展现水源地水质现状与供水管网运行状况；所述的历史数据查询与分析模块104，包括历史数据的查询、统计、分析，报表与报告输出等功能；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水源地水质监测评估系统，其特征在于所述该预警系统由Web管理端、数据采集传输终端和水源地水质评估模型组成，所述Web管理端内设有数据库模块，该数据库模块分别连接信息维护模块、实时数据监测与展示模块、数据综合管理模块和视频监控模块以及历史数据查询与分析模块和异常报警模块，所述数据采集传输终端内设有低功耗测控终端，该终端通过无线通讯子模块将数据传送至数据库模块中，所述低功耗测控终端分别与水位监测模块、水压监测模块、流量监测模块和水质在线分析模块相连接，所述低功耗测控终端通过市电和电池两种供电电源。/n

【技术特征摘要】
1.一种水源地水质监测评估系统，其特征在于所述该预警系统由Web管理端、数据采集传输终端和水源地水质评估模型组成，所述Web管理端内设有数据库模块，该数据库模块分别连接信息维护模块、实时数据监测与展示模块、数据综合管理模块和视频监控模块以及历史数据查询与分析模块和异常报警模块，所述数据采集传输终端内设有低功耗测控终端，该终端通过无线通讯子模块将数据传送至数据库模块中，所述低功耗测控终端分别与水位监测模块、水压监测模块、流量监测模块和水质在线分析模块相连接，所述低功耗测控终端通过市电和电池两种供电电源。


2.根据权利要求1所述的水源地水质监测系统，其特征在于所述数据库模块用于存储系统监测的记录以及支撑系统运行的表格，所述数据综合管理模块，用于添加、删除或更新水源地监测点；所述实时数据监视与展现模块，用于在地图上展示监测站点的位置分布及监测数据信息，不同的设备类型采用不同的图标展示在地图上，所述历史数据查询与分析模块，用于对进行数据的多维度分析与展现，提供历史数据查询功能，可根据时间、监测点等参数查询历史数据，并能够根据一定周期或以自定义形式导出监测数据的统计报表；所诉的视频监控模块用于远程操作视频监控设备，并实现现场监控视频的实时和历史视频查看；所述的异常报警模块，用于在水源地及管网监测水质、流量及设备异常时，及时将各类预警信息通过系统、短信等方式发送给系统管理人员，以便于及时对异常信息进行处置和应对；所述信息维护模块，用于管理各类监测点信息查看和相关硬件的维护功能。


3.根据权利要求1所述的水源地水质监测系统，其特征在于所述的水质检测模块设置在水源地，采集水源相关数据，并发送给低功耗测控终端；所述水压监测模块、流量监测模块，安装在水源地进出水口处...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏波，李娜，金利姣，姜元军，刘欢，李宗达，张益宁，潘玥，
申请(专利权)人：浙江正元地理信息有限责任公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33