一种雨水收集回用系统的智能决策系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种雨水收集回用系统的智能决策系统及方法，雨水收集回用系统结构组成部分包括雨水预处理组、蓄水池、净化池及清水池，雨水预处理组将预处理后的雨水传输至蓄水池，蓄水池通过管道连接依次传输水至净化池、清水池；决策系统包括多维数据采集组、主机及多维控制器组，多维数据采集组分别采集多维参数数据传输至主机，主机输出最优控制值对多维控制器组进行控制；方法包括对当前单位时间数据进行滤波、未来单位时间数据预测以及对预测模型、控制模型、系统模型数据更新。实施本发明专利技术，大大减少了人工管理用工，降低了综合管理成本，提升了海绵措施管理的数据化、实时化和智能化程度，提高了海绵城市建设的社会效益和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种雨水收集回用系统的智能决策系统及方法
本专利技术涉及雨水收集回用系统的监测与智能控制
，更具体说，涉及一种雨水收集回用系统的智能决策系统及方法。
技术介绍
随着城市化进程的加快，城市中的景观用水、道路冲洗、绿化及洗车等用水加速水资源紧张。而由于城市化的推进使得更多地面被各种建筑、道路覆盖，从而使得雨水无法下渗到地下，加重城市排水系统的压力。要解决上述问题，对降雨进行收集和循环再利用，一方面缓解水资源紧张现状，另一方面通过雨水收集来存储雨水从而减轻城市排水系统压力。基于上述对雨水进行存储和重复利用的理念，海绵城市成为我国城市水问题综合治理的一种新理念。海绵城市，是新一代城市雨水管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的弹性，如海绵那样，在降雨时段能快速的吸收、蓄积、渗透、净化雨水，减少雨水形成径流，补充地下水；同时在不下雨时，通过一系列处理措施和配套管网设施，将蓄积的水加以利用，从而让雨水资源更好的融入到城市的给排水系统中。打造合理的海绵城市水系统，既可以有效的保护城市原有的生态系统，也可以慢慢恢复原有的被破坏生态系统，同时对于整个城镇化的建设开发的影响降到更低。雨水收集回用系统是收集雨水及循环再利用的有效海绵措施。但是现有的雨水收集回用系统智能化程度低，无法智能的检测出系统内的水位、水质、气体、流量和池体承压等等。同时现有的水质监测装置一般都是取样实验室检测或直接通过水质检测仪对水进行检测，但是水在长时间存储过程中会产生沉淀，使得水的上部和底部水质状况不一，导致现有的检测方法所检测的水质准确性较差。雨水收集回用系统的建设和管控的不足，例如收集雨水量、循环情况、水质、设备运行情况、水资源的利用效率、经济效益如何等存在信息化、透明化、自动化不足的现状。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有海绵城市中的雨水收集回用系统的信息化、透明化、自动化不足的问题提出一种雨水收集回用系统的智能决策系统及方法，通过实时采集蓄水池、清水池的关键指标，从多个维度参数全自动智能决策控制雨水收集、雨水排放、雨水回用及市政净水补给(雨水不足时)。通过实时采集雨水收集回用系统的关键指标，从多个维度参数全自动智能决策控制排水、给水、补水等。通过该控制决策策略大大减少了管理用工，降低了综合管理成本，提升了海绵措施管理的数据化、实时化和智能化，并显著提升了雨水资源的利用率，提高了海绵城市建设中的资源利用效率和经济效益。第一方面，提出一种雨水收集回用系统的智能决策系统，包括雨水收集回用系统结构组成部分及决策系统，所述雨水收集回用系统结构组成部分包括雨水预处理组、蓄水池、净化池及清水池，所述雨水预处理组通过管道连接将预处理后的雨水传输至所述蓄水池，所述蓄水池通过管道连接依次将雨水传输至净化池、清水池；所述决策系统包括多维数据采集组、主机及多维控制器组，所述多维数据采集组分别采集所述雨水预处理组、蓄水池、净化池及清水池中的多维参数数据传输至所述主机，所述主机综合分析所述多维参数数据输出智能决策对所述多维控制器组进行控制。结合本专利技术所述的雨水收集回用系统的智能决策系统，第一种可能的实施方式中，所述雨水预处理组包括分流井、弃流井及过滤井，所述蓄水池还连接有污水管，所述分流井、弃流井及过滤井通过管道连接进行雨水传输，所述弃流井还与所述污水管连接：所述分流井用于将雨水一部分分流至雨水管、一部分分流至蓄水池，所述弃流井将接收分流的初期雨水进行弃流之后的后续分流雨水导流至过滤井，雨水经过滤后流入蓄水池。结合本专利技术所述的雨水收集回用系统的智能决策系统，第二种可能的实施方式中，所述决策系统还包括云平台及多个终端，所述主机传输数据至所述云平台，所述云平台与多个终端通信连接。结合本专利技术的第一种实施方式，第三种可能实施方式中，所述多维数据采集组包括第一维度单元、第二维度单元、第三维度单元、第四维度单元、第五维度单元及第六维度单元；所述第一维度单元用于预处理分流井、弃流井、过滤井数据流，检测入水状态，入水流量，控制所述蓄水池入水流量；所述第二维度单元用于检测蓄水池状态、排水流量数据流，输入第三维度单元状态、已处理的第一维度单元、第四维度单元、第六维度单元的数据流；控制所述蓄水池排水流量；第三维度单元：预处理所述蓄水池浊度、气体特定性数据流，检测清洗状态、气体状态，控制清洗系统、曝气系统；第四维度单元：预处理所述蓄水池的基础性数据流，检测所述蓄水池状态、抽水流量，输入第二维度单元、第五维度单元的数据流，控制所述蓄水池抽水口流量；第五维度单元：预处理所述净化池数据流、检测状态、入水流量，输入第五维度单元、第六维度单元的数据流，控制所述蓄水池入水流量；第六维度单元：预处理天气、外端用水、清水池数据流，检测状态，用水流量，输入第五维度单元数据流，控制用水口流量，外接智能终端用水接口。结合本专利技术的第三种实施方式，第四种可能实施方式中，所述曝气系统、清洗系统设置所述蓄水池中，所述基础性数据包括液位、溶解氧、pH值及SS悬浮物水质参数。结合本专利技术的第三种实施方式，第五种可能实施方式中，所述清水池数据流包括液位、溶解氧及pH值水质参数。第二方面，提出一种雨水收集回用系统的智能决策方法，包括步骤：获取雨水收集回用系统结构组成部分当前时间单位多维数据流：Y(t)＝(Y1,Y2,…,Yn)(1)其中t代表当前时间单位，n代表数据维度；对所述当前时间单位多维数据流进行标准化处理，计算当前时间单位输出数据式(1)经过标准化处理得y(t)＝(y1,y2,…,yn)(2)获取上一时刻输出数据x(t-1)＝(x1,x2,…,xn)(3)当前时间单位输出数据为x(t)＝x(t-1)+λ·Pt-1·(y(t)-x(t-1))(4)其中：λ为衰减因子，且λ∈(0,1)，Pt-1为相关系数矩阵；按维度单元j需求分配输入数据获取上一时刻点t-1的各维度单元j的状态所述各维度单元当前状态数据其中Aj(S)为在维度单元j中，状态S的隐含状态转移概率函数，Bj(x,S)为维度单元j中，S状态下的观测x状态转移概率函数，j∈(1,2,…,C)；对当前时间单位t数据进行预测分别为不需要天气数据(6)需要天气数据(7)其中为mj维向量，mj由所述各维度单元控制器组的输入参数数据决定，为在S状态下模型拟合的天气条件预测函数。结合本专利技术所述的雨水收集回用系统的智能决策方法，第一种实施方式中，所述条件预测函数为所述相关系数矩阵Pt-1为其中：ut为累积均值，U为均值向量矩阵，Nt为累积数量。结合本专利技术所述的雨水收集回用系统的智能决策方法，第二种实施方式中，所述决策方法还包括数据流更新的步骤：合并各维度单元输出数据为总输出数据，利用当前时刻状态数据、输出数据及控制器组输入数据重新拟合预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雨水收集回用系统的智能决策系统，其特征在于，包括雨水收集回用系统结构组成部分及决策系统，所述雨水收集回用系统结构组成部分包括雨水预处理组、蓄水池、净化池及清水池，所述雨水预处理组通过管道连接将预处理后的雨水传输至所述蓄水池，所述蓄水池通过管道连接依次传输水至净化池、清水池；所述决策系统包括多维数据采集组、主机及多维控制器组，所述多维数据采集组分别采集所述雨水预处理组、蓄水池、净化池及清水池中的多维参数数据传输至所述主机，所述主机利用所述多维参数数据及决策方法对所述多维控制器组进行控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种雨水收集回用系统的智能决策系统，其特征在于，包括雨水收集回用系统结构组成部分及决策系统，所述雨水收集回用系统结构组成部分包括雨水预处理组、蓄水池、净化池及清水池，所述雨水预处理组通过管道连接将预处理后的雨水传输至所述蓄水池，所述蓄水池通过管道连接依次传输水至净化池、清水池；所述决策系统包括多维数据采集组、主机及多维控制器组，所述多维数据采集组分别采集所述雨水预处理组、蓄水池、净化池及清水池中的多维参数数据传输至所述主机，所述主机利用所述多维参数数据及决策方法对所述多维控制器组进行控制。


2.根据权利要求1所述的智能决策系统，其特征在于，所述雨水预处理组包括分流井、弃流井及过滤井，所述蓄水池还连接有污水管，所述分流井、弃流井及过滤井通过管道连接进行雨水传输，所述弃流井还与所述污水管连接：
所述分流井用于将雨水一部分分流至雨水管、一部分分流至蓄水池，所述弃流井将接收分流的初期雨水进行弃流之后的后续分流雨水导流至过滤井，雨水经过滤后流入蓄水池。


3.根据权利要求1所述的智能决策系统，其特征在于，所述决策系统还包括云平台及多个终端，所述主机传输数据至所述云平台，所述云平台与多个终端通信连接。


4.根据权利要求2所述的智能决策系统，其特征在于，所述多维数据采集组包括第一维度单元、第二维度单元、第三维度单元、第四维度单元、第五维度单元及第六维度单元；
所述第一维度单元用于预处理分流井、弃流井、过滤井数据流，检测入水状态、入水流量，控制所述蓄水池入水流量；
所述第二维度单元用于检测蓄水池状态、排水流量数据流，输入第三维度单元状态、已处理的第一维度单元、第四维度单元、第六维度单元的数据流；控制所述蓄水池排水流量；
第三维度单元：预处理所述蓄水池浊度、气体特定性数据流，检测清洗状态、气体状态，控制蓄水池的清洗系统、曝气系统；
第四维度单元：预处理所述蓄水池的基础性数据流，检测所述蓄水池状态、抽水流量，输入第二维度单元、第五维度单元的数据流，控制所述蓄水池抽水口流量；
第五维度单元：预处理所述净化池数据流、检测状态、入水流量，输入第五维度单元、第六维度单元的数据流，控制所述蓄水池入水流量；
第六维度单元：预处理天气、外端用水、清水池数据流，检测状态，用水流量，输入第五...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘传辉，李东，刘楚楚，
申请(专利权)人：深圳市绿粤生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44