面向污水处理的自动化处理方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种面向污水处理的自动化处理方法及系统，属于智能自动化处理的技术领域。其中方法包括：步骤1、利用终端处理设备监测实时产生的作业数据；步骤2、构建变化趋势预测模型；步骤3、利用变化趋势预测模型，获得污水未来时间段内的变化趋势；步骤4、构建方案优化模型；步骤5、利用方案优化模型生成污水处理方案；步骤6、将污水处理方案转化成终端设备可识别的执行指令；步骤7、根据执行指令进行处理作业，完成自动化处理。通过自动化的处理方式，有效提高污水处理的效率，同时对实际应用中的不可控量进行分析，生成更贴合实际应用的处理方案，达到有效提高污水处理速度的同时，提高了清洁后的洁水质量。了清洁后的洁水质量。了清洁后的洁水质量。

【技术实现步骤摘要】
面向污水处理的自动化处理方法及系统


[0001]本专利技术属于智能自动化处理的
，特别是涉及一种面向污水处理的自动化处理方法及系统。

技术介绍

[0002]水资源作为经济社会发展的重要资源之一，在大众生活中充当着不可或缺的一部分。随着生活水平的提高，水污染的问题也逐渐成为不可忽视的问题之一，因此，针对水污染需要制定有效的处理方案尤为的重要。
[0003]现有的技术中，针对污水的处理，仍旧是采用恒定的污水处理方案，针对收集到的污水，仅仅只是机械化的执行固定处理方案。但是随着天气等环境因素的影响，往往会导致不可控的非线性变化现象出现，进而导致污水的处理效果达不到预期。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：提出一种面向污水处理的自动化处理方法及系统，以解决现有技术存在的上述问题。通过对环境等因素引起的非线性变化进行分析，自动生成更优的污水处理方案，并通过方案到执行指令的转换，完成终端对污水的自动化处理。
[0005]技术方案：第一方面，提出了一种面向污水处理的自动化处理方法，该方法包括以下步骤：
[0006]步骤1、利用终端处理设备监测实时产生的污水处理作业数据；
[0007]步骤2、构建变化趋势预测模型；
[0008]步骤3、基于步骤1中获得的作业数据，利用变化趋势预测模型，获得污水未来时间段内的变化趋势；其中，利用变化趋势分析模型执行污水未来时间段内的微生物变化趋势的过程中，包括以下步骤：
[0009]步骤3.1、将待分析的污水处理池区域划分为大小相同的小区域；
[0010]步骤3.2、获取历史相同时间段内，每个小区域中的参数数据；
[0011]步骤3.3、利用变化趋势分析模型采用局部到局部的预测措施，将小区域及其附近区域中的数据输入预测模型中进行分析处理。其中，小区域是具有各向同性特征的正六边形网格，基于划分出的小区域，在待进行微生物数量预测的区域内，将区域中的参数数据映射为小区域内的数据向量，随后将对应的小区域数据向量转换为一个便于被变化趋势分析模型接收的二维张量。
[0012]步骤3.4、输出步骤3.3的分析结果。
[0013]步骤4、构建方案优化模型；
[0014]步骤5、根据步骤3获得的变化趋势，利用方案优化模型生成污水处理方案；
[0015]步骤6、将污水处理方案转化成终端设备可识别的执行指令；
[0016]步骤7、根据执行指令进行处理作业，完成自动化处理。
[0017]在第一方面的一些可实现方式中，利用变化趋势分析模型执行数据分析的过程，
包括以下步骤：
[0018]步骤3.3.1、计算每个小区域对应的时间属性向量；
[0019]步骤3.3.2、获得时间自注意力的权重；
[0020]步骤3.3.3、基于步骤3.3.1的时间属性向量和步骤3.3.2的权重的加权和，获得小区域变化趋势分析模型中每一个头部的编码；
[0021]步骤3.3.4、将头部编码串联起来并输入前馈网络进行特征提取；
[0022]步骤3.3.5、加入残差连接，并在整合前馈网络输出值后，输出最终获得的时间张量；
[0023]步骤3.3.6、基于获得的时间张量，获得最终的预测结果。
[0024]在第一方面的一些可实现方式中，针对预测结果的精准度，采用区域重叠取平均的措施进行最终预测值的获取。变化趋势分析模型输出大量的特征张量，随后转换为局部小区域映射，针对重叠部分的区域则对应有重叠的映射，通过取平均值的措施获取最终的区域预测值，进而获得最终的微生物预测状况，并作为后续决策的依据。
[0025]为了提高污水处理方案的精准度，实现随微生物变化更新污水处理方案，进一步预设分析时间段，并在达到预设时间段时，重新执行一次变化趋势预测分析，并将分析结果作为后续污水处理方案更新的依据。
[0026]根据污水处理方案执行操作指令之前，还包括从硬件层面和软件层面，完善执行过程中会出现的问题。在硬件层面，针对终端执行设备的安全性能，在设备终端加装保护装置；在软件层面，根据生成的污水处理方案，利用PLC控制器生成终端执行设备的控制指令，在生成的控制程序传输给终端执行设备之前，还包括仿真测试。
[0027]第二方面，提出一种面向污水处理的自动化处理系统，用于实现自动化的处理方法，该系统包括以下模块：
[0028]数据采集模块、模型构建模块、数据分析模块、指令生成模块和执行模块。其中，数据采集模块包括终端控制设备、传感器，根据数据分析的需求，用于采集污水处理作业过程中产生的作业数据。模型构建模块用于根据数据分析需求，构建变化趋势预测模型和方案优化模型。数据分析模块用于根据数据分析需求，利用变化趋势预测模型获得污水未来时间段内的微生物数量变化趋势，以及基于变化趋势利用方案优化模型，生成污水处理的优化方案。指令生成模块用于根据生成的污水处理方案，执行方案到终端可识别执行指令的转换。执行模块用于根据执行指令触发终端控制设备执行污水处理作业。
[0029]第三方面，提出一种面向污水处理的自动化处理设备，该设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器。
[0030]其中，处理器读取并执行计算机程序指令，以实现自动化处理方法。
[0031]第四方面，提出一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令。计算机程序指令被处理器执行时，以实现自动化处理方法。
[0032]有益效果：本专利技术提出了一种面向污水处理的自动化处理方法及系统，通过对环境等因素引起的非线性变化进行分析，自动生成更优的污水处理方案，并通过方案到执行指令的转换，完成终端对污水的自动化处理。
附图说明
[0033]图1为本专利技术的数据处理流程图。
具体实施方式
[0034]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0035]申请人认为在经济社会的发展进程中，水资源作为重要的资源之一，如何有效的实现再利用，可以更好的提高水资源价值，在同样的资源基础上，实现效益最大化。在日常生活和生产中，不断有污水的产生和排出，若任由污水直接排放，一方面会噪声资源的浪费，另一方面，也会导致赖以生存的环境受到污染，从而造成恶劣的影响。因此，针对污水的排放，提出了三级污水处理方式。
[0036]其中，第一级基于物理属性，采用机械化的预处理方式，通过格栅、沉砂池、初沉池等筑物实现大颗粒和悬浮物等非可溶性物质的滤除；第二级基于可降解的生物属性，采用微生物处理的方式，利用微生物的分解能力对污染物进行有机物分解和生物体的合成，从而将有机污染物转化成无害的二氧化碳、水，以及富含有机物的固体产物；第三集基于深度处理的需求，采用化学技术执行深度清理，根据处理的目标和水质的情况本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向污水处的自动化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、利用终端处理设备监测实时产生的污水处理作业数据；步骤2、构建变化趋势预测模型；步骤3、基于步骤1中获得的作业数据，利用变化趋势预测模型，获得污水未来时间段内的变化趋势；步骤4、构建方案优化模型；步骤5、根据步骤3获得的变化趋势，利用方案优化模型生成污水处理方案；步骤6、将污水处理方案转化成终端设备可识别的执行指令；步骤7、根据执行指令进行处理作业，完成自动化处理。2.根据权利要求1所述的一种面向污水处的自动化处理方法，其特征在于，利用所述变化趋势分析模型执行污水未来时间段内的微生物变化趋势的过程中，包括以下步骤：步骤3.1、将待分析的污水处理池区域划分为大小相同的小区域；步骤3.2、获取历史相同时间段内，每个小区域中的参数数据；步骤3.3、利用变化趋势分析模型对步骤3.2中的参数数据执行分析；步骤3.4、输出步骤3.3的分析结果。3.根据权利要求2所述的一种面向污水处的自动化处理方法，其特征在于，步骤3.3分析的过程中，采用局部到局部的预测措施，将小区域及其附近区域中的数据输入预测模型中进行分析处理；所述小区域是具有各向同性特征的正六边形网格，基于划分出的小区域，在待进行微生物数量预测的区域内，将区域中的参数数据映射为小区域内的数据向量，随后将对应的小区域数据向量转换为一个便于被变化趋势分析模型接收的二维张量。4.根据权利要求2所述的一种面向污水处的自动化处理方法，其特征在于，所述变化趋势分析模型执行数据分析的过程，包括以下步骤：步骤3.3.1、计算每个小区域对应的时间属性向量；步骤3.3.2、获得时间自注意力的权重；步骤3.3.3、基于步骤3.3.1的时间属性向量和步骤3.3.2的权重的加权和，获得小区域变化趋势分析模型中每一个头部的编码；步骤3.3.4、将头部编码串联起来并输入前馈网络进行特征提取；步骤3.3.5、加入残差连接，并在整合前馈网络输出值后，输出最终获得的时间张量；步骤3.3.6、基于获得的时间张量，获得最终的预测结果。5.根据权利要求1所述的一种面向污水处的自动化处理方法，其特征在于，针对预测结果的精准...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨天龙，刘振鹏，徐吉宇，
申请(专利权)人：无锡瑞泰恒自动化系统科技有限公司，
类型：发明
国别省市：