一种基于5G通信技术的水利智慧监测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及智慧水利工程监测管理技术领域，具体为一种基于5G通信技术的水利智慧监测系统及方法，包括搭建CPE无线通信组网，获取在各历史维修记录中对应发生的设施故障事件；分别对各设施故障事件的关联监测基站进行判断识别，基于各设施故障事件对应的事件发生率，对目标监测基站进行识别捕捉；基于各目标监测基站呈现的运行状态数据，将存在监测数据传输风险的目标监测基站设为特征监测基站；分别对各特征监测基站在通信异常诊断时的特征监测指标进行判断识别；反馈工作人员对各特征监测基站进行网络运行状态监测，分别基于各特征监测基站的特征监测指标的运行情况，对各特征监测基站进行传输方式的自适应调整。测基站进行传输方式的自适应调整。测基站进行传输方式的自适应调整。

【技术实现步骤摘要】
一种基于5G通信技术的水利智慧监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及智慧水利工程监测管理
，具体为一种基于5G通信技术的水利智慧监测系统及方法。

技术介绍

[0002]水利设施信息化主要涉及渠道水闸、测控一体化闸门、流量监控以及主要点位的视频监控等；水利设施如河流、沟渠等的监测主要特征为监测控制点位为连续的长距离带状分布，且多处在偏远地区，自建有线通信网络存在投入大、使用效率不高、需专业维护力量等不利因素，因此大多依托通信运营商的4G无线网络实现数据或视频的实时传送。而运营商4G网络规划建设主要根据人口分布及流量分布进行，在人口稠密区覆盖质量较好，而偏远地区可能会出现弱覆盖、信号不稳定，从而带来以下问题；1、由于受到环境和网络指标的影响，4G传输无法保障视频上传的速度(>5Mb)，视频卡顿严重；2、视频流量高，按每月传输80小时计算，1080P需要800
‑
1400Gb；3、流量费高，按标准资费1折(2.5元/G)计算，每路摄像机每月传输80小时需要2000
‑
3500元，每年流量费约2.4
‑
4.2万元；4、摄像机本地存储，存储空间有限，如需调用视频资料调，需要消耗大量的时间和流量。远端存储视频需人工取回；5、智能应用受限，算法简单不易升级；
[0003]CPE英文全称是Customer Premise Equipment，即客户终端设备，其本质是接收WiFi信号的无线终端接入设备，可以接收无线路由器、无线AP、无线基站等设备发出的无线信号，是一种新型的无线终端接入设备；同时，无线CPE也是一种将4G信号转换成高速WiFi信号的设备，需要外接电源，可支持同时上网的移动终端数量也较多。CPE可大量应用于农村、城镇、医院、单位、工厂、小区等无线网络接入，能节省铺设有线网络的费用；在实际应用中，通过无线传播模型的测算和实际经验表明，采用CPE的客户端与基站的传输距离可以达到1Km－5Km。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于5G通信技术的水利智慧监测系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于5G通信技术的水利智慧监测方法，方法包括：
[0006]步骤S100：逐一对目标监测水利设施中的各监测控制点位布设CPE基站，通过设置每相邻两个CPE基站之间的布设间距均小于单个CPE基站的覆盖范围的方式，搭建CPE无线通信组网；CPE无线通信组网内各CPE基站将对应监测控制点位上的监测数据，采用“接力”的方式进行数据传输；对CPE无线通信组网内各基站保留4G/5G网络传输能力，当各基站出现问题时，将4G/5G网络传输作为备份传输方式；
[0007]步骤S200：对目标监测水利设施的所有历史维修记录进行调取，获取在各历史维修记录中对应发生的设施故障事件；分别在各历史维修记录中，对工程师在判断作出相应
设施故障结论的过程中所调取的监测数据进行捕捉，得到监测数据集；分别对各设施故障事件的关联监测基站进行判断识别，基于各设施故障事件对应的事件发生率，对目标监测基站进行识别捕捉；
[0008]步骤S300：分别将各CPE基站对应的网络运行状态进行可视化显示，对各CPE基站的历史可视化运行页面进行数据存储；分别对各目标监测基站的历史可视化运行页面进行调取，基于各目标监测基站呈现的运行状态数据，将存在监测数据传输风险的目标监测基站设为特征监测基站；分别对各特征监测基站在通信异常诊断时的特征监测指标进行判断识别；
[0009]步骤S400：反馈工作人员对各特征监测基站进行网络运行状态监测，分别基于各特征监测基站的特征监测指标的运行情况，对各特征监测基站进行传输方式的自适应调整。
[0010]进一步的，步骤S200包括：
[0011]步骤S201：设对应在某一历史维修记录中发生的设施故障事件为A，由工程师在对当前目标监测水利设施判断存在设施故障事件A的过程中调取的所有监测数据汇得的监测数据集为Q；设对应第i个监测控制点位的监测数据集为P
i
，若判断监测数据集P
i
为设施故障事件A的关联监测数据集；若负责对第i个监测控制点位的监测数据集P
i
进行数据传输的CPE基站集合为B，将CPE基站集合B内各基站设为设施故障事件A的关联监测基站；
[0012]上述对监测数据集的调取过程，就是对工程师在判断作出相应设施故障结论的过程中所参考的数据进行调取的过程；水利设施如河流、沟渠等的监测主要特征为监测控制点位为连续的长距离带状分布，工程师在对诊断设施故障的过程中，往往需要对多个监测控制点位的监测数据进行调取，综合诊断，上述监测数据集为判断是否存在某设施故障时需要参考的数据集；
[0013]步骤S202：基于所有历史维修记录，对各设施故障事件计算事件发生率W＝N/M；其中，N表示在所有历史维修记录中，对应各设施故障事件的发生总次数；M表示历史维修记录总条数；将事件发生率大于阈值的设施故障事件设为目标故障事件，分别将各目标故障事件对应的关联监测基站设为目标监测基站。
[0014]进一步的，将对目标监测水利设施需进行故障维修的设施位置、对各需进行故障维修的设施位置采取的维修方案均完全相同的历史维修记录，视为发生同类设施故障事件的历史维修记录。
[0015]进一步的，步骤S300包括：
[0016]步骤S301：分别在各目标监测基站的历史可视化运行页面中，捕捉各目标监测基站从开始出现异常通信指标，到判定在各目标监测基站中出现通信异常，所出现的最短诊断周期T1；捕捉从判定在各目标监测基站中出现通信异常，到自动从CPE无线链路切换至4G/5G LTE链路所需要的最短切换周期T2；
[0017]步骤S302：若某一目标监测基站满足T1+T2≧β，判断某一目标监测基站为存在监测数据传输风险的目标监测基站，将某一目标监测基站设为特征监测基站；分别获取在对各特征监测基站进行通信异常诊断时所参考的各项通信指标；
[0018]步骤S303：在各特征监测基站的历史运行日志中，提取在各次通信异常发生时出现的异常通信指标项集合，分别对各项通信指标计算异常特征指数值α＝x/y，其中，x表示
在通信异常发生时出现的所有异常通信指标项集合中，出现各项通信指标的总次数；y表示在各特征监测基站的历史运行日志中出现通信异常的总次数；分别将异常特征指数值最大的通信指标项设为对应各特征监测基站的特征监测指标。
[0019]进一步的，步骤S400包括：
[0020]步骤S401：将各特征监测基站对应的可视化实时运行页面作标记识别，反馈工作人员进行重点关注，同时在各特征监测基站对应的可视化实时运行页面中对特征监测指标作标记识别；
[0021]步骤S402：每当在各特征监测基站对应的可视化实时运行页面中，捕捉到出现第一个异常通信指标时，反馈对特征监测指标进行数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G通信技术的水利智慧监测方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S100：逐一对目标监测水利设施中的各监测控制点位布设CPE基站，通过设置每相邻两个CPE基站之间的布设间距均小于单个CPE基站的覆盖范围的方式，搭建CPE无线通信组网；所述CPE无线通信组网内各CPE基站将对应监测控制点位上的监测数据，采用“接力”的方式进行数据传输；对所述CPE无线通信组网内各基站保留4G/5G网络传输能力，当各基站出现问题时，将4G/5G网络传输作为备份传输方式；步骤S200：对目标监测水利设施的所有历史维修记录进行调取，获取在各历史维修记录中对应发生的设施故障事件；分别在各历史维修记录中，对工程师在判断作出相应设施故障结论的过程中所调取的监测数据进行捕捉，得到监测数据集；分别对各设施故障事件的关联监测基站进行判断识别，基于各设施故障事件对应的事件发生率，对目标监测基站进行识别捕捉；步骤S300：分别将各CPE基站对应的网络运行状态进行可视化显示，对各CPE基站的历史可视化运行页面进行数据存储；分别对各目标监测基站的历史可视化运行页面进行调取，基于各目标监测基站呈现的运行状态数据，将存在监测数据传输风险的目标监测基站设为特征监测基站；分别对各特征监测基站在通信异常诊断时的特征监测指标进行判断识别；步骤S400：反馈工作人员对各特征监测基站进行网络运行状态监测，分别基于各特征监测基站的特征监测指标的运行情况，对所述各特征监测基站进行传输方式的自适应调整。2.根据权利要求1所述的一种基于5G通信技术的水利智慧监测方法，其特征在于，所述步骤S200包括：步骤S201：设对应在某一历史维修记录中发生的设施故障事件为A，由工程师在对当前目标监测水利设施判断存在设施故障事件A的过程中调取的所有监测数据汇得的监测数据集为Q；设对应第i个监测控制点位的监测数据集为P
i
，若判断监测数据集P
i
为设施故障事件A的关联监测数据集；若负责对第i个监测控制点位的监测数据集P
i
进行数据传输的CPE基站集合为B，将CPE基站集合B内各基站设为所述设施故障事件A的关联监测基站；步骤S202：基于所有历史维修记录，对各设施故障事件计算事件发生率W＝N/M；其中，N表示在所有历史维修记录中，对应各设施故障事件的发生总次数；M表示历史维修记录总条数；将事件发生率大于阈值的设施故障事件设为目标故障事件，分别将各目标故障事件对应的关联监测基站设为目标监测基站。3.根据权利要求2所述的一种基于5G通信技术的水利智慧监测方法，其特征在于，将对目标监测水利设施需进行故障维修的设施位置、对各需进行故障维修的设施位置采取的维修方案均完全相同的历史维修记录，视为发生同类设施故障事件的历史维修记录。4.根据权利要求3所述的一种基于5G通信技术的水利智慧监测方法，其特征在于，所述步骤S300包括：步骤S301：分别在各目标监测基站的历史可视化运行页面中，捕捉各目标监测基站从开始出现异常通信指标，到判定在所述各目标监测基站中出现通信异常，所出现的最短诊断周期T1；捕捉从判定在所述各目标监测基站中出现通信异常，到自动从CPE无线链路切换至4G/5G LTE链路所需要的最短切换周期T2；
步骤S302：若某一目标监测基站满足T1+T2≧β，判断所述某一目标监测基站为存在监测数据传输风险的目标监测基站，将所述某一目标监测基站设为特征监测基站；分别获取在对各特征监测基站进行通信异常诊断时所参考的各项通信指标；步骤S303：在各特征监测基站的历史运行日志中，提取在各次通信异常发生时出现的异常通信指标项集合，分别对各项通信指标计算异常特征指数值α...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐敦哲，杜立普，于洪斌，江健，沈玉彬，杨绍军，龚春全，白文强，张华，
申请(专利权)人：中国华信邮电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：