一种农村污水处理设施的水质监管方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种农村污水处理设施的水质监管方法及系统，水质监管设备的控制系统包括数据采集模块、数据存储管理模块、数据分析模块、能源管理模块、数据可视化模块和远程控制模块，其中，能源管理模块用于控制电能设备和太阳能设备对水质监管设备进行供电，数据采集模块、数据存储管理模块、数据分析模块用于自动针对农村污水处理设施进行数据收集、整理和分析，数据可视化模块用于为用户提供更为实时、准确且可靠的水质数据，进而提高用户的监控效率，远程控制模块用于根据用户的控制指令对水质监管设备进行调控处理，形成一种经济高效、操作简便、能够提供全面可靠的水质数据的农村污水处理设施的水质监管方法及系统。农村污水处理设施的水质监管方法及系统。农村污水处理设施的水质监管方法及系统。

【技术实现步骤摘要】
一种农村污水处理设施的水质监管方法及系统


[0001]本专利技术涉及农村污水处理
，特别涉及一种农村污水处理设施的水质监管方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，农村污水处理已成为环境保护的重要课题，由于现有农村污水处理设施存在效率低下、稳定性差、监管不到位等不足等问题，而农村污水处理设施的监管工作又主要依靠人工取样检测的方式进行，所述方式费时费力，且容易出错，导致农村河湖水质的监管工作难以高效实施。
[0003]在目前的污水处理
中，虽然存在针对大型城市污水处理厂的设计方案，但所述类方案，具有成本高、规模大、运行复杂的问题，且农村地区电力供应有限无法为大型的监管系统持续稳定的电力供应，导致针对大型城市污水处理厂的设计方案不有效的适用于中小型农村污水处理设施，而部分针对农村污水处理的小规模水质监管方案又不够全面，缺乏统一集成的控制系统，数据收集和分析过程往往是通过人工采集方式实现的，极为耗时且精度差，无法为用户提供实时、准确、可靠的水质数据，进而导致用户无法有效的通过农村污水处理设施的水质监管设备进行水质监管。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种农村污水处理设施的水质监管方法及系统，通过简单的模块化设计，能在为水质监管设备提供持续稳定的电力供应的同时，通过水质监管设备自动针对农村污水处理设施进行数据收集、整理和分析，为用户提供更为实时、准确且可靠的水质数据，提高用户的监控效率。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种农村污水处理设施的水质监管方法，所述水质监管方法应用于水质监管设备的控制系统，所述水质监管设备的控制系统包括数据采集模块、数据存储管理模块、数据分析模块、能源管理模块、数据可视化模块和远程控制模块，所述水质监管方法包括：
[0006]通过所述数据采集模块收集所述农村污水处理设施的区域位置信息、设施种类信息、采集时间信息、水质参数信息和所述水质监管设备的功耗信息；
[0007]通过所述数据存储管理模块对所述农村污水处理设施的区域位置信息、设施种类信息、采集时间信息、水质参数信息和所述水质监管设备的功耗信息进行存储管理，并生成数据报告；
[0008]控制所述数据分析模块通过所述数据存储管理模块获取水质参数信息并进行分析，以使不在预设的水质指标范围内的数据被标记为水质异常参数，并根据所述水质异常参数得到水质异常设施的区域位置信息、设施种类信息和采集时间信息；
[0009]控制所述能源管理模块通过所述数据存储管理模块获取所述水质监管设备的功耗信息，并根据所述功耗信息对水质监管设备进行供电，在所述水质监管设备的功耗未超
出供能范围的情况下，控制太阳能设备对所述水质监管设备进行供电；在所述水质监管设备的功耗超出供能范围的情况下，控制电能设备和太阳能设备同时对所述水质监管设备进行供电；
[0010]通过所述数据可视化模块对水质异常参数、所述功耗信息、水质异常设施的区域位置信息、设施种类信息和采集时间信息进行可视化处理，生成交互界面和数据视图；
[0011]控制所述远程控制模块通过所述交互界面接收控制指令，以根据所述控制指令对所述水质监管设备进行调控处理。
[0012]在一些实施例中，所述控制所述数据分析模块通过所述数据存储管理模块获取水质参数信息并进行分析，包括：
[0013]根据水质指标对所述水质参数信息进行归一化处理，将所述水质参数信息中处于所述水质指标对应范围内的水质参数确定为有效水质参数，将所述水质参数信息中超出所述水质指标对应范围的水质参数确定为潜在异常参数；
[0014]对所述潜在异常参数对应的水质参数信息再次进行收集分析，根据分析结果将所述潜在异常参数判定为水质异常参数或者设备异常参数，所述设备异常参数为水质监管设备异常时所采集的错误参数；
[0015]根据预设数据分析方法得到所述有效水质参数对应的变化趋势统计图。
[0016]在一些实施例中，所述归一化处理包括以下步骤：
[0017]a.线性去趋势分割，得到水质参数线性去趋势序列；
[0018]b.归一化处理，将水质参数序列映射到[0,1]范围内，归一化映射公式如下：
[0019][0020]x为获取的水质原始数据，x
′
为归一化后的数据，x
max
和x
min
分别为x所在数据集的最大值和最小值；
[0021]c.将处于水质指标对应范围内的水质参数确定为有效水质参数；
[0022]d.将超出水质指标对应范围的水质参数进行标记，确定为潜在异常参数；
[0023]在一些实施例中，所述根据分析结果将所述潜在异常参数判定为水质异常参数或者设备异常参数，包括：
[0024]对于标记为潜在异常参数的水质参数信息，再次进行采集和分析，获取至少3次水质参数数据。同时启动检测设备状态自查程序，检查水质监管设备是否正常工作，是否存在故障或损坏，若设备状态正常，则可以排除设备故障所导致的错误数据的可能性，判定为水质异常数据；
[0025]利用数据分析方法，考虑数据时序性和数据分布的统计特征，分析获取的数据与同期数据相比是否具有合理的时序关系，例如数据之间是否存在逻辑联系，是否符合预期的变化趋势。将异常数据和正常数据分别进行统计分析，比较它们的分布情况和统计特征。如果异常数据的分布情况和统计特征明显与正常数据不同，数据之间存在合理的时序关系，则为水质变化导致的数据参数变化，判定为水质异常数据。
[0026]在一些实施例中，所述对所述水质参数信息进行归一化处理之前，还包括：
[0027]根据所述区域位置信息、所述设施种类信息和所述采集时间信息确定所述水质参数信息对应的所述水质指标；
[0028]其中，所述水质参数信息包括如下至少之一：pH值、溶解氧、总氮、总磷、化学需氧量、硝酸盐和总悬浮固体。
[0029]在一些实施例中，所述控制电能设备和太阳能设备同时对所述水质监管设备进行供电，包括：
[0030]根据所述水质监管设备的区域位置信息和设备种类信息确定供能范围；
[0031]在所述水质监管设备的功耗未超出所述供能范围的情况下，通过太阳能设备收集储存的太阳能为所述水质监管设备进行供电；
[0032]在所述水质监管设备的功耗超出所述供能范围的情况下，通过太阳能设备收集储存的太阳能为所述水质监管设备在所述供能范围内的功耗进行供电，并通过电能设备为所述水质监管设备超出所述供能范围的功耗进行供电。
[0033]在一些实施例中，在所述水质监管设备的控制系统还包括警报模块，在所述通过所述数据可视化模块对水质异常参数、所述功耗信息、水质异常设施的区域位置信息、设施种类信息和采集时间信息进行可视化处理，生成交互界面和数据视图之后，还包括：
[0034]控制所述警报模块对水质异常设施的区域位置信息、设施种类信息和采集时间信息进行信息播报，并在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农村污水处理设施的水质监管方法，其特征在于，所述水质监管方法应用于水质监管设备的控制系统，所述水质监管设备的控制系统包括数据采集模块、数据存储管理模块、数据分析模块、能源管理模块、数据可视化模块和远程控制模块，所述水质监管方法包括：通过所述数据采集模块收集所述农村污水处理设施的区域位置信息、设施种类信息、采集时间信息、水质参数信息和所述水质监管设备的功耗信息；通过所述数据存储管理模块对所述农村污水处理设施的区域位置信息、设施种类信息、采集时间信息、水质参数信息和所述水质监管设备的功耗信息进行存储管理，并生成数据报告；控制所述数据分析模块通过所述数据存储管理模块获取水质参数信息并进行分析，以使不在预设的水质指标范围内的数据被标记为水质异常参数，并根据所述水质异常参数得到水质异常设施的区域位置信息、设施种类信息和采集时间信息；控制所述能源管理模块通过所述数据存储管理模块获取所述水质监管设备的功耗信息，并根据所述功耗信息对水质监管设备进行供电，在所述水质监管设备的功耗未超出供能范围的情况下，控制太阳能设备对所述水质监管设备进行供电；在所述水质监管设备的功耗超出供能范围的情况下，控制电能设备和太阳能设备同时对所述水质监管设备进行供电；通过所述数据可视化模块对水质异常参数、所述功耗信息、水质异常设施的区域位置信息、设施种类信息和采集时间信息进行可视化处理，生成交互界面和数据视图；控制所述远程控制模块通过所述交互界面接收控制指令，以根据所述控制指令对所述水质监管设备进行调控处理。2.根据权利要求1所述的农村污水处理设施的水质监管方法，其特征在于，所述控制所述数据分析模块通过所述数据存储管理模块获取水质参数信息并进行分析，包括：对所述水质参数信息进行归一化处理；将所述水质参数信息中处于所述水质指标对应范围内的水质参数确定为有效水质参数，将所述水质参数信息中超出所述水质指标对应范围的水质参数确定为潜在异常参数；对所述潜在异常参数对应的水质参数信息再次进行收集分析，根据分析结果将所述潜在异常参数判定为水质异常参数或者设备异常参数，所述设备异常参数为水质监管设备异常时所采集的错误参数；根据预设数据分析方法得到所述有效水质参数对应的变化趋势统计图；其中，所述归一化处理包括以下步骤：a.线性去趋势分割，得到水质参数线性去趋势序列；b.归一化处理，将水质参数序列映射到[0,1]范围内，归一化映射公式如下：x为获取的水质原始数据，x
′
为归一化后的数据，x
max
和x
min
分别为x所在数据集的最大值和最小值；c.将处于水质指标对应范围内的水质参数确定为有效水质参数；d.将超出水质指标对应范围的水质参数进行标记，确定为潜在异常参数；
其中，所述根据分析结果将所述潜在异常参数判定为水质异常参数或者设备异常参数，包括：对标记为潜在异常参数的水质参数信息进行采集和分析，获取至少3次水质参数数据；启动检测设备状态自查程序，检查水质监管设备是否正常工作，是否存在故障或损坏；若设备状态正常，则排除设备故障所导致的错误数据的可能性，否则判定为设备异常参数；对获取的数据进行分析，考虑数据时序性和分布的统计特征，分析异常数据与同期数据的时序关系，是否存在逻辑联系，是否符合预期变化趋势；将异常数据和正常数据分别进行统计分析，比较它们的分布情况和统计特征；若异常数据的分布情况和统计特征明显与正常数据不同，数据之间存在合理的时序关系，则判定为水质异常参数；否则判定为设备异常参数。3.根据权利要求2所述的农村污水处理设施的水质监管方法，其特征在于，所述对所述水质参数信息进行归一化处理之前，还包括：根据所述区域位置信息、所述设施种类信息和所述采集时间信息确定所述水质参数信息对应的所述水质指标；其中，所述水质参数信息包括如下至少之一：pH值、溶解氧、总氮、总磷、化学需氧量、硝酸盐和总悬浮固体。4.根据权利要求1所述的农村污水处理设施的水质监管方法，其特征在于，所述控制电能设备和太阳能设备同时对所述水质监管设备进行供电，包括：根据所述水质监管设备的区域位置信息和设备种类信息确定供能范围；在所述水质监管设备的功耗未超出所述供能范围的情况下，通过太阳能设备收集储存的太阳能为所述水质监管设备进行供电；在所述水质监管设备的功耗超出所述供能范围的情况下，通过太阳能设备收集储存的太阳能为所述水质监管设备在所述供能范围内的功耗进行供电，并通过电能设备为所述水...

【专利技术属性】
技术研发人员：王馨悦，
申请(专利权)人：北京泷涛环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：