基于云计算的分散式污水处理智能平台的制作方法

文档序号:23355535发布日期:2020-12-18 19:04阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于云计算的分散式污水处理智能平台,其特征在于,包括数据监控模块、数据传输模块、数据接收模块、数据存储模块、设施控制模块、智能分析模块、可视化模块,通过所述数据监控模块、数据传输模块、数据接收模块、数据存储模块、设施控制模块、智能分析模块、可视化模块的协同构建了一个完整的从监测数据采集、传输、存储、分析、控制的闭环,实现了智能化的分散污水处理设施监测控制:通过收集的各个分散污水处理设施的基础信息、实时采集传输的分散污水处理设施监控信息,构建一个完善的分散污水处理数据库,系统智能分析模块根据数据库内的信息,针对每个分散污水处理设施制定运行参数,通过控制模块对设施进行调控;平台实现了污水处理信息的收集、分析和共享,通过可视化模块以地理信息的形式实现了分散污水处理设施的空间分布的可视化、实现了基于地理位置的运行状态可视化;平台的告警功能根据智能分析的结果对管理人员进行及时告警,提升了管理能力和响应速度。

2.如权利要求1所述的分散式污水处理智能平台,其特征在于,所述数据监控模块有安装在各分散污水处理设施上的传感器组成,用于采集各分散污水处理设施的各项运行指标,包括进水水量、出水水量、进水(ph、do、ss、温度、cod、氨氮、tn、tp、浊度、电导率)、出水进水(ph、do、ss、温度、cod、氨氮、tn、tp、浊度、电导率)、耗电量、风机电流、电压、泵机电压、电流、设备供电状态。

3.如权利要求1所述的分散式污水处理智能平台,其特征在于,所述数据传输模块,用于将数据监控模块实时监控的数据传输至云端服务器。

4.如权利要求1所述的分散式污水处理智能平台,其特征在于,所述数据接收模块,同时接受大量分散污水设施实时传输的大量数据,并交由数据存储模块存储。

5.如权利要求4所述的分散式污水处理智能平台,其特征在于,进一步的,所述数据接收模块运行于云端服务器;云端服务器通过数据接收模块接收数据后,利用数据存储模块根据时间戳分布式存储;接收到实时监测数据组成完备的分散污水处理设施监测数据库,同时数据写入kafka消息队列系统。

6.如权利要求1所述的分散式污水处理智能平台,其特征在于,所述数据存储模块,用于实现高性能的海量分散污水处理设施监控数据的存储,由关系型数据库及分布式存储组成。进一步的,所述数据存储模块由三个数据库组成,一个是时序数据库influxdb,用来存储设备上传过来的数据,一个是关系型数据库postgresql,存储关系型数据,一个是no-sql数据库redis,用作缓存,支持海量数据的读取。

7.如权利要求1所述的分散式污水处理智能平台,其特征在于,所述智能分析模块,用于对接收到的实时监控数据进行智能分析,判断各个污水处理设施的运行状态、污水处理效果,并根据分析结果,通过调用设施控制模块对分散污水处理设施进行控制;该模块还实现对监测数据的各类统计分析,根据智能分析模块的分析结果,告警模块会对相应的运维公司、管理人员进行告警,以便其对故障或将要发生的故障进行处理。

8.如权利要求7所述的分散式污水处理智能平台,其特征在于,进一步创新,所述智能分析模块包括分布式流处理子系统、实时计算分析算法模块、定时计算分析算法模块:

其中,

所述实时计算分析算法模块利用分布式流处理子系统,将接收到的无界数据流进行实时处理,通过设计了基于nfa的复杂事件处理能力算法,实时检测复杂告警规则;

所述分布式流处理子系统中的复杂事件处理能力算法,为复杂事件描述及执行:基于模式描述,转换为nfa,即非确定有限自动机;nfa由点和边组成的一个状态图,以分散污水处理设施运行指标的一个初始状态作为起点,经过一系列的中间状态,达到终态。点分为起始状态、中间状态、最终状态三种,边分为take、ignore、proceed三种;

take:必须存在一个条件判断,当到来的分散污水处理设施运行指标流数据满足take边条件判断时,把这个流数据放入结果集,将状态转移到下一状态;

ignore:当流数据到来时,可以忽略这个流数据,将状态自旋在当前不变,是一个自己到自己的状态转移;

proceed:又叫做状态的空转移,当前状态可以不依赖于消息到来而直接转移到下一状态;

根据模式流数据在各个中间状态间流转,如果流转到终态,则事件触发;

所述定时计算分析算法模块基于python的apscheduler框架,自定义任务的执行时间,对当前已存数据,按照不同检验规则去校验,如果异常,则产生详细的报警信息并实时通知到用户。


技术总结
本发明涉及了基于云计算的分散式污水处理智能平台,于现有技术相比解决了海量分散污水处理监控数据的存储和查询问题、分散式污水处理设施管理难的问题,以及降低了污水处理设施运行成本。该系统全面监控并采集污水处理设施的各项关键要素,并对其进行高效存储、实时分析并反馈控制。平台包括数据监控模块、数据传输模块、数据存储模块、设施控制模块、智能分析引擎以及可视化模块;通过该平台,实现大量分散污水处理设施的统一监控、数据采集传输、统一进行数据分析、处理应用及控制,在此基础上实现了分散污水处理设施的智能异常识别控制、可视化管理、提升了监控管理水平和运行效率。

技术研发人员:张晴波;袁德河;周雨淼;戴文伯;缪袁泉;王洪伟;季明;秦海洋;庞景墩
受保护的技术使用者:中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司
技术研发日:2020.09.04
技术公布日:2020.12.18
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