一种面向点源指示性监测的装置及系统的制作方法

本发明涉及污水监测，具体的，涉及一种面向点源指示性监测的装置及系统。

背景技术：

1、污水监测一直以来都是环保领域重要的研究方向，污染一般划分为点源污染、面源污染和内源污染，其中，点源污染是指有固定排放点的污染源，在数学模型中常用一点表示以简化计算。

2、每个排污区域都有自己的排放标准，一般来说可以通过一个检测站对当前排污区域的排污状况进行监测，这种检测方式的问题在于，当前的排污区域在排出超出设定范围内的污染后就会引起警报，而实际上，虽然当前排污区域排除的污染略微超标如氯离子超超标，但是在于其他排污区域的污染水体混合后，其并没有超出后续进入的污水处理点能够处理的范围，也就是说现有的单个排污区域的检测方式过于精确和限定，对各个排污区域的限制很大，也没有充分的利用好污水处理点统一进行处理的功能。

3、鉴于此，本发明提出一种面向点源指示性监测的装置及系统，能够摆脱现有的单个排污区域的污水检测方式过于精确和限定，充分的利用好污水处理点统一进行处理的功能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种面向点源指示性监测的装置及系统，解决以下技术问题：

2、如何摆脱现有的单个排污区域的污水检测方式过于精确和限定，充分的利用好污水处理点统一进行处理的功能的问题。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种面向点源指示性监测的装置及系统，包括：

5、点源监测模块，数据存储模块，数据处理模块和警示模块，其特征在于：

6、所述点源监测模块依据地理信息设置两类监测点，第一类监测点设置于向处理点排放的排放管道出口处并获取第一类数据，第二类监测点设置于排污区域排污管道出口处并获取第二类数据，其中排污区域包括大、中企业和大、中居民点；

7、数据存储模块的输入端与点源监测模块的输出端通信连接，数据存储模块用于存储点源监测模块的地理信息和流动信息以及对应的第一类数据和第二类数据，地理信息包括地理位置和管道铺设信息；

8、数据处理模块的输入端与数据存储模块的输出端通信连接，数据处理模块处理根据从数据存储模块获取的数据计算贡献系数；

9、警示模块的输入端与数据处理模块的输出端通信连接，依据第二类监测点的第二类数据对第一类监测点的第一类数据贡献系数的变化状态判断当前排放管道是否存在异常排放，并对异常排放的排污区域进行位置指示。

10、作为本发明的进一步技术方案：所述数据处理模块包括数据匹配单元和数据分析单元，所述数据匹配单元根据第一类监测点获取的污水数据在第二类监测点获取的数据中按照地理信息和获取数据的流动信息进行匹配，获取匹配结果，所述数据分析单元根据匹配结果及其对应的第一类数据和第二类数据进行分析，获取第二类监测点的第一类数据对第一类监测点获取的第二类数据的贡献系数。

11、通过上述技术方案：获取贡献系数，并根据贡献系数的变化状态判断定位存在异常排放的排污区域的方案，具体的，本发明先根据地理信息和获取数据的流动信息对第一类数据和第二类数据进行匹配，可以应对由于流动的污水数据具有时效性的特点，获取匹配结果后基于匹配结果进行分析以获取第二类监测点的第一类数据对第一类监测点获取的第二类数据的贡献系数，可以多方面综合，以便于更加精确的判断第二类监测点的污水变化情况，方便对异常排放的排污区域进行位置指示。

12、作为本发明的进一步技术方案：所述数据匹配单元的工作过程包括：

13、从数据存储模块获取第一类监测点的第一类数据以及对应的流动信息和地理信息；

14、根据第一类监测点的地理信息确定能够达到当前第一类监测点的第二类监测点地理信息，并估算通过第二类监测点的污水达到第一类监测点的用时数据，估算的方式不做限制，可以使用同位素标记法等相类似的方法进行实验估算；

15、根据用时数据将不是同一时间产生的第一类数据和第二类数据进行匹配，获取匹配结果，匹配结果表现为一个第一类数据对应多个第二类数据；并且，由于污水排放流动需要时间，在第一监测点监测获取的第一类数据其对应的第二类数据产生时间会不在同一时刻，需要进行匹配。

16、如此，在进行匹配的过程中，通过一级一级向上溯源的用时数据追溯的方式，可以有效的分辩每个产生第二类数据点是否有排污情况，并且提升统计精度。

17、作为本发明的进一步技术方案：所述数据分析单元获取第二类监测点对第一类监测点获取的数据的贡献系数的过程包括：

18、获取一个第一监测点的第一类数据的匹配结果，其匹配结果包括多个第二类数据以及对应的第二监测点；

19、根据流量，以及离子浓度数据计算第二类数据中某个离子浓度数据对第一类数据中测量获取的离子的离子浓度数据的贡献度；

20、将多个不同类型的离子的离子浓度贡献度进行加权求和获取贡献系数；

21、作为示例，通过以下公式获取离子浓度数据的贡献度和贡献系数：

22、

23、

24、其中，qdiv是第i个排污区域排污管道出口处在检查时长内获取的流量数据，是i个排污区域排污管道出口处在检查时长内获取的第j个离子的离子浓度数据，qass是与处理点直连的排放管道在检查时长内获取的流量数据，是与处理点直连的排放管道在检查时长内获取的第j个离子的离子浓度数据，是当前排污区域通过排污管道的污水第j个离子对排放管道的对应离子的离子浓度的贡献度；σj是当前排污区域的贡献度权重系数，根据经验数据进行确定，k是当前排放管道检测获得的离子类型数，离子类型数不超过污水处理点能够处理的有害离子数量，tcon为当前排放管道对应的排污管道综合所有离子的贡献系数，parea是当前区域的工业排放系数，根据相关企业上报的生产信息进行调整。

25、作为本发明的进一步技术方案：判断当前排放管道是否存在异常排放的过程包括：

26、获取当前排放管道的贡献系数tcon，并与预设安全区间[t1，t2]进行比对；

27、若tcon超出[t1，t2]，则判断当前排污管道排放异常，并进行位置指示；

28、若tcon落入[t1，t2]，则判断当前排放管道排放除以临界状态，需要进行验证；

29、若tcon落入[t1，t2]，则判断当前排放管道排放量正常，处于安全运行状态。

30、通过上述技术方案：本发明通过公式(1)和公式(2)获取基于贡献度的贡献系数，随着某个排污区域排污浓度的增加，其各项离子的浓度特别是主要离子都会发生变化，随着离子浓度的变化，其排放的污水的离子浓度在与其他区域排放的污水混合在一个管道进入污水处理厂的污水中对应的离子的离子浓度就会增加，而增加越多则贡献系数越大，反之能够推断出当前排污区域排污状态异常，本发明通过数据化的方式能够及时发现混合状态下点污染源的污染排放异常，便于进行排污管理。

31、作为本发明的进一步技术方案：所述系统还包括验证模块，所述验证模块的工作过程包括：

32、获取多个连续的检测时长内的检测结果；

33、根据最接近获取第一类数据的时间点的若干个检测结果，对下一个检测结果进行预测；

34、将预测值与实际值进行比较获取置信度，然后将置信度转化为修正系数对当前管道的贡献系数tcon进行修正，将修正结果再次输入警示模块并与预设安全区间[t1，t2]进行比对。

35、作为本发明的进一步技术方案：所述修正系数的取值范围大于t2/t1。

36、作为本发明的进一步技术方案：所述修正系数的获取过程包括：

37、对相同参数的多个数据进行统计，然后基于线性回归获得线性回归方程；

38、通过线性回归方程对下一个检测结果进行预测，获取预测值；

39、然后，通过公式：

40、

41、cro＝r(tr)；

42、获取修正系数cro，其中tr是置信度，r是置信度的转化函数，是第一类数据中包含的第m项参数，n是第一类数据的参数项目数，是针对的预测值。

43、作为本发明的进一步技术方案：所述系统包括显示模块，所述显示模块用于显示污水判断处于异常排放的排污区域的位置信息以及排放量信息，并通过通信单元将位置信息以及排放量信息发送至异常排放区域的负责人的接收单元上。

44、本发明的另一个目的在于提供一种面向点源指示性监测的装置，包括：点源监测设备，数据处理中心以及显示接收设备。本发明的有益效果：

45、(1)本发明先根据地理信息和获取数据的流动信息对第一类数据和第二类数据进行匹配，可以应对由于流动的污水数据具有时效性的特点，获取匹配结果后基于匹配结果进行分析以获取第二类监测点的第一类数据对第一类监测点获取的第二类数据的贡献系数，可以多方面综合，以便于更加精确的判断第二类监测点的污水变化情况，方便对异常排放的排污区域进行位置指示。

46、(2)本发明通过获取的贡献系数，判断随着某个排污区域排污浓度的变化情况，其各项离子的浓度特别是主要离子都会发生变化，随着离子浓度的变化，其排放的污水的离子浓度在与其他区域排放的污水混合在一个管道进入污水处理厂的污水中对应的离子的离子浓度就会增加，而增加越多则贡献系数越大，反之能够推断出当前排污区域排污状态异常，本发明通过数据化的方式能够及时发现混合状态下点污染源的污染排放异常，便于进行排污管理。

47、(3)本发明通过公式(3)和公式(4)获取修正系数，并且修正系数的取值范围大于t2/t1，使得在修正系数的作用下，对原本落入预设安全区间的贡献系数进行修正，解决原本无法判断落入预设安全区间的排污区域排污状态的问题，提升判断精度和广度，并且修正系数基于多种实时获取的第一类数据进行获取，其能够适应排放状态进行适应性变化，使得数据化判断过程能够动态变化，更加准确。