一种污水收集管网信息化控制系统及方法与流程

本发明涉及污水处理的控制领域，尤其涉及一种污水收集管网信息化控制系统及方法。

背景技术：

据相关数据显示，城镇化发展建设以来，1978年至2014年，城镇常住人口从1.7亿人增至约7.5亿人，城镇化率从17.9％提升至了54.77％，预计至2020年，城镇化率有望突破人均收入和我国相近的发展中国家60％的平均水平线。随着我国城镇化水平的不断提高，城镇规模的不断扩大，村镇的水环境也受到了前所未有的严峻挑战。对于接近全国50％人口的乡镇和农村来说，环境基础设施建设几乎成空白状态，其中收集管网作为村镇污水处理的重要环节，是重要的基础设施，是赖以生存和发展的物质基础，被称为村镇的“血管”，其直接影响到人们的日常生活、工厂企业的生产运转，另外，收集管网的运行维护水平不仅影响居民的用水安全，也影响当地的社会和经济效益，但由于缺乏有效的管理，管网普遍存在收集方式选择不合理、重建设轻管理，专业运维队伍缺乏，管网出现异常应急处置能力薄弱、运维费用高等现象。

技术实现要素：

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种污水收集管网信息化控制系统及方法，能准确、高效的收集。目的在于解决村镇污水收集管网由于缺乏有效的管理而出现收集方式选择不合理、重建设轻管理，专业运维队伍缺乏，管网出现异常应急处置能力薄弱、运维费用高等现象而提供一种污水管网信息化管理方法

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施例提供一种污水收集管网信息化控制系统，包括：

主控系统、生产数据系统、管网信息存储系统、管网巡查养护子系统、管网信息显示子系统、管网风险监测子系统；其中，

所述主控系统与管网信息存储系统通信连接，所述管网信息存储系统能存储管网原始数据、管网巡检数据和管网运行状态数据；

所述主控系统分别通过网络与所述管网巡查养护子系统、生产数据系统、管网信息显示子系统、管网风险监测子系统通信分别通过网络通信连接；

所述主控系统能接收所述管网巡查养护子系统发送的管网巡检数据，并根据从所述管网信息存储系统获取的管网原始数据，完成管网巡检工作的确认；

所述主控系统能接收所述生产数据系统发送的管网运行状态数据，并将该管网运行状态数据发送至所述管网信息显示子系统，由所述管网信息显示子系统在所述地图上显示的管网上标注各管网的运行状态信息；

所述主控系统能接收所述生产数据系统发送的各管网的运行状态数据，并将该运行状态数据发送至所述管网风险监测子系统，所述管网风险监测子系统根据所述运行状态数据监测各管网的运行，若确定管网存在运行风险，则向所述主控系统发送报警信号。

本发明实施例还提供一种污水收集管网信息化控制方法，采用本发明所述的控制系统，包括：

将管网原始数据存储至所述管网信息存储系统；

利用管网巡查养护子系统对各管网进行巡检，并将管网巡检数据发送至所述主控系统，由所述主控系统将该管网巡检数据存储至所述管网信息存储系统；

所述主控系统根据所述管网信息存储系统存储的管网原始数据和管网巡查养护子系统发送的管网巡检数据，确定巡检状态，完成管网巡检工作的确认；

利用所述生产数据系统与各管网的传感器连接，获取各管网的管网运作状态数据，并发送至所述主控系统，由所述主控系统控制将管网运作状态数据存储至所述管网信息存储系统；

由所述管网信息显示子系统显示带有各管网的地图，并根据所述主控系统发送的管网运行状态数据，在地图的各管网上标注管网的运行状态信息；

利用所述管网风险监测子系统接收所述主控系统发送的各管网的运行状态数据，并根据所述运行状态数据监测各管网的运行，若确定管网存在运行风险，则向所述主控系统发送报警信号。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的控制系统及方法，具有以下有益效果：

通过将主控系统、生产数据系统、管网信息存储系统、管网巡查养护子系统、管网信息显示子系统、管网风险监测子系统有机连接，相互通信，可以根据管网原始数据完成管网的巡检、直观标注显示与风险监测报警。该系统兼顾了建设期以及运维期的内容，从管网规划、建设到日常运营管理统筹协调、统一管理，是一种村镇污水管网全链条式管理；将村镇管网与互联网结合，通过信息化的管网管理，可实时感知管网运营状态，节省了人力成本，也解决了现场运维专业人员缺乏等难题，管理更高效，更科学；具有科学、有效、简便等优点，其管理效果达到了国际领先水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的污水收集管网信息化控制系统构成示意图；

图2为本发明实施例提供的控制系统的主控系统构成示意图；

图3为本发明实施例提供的控制系统的管网巡查养护子系统构成示意图；

图4为本发明实施例提供的控制系统的生产数据系统构成示意图；

图5为本发明实施例提供的控制系统的管网信息显示子系统构成示意图；

图6为本发明实施例提供的控制系统的管网风险监测子系统构成示意图。

图7为本发明实施例提供的控制系统实施网络构成示意图。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种污水收集管网信息化控制系统，用于污水管网的管理控制，包括：

主控系统1、生产数据系统4、管网信息存储系统2、管网巡查养护子系统3、管网信息显示子系统5、管网风险监测子系统6；其中，

所述主控系统与管网信息存储系统通信连接，所述管网信息存储系统能存储管网原始数据、管网巡检数据和管网运行状态数据；

所述主控系统分别通过网络与所述管网巡查养护子系统、生产数据系统、管网信息显示子系统、管网风险监测子系统通信分别通过网络通信连接；

所述主控系统能接收所述管网巡查养护子系统发送的管网巡检数据，并根据从所述管网信息存储系统获取的管网原始数据，完成管网巡检工作的确认；

所述主控系统能接收所述生产数据系统发送的管网运行状态数据，并将该管网运行状态数据发送至所述管网信息显示子系统，由所述管网信息显示子系统在所述地图上显示的管网上标注各管网的运行状态信息；

所述主控系统能接收所述生产数据系统发送的各管网的运行状态数据，并将该运行状态数据发送至所述管网风险监测子系统，所述管网风险监测子系统根据所述运行状态数据监测各管网的运行，若确定管网存在运行风险，则向所述主控系统发送报警信号。

如图2所示，上述控制系统中，主控系统包括：

接收单元14、显示处理单元11、发送单元13和主处理单元12；其中，

所述主处理单元分别与接收单元、显示处理单元、发送单元通信连接。

实际中，主控系统可采用计算机系统运行软件来实现。

如图4所示，上述控制系统中，生产数据系统包括：

多个信号接收器42、43至4n、模拟数字信号转换器41和信号发送装置44；

其中，模拟数字信号转换器分别与多个信号接收器电气连接，各信号接收器分别连接管网上的各传感器；

所述模拟数字信号转换器的输出端与所述信号发送装置电气连接。

上述控制系统中，管网信息存储系统采用数据库系统。

如图3所示，上述控制系统中，管网巡查养护子系统包括：

若干巡检移动终端32、33至3n和巡检数据传输装置31；

各巡检移动终端内运行巡检数据处理软件，各巡检移动终端分别与所述巡检数据传输装置通信连接，能将巡检数据发送至所述巡检数据传输装置，并经巡检数据传输装置发送给所述主控系统。

优选的，上述各巡检移动终端可采用智能手机，其内运行巡检数据处理APP软件。

如图5所示，上述控制系统中，管网信息显示子系统包括：

地图显示单元52、数据标注单元51和接收单元53；其中，

所述地图显示单元，与所述数据标注单元电气连接，用于显示带有管网的地图，以及将所述数据标注单元发送的数据标注显示在地图对应的管网上；

所述数据标注单元，与所述接收单元电气连接，用于接收所述主控系统的管网运行状态数据，并发送至所述地图显示单元进行管网运行状态的标注。

如图6所示，上述控制系统中，管网风险监测子系统包括：

处理单元61、接收单元62和报警信号发送单元63；其中，

所述处理单元，分别与所述接收单元和报警信号发送单元电气连接，能接收所述主控系统发送的各管网的运行状态数据和各管网的原始数据，并根据所述各管网的运行状态数据和各管网的原始数据确定管网运行状态是否存在风险，若是，则通过所述报警信号发送单元向所述主控系统发送报警信号。

本发明实施例还提供一种污水收集管网信息化控制方法，采用上述的控制系统，包括：

将管网原始数据存储至所述管网信息存储系统；

利用管网巡查养护子系统对各管网进行巡检，并将管网巡检数据发送至所述主控系统，由所述主控系统将该管网巡检数据存储至所述管网信息存储系统；

所述主控系统根据所述管网信息存储系统存储的管网原始数据和管网巡查养护子系统发送的管网巡检数据，确定巡检状态，完成管网巡检工作的确认；

利用所述生产数据系统与各管网的传感器连接，获取各管网的管网运作状态数据，并发送至所述主控系统，由所述主控系统控制将管网运作状态数据存储至所述管网信息存储系统；

由所述管网信息显示子系统显示带有各管网的地图，并根据所述主控系统发送的管网运行状态数据，在地图的各管网上标注管网的运行状态信息；

利用所述管网风险监测子系统接收所述主控系统发送的各管网的运行状态数据，并根据所述运行状态数据监测各管网的运行，若确定管网存在运行风险，则向所述主控系统发送报警信号。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明是一套科学高效的信息化管理控制系统及方法，可以解决村镇污水收集管网由于缺乏有效的管理而出现收集方式选择不合理、重建设轻管理，专业运维队伍缺乏，管网出现异常应急处置能力薄弱、运维费用高等问题。

可用于管理村镇污水处理管网的建设及运维，具体步骤如下：

1)该控制系统及方法主要从收集管网建设和管网维护两个业务管理维度来考虑，其中管网建设管理主要从施工流程和现场管理两个方面管理，管网维护主要从管网巡检、管网维修、管道清淤、阀门及窨井五个方面进行管理。

2)通过对管网的建设及运维状态进行管控，构建管网运行大数据中心，采用云计算技术、物联网技术、地理信息技术以及传感技术，建立“一个网络，一个平台，一个中心，一个窗口”的村镇管网管理体系结构(见图1和图7)。

3)管网建设管理按照“图纸设计与实际作业相统一、管道规格与纳污需求相配套、工程监理与运行管理相结合”的目标要求，为管网建设“信息库”，对污水源头和工程项目进行管理，实现管理系统与工程现场的无纸化对接。另外，借助科学高效的统计分析工具，帮助管理人员对工程项目进行过程跟踪以及提供决策依据，有效保证工程项目的顺利推进和按照施工进度进行工程质量和预算管理。

4)管网维护管理主要通过构建的管网地理信息系统及GPS定位技术构建管网巡查养护管理子系统，为管理部门提供一套全流程、精细化、标准化的巡查养护业务管理模式。通过该子系统的应用，能帮助管理部门建立完善的管理体制，对巡线工作进行科学管理；规范维护计划的制定和审核过程；实现工单从派发、回单到审核的全过程管理，并对过程中的报废信息进行记录和登记，从而保证污水管网正常运行，同时，区域性的管网抢修也得到保证。

5)通过建立基于历史维修数据分析的管网风险预测系统，对管网制定维修养护计划，制定维护工单派发及故障报告规则。

6)建立知识体系，将运营、维护经验共享，可随时查找故障问题的解决方式。

具体的，本发明的控制系统及方法实施方式如下：

1)建立“一个网络，一个平台，一个中心，一个窗口”的村镇管网管理体系结构(见图7)。

2)建设管网“信息库(即管网信息存储系统)”，对污水源头和工程项目进行管理，包括：①村户信息：厨房间、洗涤池、卫生间、化粪池的具体管道走向、位置及数量等具体信息，并详细注解管道深度、管网走向、管径大小、管端分支、检查井和终端池配置情况等信息内容。②项目信息：工程项目合同、招标、投标文件、工程档案、管网设备及图文等资料。

3)管网维护管理构建管网巡查养护管理子系统，对巡线工作进行科学管理；巡检人员手机安装管网维护管理APP，该APP仅是巡查养护管理子系统部分功能，通过与信息化管理平台进行交互，帮助完成工单从派发、回单到审核的全过程管理，并对过程中的报废信息进行记录和登记，从而保证污水管网正常运行。

4)根据管网的材质、压力等级、地理位置等信息可在地图上对管网进行标注，可通过地图或者快捷菜单进行查看，并对管网上运行的设备如流量计、压力表等进行标注。对于可进行自动数据采集的设备，可在地图管网上显示实时数据，进行数据实时刷新。同时可在地图上查看管网、设备等台账信息。

6)通过建立基于历史维修数据分析的管网风险预测系统，对管网制定维修养护计划，制定维护工单派发及故障报告规则。

本发明的控制系统及方法与现有管网管理控制方式相比，具有以下有益效果：

1)兼顾了建设期以及运维期的内容，从管网规划、建设到日常运营管理统筹协调、统一管理，是一种村镇污水管网全链条式管理。

2)将村镇管网与互联网结合，通过信息化的管网管理，可实时感知管网运营状态，节省了人力成本，也解决了现场运维专业人员缺乏等难题，管理更高效，更科学。

3)提到“一个网络，一个平台，一个中心，一个窗口”，不需要安装客户端，只需访问网址即可登录网站浏览，并且该系统使用共有云，省去了专用机房，更适合企业管网项目的运维管理。

4)具有科学、有效、简便等优点，其管理效果达到了国际领先水平。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。