节水管理系统的制作方法

文档序号:26848362发布日期:2021-10-09 01:08阅读:211来源:国知局

1.本发明属于信息化管理系统领域,尤其涉及灌区节水管理领域。


背景技术:

2.农业是我国经济发展的基石,在农业发展过程中,农业灌溉发挥着巨大的作用。虽然我国拥有许多灌区,但是在节水管理过程中,还存在着许多缺陷,比如只重视建设不重视管理,农民对灌溉管理并不认可认同,参与度也较低;设备落后;灌区工作人员专业素质较差等等。虽然许多地方有采用信息化管理,但是实际效果并不理想,而对于系统管理的效果,也缺少有效的评价。


技术实现要素:

3.本发明提供一种节水管理系统,可以为评价节水管理效果提供参考,为节水管理规划提供依据。
4.本发明通过以下方式实现:一种节水管理系统,其特征在于,包括控制中心、客户端、数据采集模块和数据管理模块;所述控制中心分别与客户端、数据采集模块和数据管理模块数据连接;所述数据管理模块包括:用于展示数据管理及数据分析结果的可视化单元;用于采集各灌区数据的数据采集单元;用于分析灌区数据的数据分析单元;用于管理各灌区信息、用户信息、工作人员信息、设备信息的信息管理单元;所述灌区分析单元采用以下步骤进行分析判断:s1,将灌溉区进行划分,划分成n个子灌区,给不同子灌区编号,分别为1,2,
……
,n,其中n为子灌区数量;s2,每个子灌区设有最高供水量gmax和预估的灌溉量gmin;s3,对每个子灌区的实际用水量进行数据获取,得到r;s4,将r与gmax逐一进行比较,统计r>gmax的子灌区的数量,记为a;s5,将r与gmin逐一进行比较,统计r<gmin的子灌区的数量,记为b;s6,预设周期内监测次数为t,获取周期内r>gmax的子灌区的数量的总数量a

和r<gmin的灌区的数量的总数量b
总,
s6,结果判断:(1)正常情况:如果a

=0,b

=0;(2)观察情况:;(3)异常情况:
第一异常情况:a

与b

的比值小于1.5且b

与a

比值也小于1.5,则标记为疑似决策失误,第二异常情况:a

与b

的比值大于1.5,则标记为疑似浪费,第三异常情况:b

与a

的比值大于1.5,则标记为疑似偷水;s7,将第一异常情况、第二异常情况和第三异常情况进行可视化展示并发出预警。
5.进一步的,所述上述s7步骤中,在发出预警之前,包括如下判断步骤:d1,获取当前监测周期内总灌溉量r

,将r总与历史数据做归一化处理i

;d2,确定历史数据中中位数的归一化数值i

,与d1结果i

对比;d3,结果判断,如果i中大于i本且出现第三异常情况,则标记为偷水并通知相应负责人员;如果i

小于i

且出现第二异常情况,则标记为浪费并通知相应负责人员。
6.进一步的,所述可视化模块包括gis地理信息系统,用于显示各灌区、渠道、采集设备的地理信息位置。
7.进一步的,所述数据采集单元包括用水量数据采集。
8.本发明的有益效果是:提供一种节水管理方法和节水管理系统,可以评价节水管理过程中,用水量的控制效果,为灌区节水管理提供决策依据。
具体实施方式
9.实施例1一种节水管理系统,包括控制中心、客户端、数据采集模块和数据管理模块;所述控制中心分别与客户端、数据采集模块和数据管理模块数据连接;所述数据管理模块包括:用于展示数据管理及数据分析结果的可视化单元;用于采集各灌区数据的数据采集单元;用于分析灌区数据的数据分析单元;用于管理各灌区信息、用户信息、工作人员信息、设备信息的信息管理单元;所述数据采集模块将采集到的灌区数据发送给数据管理模块;所述管理模块将数据经过分析单元处理后,将分析结果在可视化单元予以展示,并且将最终分析结论发送给控制中心,控制中心可以依据分析结论调整用水策略。
10.具体地,数据采集单元获取灌区用水量的数据,之后采用如下方法进行数据分析:s1,将灌溉区进行划分,划分成n个子灌区,给不同子灌区编号,分别为1,2,
……
,n,其中n为子灌区数量;s2,每个子灌区设有最高供水量gmax和预估的灌溉量gmin;s3,对每个子灌区的实际用水量进行数据获取,得到r;s4,将r与gmax逐一进行比较,统计r>gmax的子灌区的数量,记为a;s5,将r与gmin逐一进行比较,统计r<gmin的子灌区的数量,记为b;s6,预设周期内监测次数为t,获取周期内r>gmax的子灌区的数量的总数量a

和r<gmin的灌区的数量的总数量b
总,
s6,结果判断:
(1)正常情况:如果a

=0,b

=0;(2)观察情况:;(3)异常情况:第一异常情况:a

与b

的比值小于1.5且b

与a

比值也小于1.5,则标记为疑似决策失误,第二异常情况:a

与b

的比值大于1.5,则标记为疑似浪费,第三异常情况:b

与a

的比值大于1.5,则标记为疑似偷水;s7,将第一异常情况、第二异常情况和第三异常情况通过可视化单元进行展示,并向控制中心发出预警。
11.gmax最高供水量为根据当前灌区上游水库、气候等水源储备情况而设定的供水量,gmin为灌区作物预计需要的灌水量;通常gmax>gmin;在实际操作中,许多水源较为丰富的灌区,gmax会设置一个较高的值;但这两个值的设置是否合理,是否既能满足灌溉的需求,又不会导致过度浪费,现有的技术里,都没有对其进行评价。
12.本发明提供的方法,是用于调整这两个值的合理设置范围,当灌区用水出现较为异常的情况时,可以及时发出预警,为工作人员调查、干涉和决策提供依据。
13.在同一片向邻近灌区中,用水习惯也会趋于相同,在一段监控期t内,如果多数子灌区用水量都超过gmax,即a>0,而同时又有多数b>0,a

与b

的比值小于1.5且b总与a总比值也小于1.5则可能在灌溉过程中,会根据实际需要进行合理灌溉,出现多数b>0,可能是因为系统设置的gmin值太高,超过了灌区所需的实际用水量,出现a>0,则可能是因为gmax设置太低,不能满足相关作物的用水需求。因此标记为决策失误。
14.在一段监控期t内,当大部分子灌区用水量超过gmax,但是b>0的很少,则证明灌区用水大部分超过预计,可能存在浪费水的现象。
15.在一段监控期t内,当大部分子灌区用水量低于gmin,但是a>0的很少,则证明灌区用水大部分低于预计,可能存在别处取水,没有按规划在灌区系统中取水,标记为偷水。
16.如果在一段监控期t内,a

=0,b

=0,则判断为正常。
17.当数据分析单元得出上述分析结果后,发送给控制中心,控制中心将对应灌区出现的异常情况,通过客户端发送给相应的工作人员,方便其进行跟踪处理。
18.进一步的,所述可视化模块包括gis地理信息系统,用于显示各灌区、渠道、采集设备的地理信息位置。
19.进一步的,所述数据采集单元包括用水量数据采集。
20.实施例2为了提高异常情况判断的准确性,在数据分析单元中,增加判断步骤如下: d1,获取当前监测周期内总灌溉量r

,将
r
总与历史数据做归一化处理i

;d2,确定历史数据中中位数的归一化数值i

,与d1结果i

对比;d3,结果判断,如果i

大于i

且出现第三异常情况,则标记为偷水并通知相应负责人员;如果i

小于i

且出现第二异常情况,则标记为浪费并通知相应负责人员。
21.增加灌区异常用水量与历史同期用水情况进行比较,其中数值归一化处理即
v=其中r

为本期用水总量,rmin为该灌区历史同期的最低用水量,rmax为该灌区历史同时最高用水量,v为归一化数值,通过统计历史各个时期的同期用水量,得出v归一化数值的中位数i

,同时与本期用水量的归一化数值作比较,如果i

大于i

的同时还出现第三种异常情况,则标记为偷水并通知相应负责的工作人员;如果i

小于i

且出现第二异常情况,则标记为浪费并通知相应负责的工作人员。
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