基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法、系统和存储介质

本发明涉及污水溯源，尤其是一种基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法、系统和存储介质。

背景技术：

1、针对城市雨污混接识别，部分混接点存在于地下或较为隐蔽的地方，如污水管道破损，污水渗漏至雨水管网；少数企业私接暗管，将污水，排入雨水管网；消防水或自来水管道破裂，导致大量水流进入雨水管网等等；为查明这些混接问题，往往需要用到一些专业的溯源方式方法，目前主要采用qv检测、cctv等管道探测技术、染色追踪、污染物浓度检测等方式方法，这些方法检测条件苛刻，需降水排空、清淤疏通等前期准备工作，成本高、效率低。同济大学《一种基于光谱的雨水管道混接点位非开挖诊断方法》专利中通过对雨水管网混接复杂区域进行检查井采样，采用三维荧光光谱等手段通过有机物的三维荧光光谱、紫外-可见吸收光谱等对排水管道中有机物特性进行多维刻画，然而该类方法基于其对生活污水类别的低分辨识别率，往往在实际应用中受到较大限制。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术中污水分类分辨识别率低，溯源难度大的缺陷，本发明提出了一种基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法，实现了高效率高精度的污水识别溯源。

2、本发明提出的一种基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法，包括以下步骤：

3、s1、统计待测管网汇水范围内所有排放口的位置和类别；汇水范围指的是所有与待测管网连通的区域；

4、s2、对各排放口进行水样采样，测试水样的常规水质、电化学图谱和光谱作为水样的特征数据；

5、s3、在待测管网中设置监测点，对监测点中的水采样作为目标水样，测试目标水样的常规水质、电化学图谱和光谱作为目标水样的特征数据；

6、s4、将目标水样的特征数据逐一与各排放口水样的特征数据进行相似度计算，获取各排水口的水样与监测点处的相似度；获取各监测点的相似度最大值对应的排水口为监测点处的污水来源。

7、优选的，类别包括：工业企业、居民小区、餐饮片区和商业片区。

8、优选的，监测点为待测管网中的管网节点或者水域断面。

9、优选的，常规水质包括cod、氨氮、总磷、悬浮物、总氮和电导率中的一项或者多项。

10、优选的，光谱包括荧光光谱、紫外-可见吸收光谱和拉曼光谱中的一项或者多项。

11、优选的，电化学图谱包括循环伏安曲线、电化学阻抗谱中的一项或者多项；

12、优选的，s4中采用jaccard相似度算法、欧几里德距离、余弦相似度、曼哈顿距离、皮尔逊相关系数、核函数算法或者机器学习算法计算目标水样的特征数据逐一与监测点水样的特征数据之间的相似度。

13、优选的，采用泰森多边形法，以管网节点或者出水口作为据点划分汇水范围。

14、本发明还提出了一种基于多源图谱的雨污混接溯源识别系统和存储介质，用于承载上述的基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法，方便上述方法的推广应用。

15、本发明提出的一种基于多源图谱的雨污混接溯源识别系统，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器用于执行所述计算机程序，计算机程序被执行时用于实现所述的基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法。

16、本发明提出的一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时用于实现所述的基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法。

17、本发明的优点在于：

18、(1)本专利通过基于电化学及光谱的分析手段，将上游管网汇水范围内的各家排水户，事先构建特征污水多维光谱数据库，通过对比下游管网处的水污染多维光谱特征，攻克基于电化学及光谱特征污染识别特征分析关键技术，识别排水管网混接、错接、破损问题区域，为城市排水系统提质增效提供技术支撑。

19、(2)本发明通过基于多源光谱及电化学图谱的分析手段，按照排水分区将待测管网汇水范围内的各家排水户按照地理位置、商户类别、特征排水、小区功能等进行分类，事先构建特征污水多维光谱数据库，通过对比下游管网处的水污染多维光谱以及电化学谱图特征，利用电化学扰动对水质中的活性成分进行了分析，为水污染源解析提供了更多信息挖掘隐藏的水质信息，大大增加了水质检测溯源的辨识度，识别排水管网混接、错接、破损问题区域，结合管网拓扑结构实现雨污混接定性识别，为雨污混接整治提供指导方向。

技术特征：

1.一种基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法，其特征在于，类别包括：工业企业、居民小区、餐饮片区和商业片区。

3.如权利要求1所述的基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法，其特征在于，监测点为待测管网中的管网节点或者水域断面。

4.如权利要求1所述的基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法，其特征在于，常规水质包括cod、氨氮、总磷、悬浮物、总氮和电导率中的一项或者多项。

5.如权利要求1所述的基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法，其特征在于，光谱包括荧光光谱、紫外-可见吸收光谱和拉曼光谱中的一项或者多项。

6.如权利要求5所述的基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法，其特征在于，电化学图谱包括循环伏安曲线和/或电化学阻抗谱。

7.如权利要求1所述的基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法，其特征在于，s4中采用jaccard相似度算法、欧几里德距离、余弦相似度、曼哈顿距离、皮尔逊相关系数、核函数算法或者机器学习算法计算目标水样的特征数据逐一与监测点水样的特征数据之间的相似度。

8.如权利要求1所述的基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法，其特征在于，采用泰森多边形法，以管网节点或者出水口作为据点划分汇水范围。

9.一种基于多源图谱的雨污混接溯源识别系统，其特征在于，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器用于执行所述计算机程序，计算机程序被执行时用于实现如权利要求1-8任一项所述的基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法。

10.一种存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时用于实现如权利要求1-8任一项所述的基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法。

技术总结
本发明涉及污水溯源技术领域，尤其是一种基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法、系统和存储介质。本发明提出的一种基于多源图谱的雨污混接溯源识别方法，通过结合常规水质、电化学图谱和光谱对比目标水样和监测点水样，通过水样特征数据的相似度实现溯源。本发明为识别排水管网混接、错接、破损问题区域，城市排水系统提质增效提供技术支撑。

技术研发人员：李梅,梁光华,付明,曹毅
受保护的技术使用者：清华大学合肥公共安全研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21