排水井冒溢预警的方法、装置、存储介质和电子设备

本发明涉及污水管网，尤其涉及一种排水井冒溢预警的方法、装置、存储介质和电子设备。

背景技术：

1、随着城市发展，我国排水管网规模日渐增大，与此同时，排水管网老化、设计不合理、运行不当、结构性及功能性缺陷等问题也日益突出，导致排水能力不足。一旦遭遇强降雨等恶劣天气，排水井就有发生冒溢的风险，排水井冒溢易引发积水甚至内涝，污水冒溢还会造成环境污染，严重影响居民生活及工业企业生产。

2、随着信息化技术的飞速发展，在物联网技术基础上建立起了城市污水系统监测平台，主要采用的方法有两种，固定阈值报警和排水模型预警，固定阈值报警是基于井盖线设置的冒溢报警值，排水模型预警是通过排水管网数值模拟进行计算。固定阈值报警方法只能做到事后报警，无法做到事前预警，而排水模型虽可以做到预警，但受制于管网基础资料的完整与精准，预警准确度差。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提出一种排水井冒溢预警的方法、装置、存储介质和电子设备，该排水井冒溢预警的方法不但可以事先预警冒溢事件，而且可以动态修正阈值，突破固定阈值报警的局限性，克服季节用水量、降雨频率及雨污混接程度等因素的影响，并且该方法是从统计学角度基于历史数据进行计算，不受管网基础数据的制约。

2、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出一种排水井冒溢预警的方法，所述方法包括：获取历史数据，其中，所述历史数据包括多场次历史降雨事件中的降雨强度数据和排水井最高液位值数据；采用数据自检方法从所述历史数据中筛选出待拟合数据；对所述待拟合数据进行拟合得到降雨强度和排水井最高液位值之间的第一映射关系；获取排水井的最高允许液位值，并根据所述第一映射关系和所述最高允许液位值计算得到降雨强度阈值；获取降雨强度预测数据，并在所述降雨强度预测数据大于所述降雨强度阈值时，发出冒溢预警信息。

3、另外，根据本发明上述实施例提出的排水井冒溢预警的方法还可以具有如下附加的技术特征：

4、根据本发明的一个实施例，在从所述历史数据中筛选出所述待拟合数据之前，还对所述历史数据去毛刺处理，包括：计算所述历史数据中降雨强度的第一平均值和第一标准差、排水井最高液位值的第二平均值和第二标准差；根据第一预设精度、所述第一平均值和所述第一标准差对所述降雨强度数据去毛刺处理，并根据第二预设精度、所述第二平均值和所述第二标准差对所述排水井最高液位值数据去毛刺处理。

5、根据本发明的一个实施例，所述采用数据自检方法从所述历史数据中筛选出待拟合数据，包括：从所述历史数据中选取最近n组数据为检验数据，记与所述检验数据相邻的m组数据为预设拟合数据，其中，m、n均为正整数，且m大于n；对所述预设拟合数据进行拟合得到降雨强度和排水井最高液位值之间的第二映射关系；根据所述第二映射关系和所述检验数据中的降雨强度对排水井最高液位值进行预测，得到最高液位预测值；计算所述最高液位预测值与所述检验数据中的最高液位实际值之间的差值，并根据n次差值得到平均偏差值；向前选取m组数据叠加至所述预设拟合数据，转至拟合得到所述第二映射关系的步骤，直至遍历所有所述历史数据；确定所述平均偏差值中最小值对应的预设拟合数据及所述检验数据为待拟合数据。

6、根据本发明的一个实施例，所述对所述待拟合数据进行拟合得到降雨强度和排水井最高液位值之间的第一映射关系，包括：计算所述待拟合数据的降雨强度均值和排水井最高液位值均值；根据所述降雨强度均值和所述排水井最高液位值均值计算得到第一拟合系数；根据所述降雨强度均值、所述排水井最高液位值均值和所述第一拟合系数计算得到第二拟合系数；根据所述第一拟合系数和所述第二拟合系数构建所述第一映射关系。

7、根据本发明的一个实施例，通过下式计算得到所述第一映射关系：

8、

9、其中，y为所述降雨强度，w为所述排水井最高液位值，为所述第一拟合系数，为所述第二拟合系数。

10、根据本发明的一个实施例，在所述对所述待拟合数据进行拟合得到降雨强度和排水井最高液位值之间的第一映射关系之前，所述方法还包括：计算所述待拟合数据中降雨强度和排水井最高液位值的相关系数；判断所述相关系数是否满足预设条件；若所述相关系数不满足所述预设条件，则确定所述待拟合数据中的离群数据，并剔除离群数据以更新所述待拟合数据，转至计算所述相关系数的步骤，直至所述相关系数满足所述预设条件。

11、根据本发明的一个实施例，所述降雨强度预测数据包括气象部门未来预设时间的降雨预测数据。

12、本发明实施例的排水井冒溢预警的方法，首先获取历史数据，再对历史数据中的降雨强度数据和排水井最高液位值数据去毛刺处理，根据拟合算法，确定最佳预测的预设拟合数据和检验数据为待拟合数据，确定降雨强度和排水井最高液位值之间的关系式时，还计算相关系数，判断相关系数是否符合预设条件，在相关系数不符合预设条件时，去除离群数据，直至相关系数符合预设条件，确定降雨强度和排水井最高液位值之间的关系式成立，将排水井最高允许液位值代入到关系式中得到降雨强度阈值，并获取降雨强度预测数据，在降雨强度预测数据大于降雨强度阈值时，发出冒溢预警信息。该排水井冒溢预警的方法不但可以事先预警冒溢事件，而且可以动态修正阈值，突破固定阈值报警的局限性，克服季节用水量、降雨频率及雨污混接程度等因素的影响，并且该方法是从统计学角度基于历史数据进行计算，不受管网基础数据的制约。

13、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种排水井冒溢预警的装置，所述装置包括：获取模块，用于获取历史数据，其中，所述历史数据包括多场次降雨事件中的降雨强度数据和排水井最高液位值数据；筛选模块，用于采用数据自检方法从所述历史数据中筛选出待拟合数据；拟合模块，用于对所述待拟合数据进行拟合得到降雨强度和排水井最高液位值之间的第一映射关系；计算模块，用于获取排水井的最高允许液位值，并根据所述第一映射关系和所述最高允许液位值计算得到降雨强度阈值；预警模块，用于获取降雨强度预测数据，并在所述降雨强度预测数据大于所述降雨强度阈值时，发出冒溢预警信息。

14、为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述的排水井冒溢预警的方法。

15、为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上述的排水井冒溢预警的方法。

16、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种排水井冒溢预警的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的排水井冒溢预警的方法，其特征在于，在从所述历史数据中筛选出所述待拟合数据之前，还对所述历史数据去毛刺处理，包括：

3.根据权利要求1所述的排水井冒溢预警的方法，其特征在于，所述采用数据自检方法从所述历史数据中筛选出待拟合数据，包括：

4.根据权利要求1所述的排水井冒溢预警的方法，其特征在于，所述对所述待拟合数据进行拟合得到降雨强度和排水井最高液位值之间的第一映射关系，包括：

5.根据权利要求4所述的排水井冒溢预警的方法，其特征在于，通过下式计算得到所述第一映射关系：

6.根据权利要求4所述的排水井冒溢预警的方法，其特征在于，在所述对所述待拟合数据进行拟合得到降雨强度和排水井最高液位值之间的第一映射关系之前，所述方法还包括：

7.根据权利要求1所述的排水井冒溢预警的方法，其特征在于，所述降雨强度预测数据包括气象部门未来预设时间的降雨预测数据。

8.一种排水井冒溢预警的装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的排水井冒溢预警的方法。

10.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的排水井冒溢预警的方法。

技术总结
本发明公开了一种排水井冒溢预警的方法、装置、存储介质和电子设备，排水井冒溢预警的方法包括：获取历史数据；采用数据自检方法从历史数据中筛选出符合条件的待拟合数据；对待拟合数据进行拟合得到降雨强度和排水井最高液位值之间的第一映射关系；获取排水井的最高允许液位值，并根据第一映射关系和最高允许液位值计算得到降雨强度阈值；获取降雨强度预测数据，并在降雨强度预测数据大于降雨强度阈值时，发出冒溢预警信息。该排水井冒溢预警方法可事先预警冒溢事件，还可动态修正阈值，突破固定阈值报警的局限性，克服季节用水量、降雨频率及雨污混接程度等因素的影响，并且该方法是从统计学角度基于历史数据进行计算，不受管网基础数据的制约。

技术研发人员：桂丽娟,付明,李旋,汪正兴,万力,王丽娟,李舒,姚康
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：2024/1/15