基于物聯(lián)網(wǎng)的管網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的管網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其中所述前端感知子系統(tǒng)由多個設于管網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)測設備組成，用于采集管網(wǎng)的運行數(shù)據(jù)和周圍環(huán)境參數(shù)，并通過所述數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)傳輸至所述分析應用子系統(tǒng)；所述分析應用子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫及綜合分析平臺、綜合應用及展示平臺組成，所述數(shù)據(jù)庫及綜合分析平臺接受并存儲所述數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)傳輸來的運行數(shù)據(jù)和周圍環(huán)境參數(shù)并輸入值數(shù)據(jù)分析模型，通過所述數(shù)據(jù)分析模型輸出數(shù)據(jù)分析結果，并通過綜合應用及展示平臺對數(shù)據(jù)分析結果和監(jiān)測的數(shù)據(jù)變化趨勢進行展示，并發(fā)布預警信息與設備運行維護管理信息。本發(fā)明保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩⒎€(wěn)定和實時傳輸性，具有組網(wǎng)迅速靈活，建設周期短、成本低等優(yōu)點。
【專利說明】
基于物聯(lián)網(wǎng)的管網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于管網(wǎng)監(jiān)測技術領域，特別是一種基于物聯(lián)網(wǎng)的管網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]市政管網(wǎng)是現(xiàn)代都市的血脈，在人們?nèi)粘Ｉ詈统鞘械陌l(fā)展中占據(jù)著不可替代的地位。隨著我國城市化進程的加快，市政管網(wǎng)規(guī)模隨著城市的發(fā)展不斷擴大。然而，近年來，市政管網(wǎng)安全問題日益突出。市政管線作為城市的生命線，存在(I)管線種類繁多，包括供水、排水、燃氣等管線；(2)管線隱蔽性強，大都埋于地下；(3)安全風險突出，一旦出現(xiàn)問題，直接威脅城市居民生命和財產(chǎn)安全;等特點。而且一些市政管線存在年久失修、超負荷運行、管理維護混亂等現(xiàn)象，造成近年來市政管網(wǎng)安全事故頻發(fā)，帶來了較大的經(jīng)濟損失和較差的社會影響。如何構建一套適用于市政管網(wǎng)的安全監(jiān)管系統(tǒng)，成為當前迫切需要解決的問題。
[0003]要實現(xiàn)管網(wǎng)的安全運行監(jiān)管，首先應實現(xiàn)管網(wǎng)運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息的實時在線獲取，對監(jiān)測到的突發(fā)狀況進行快速處置，同時通過對日常監(jiān)測數(shù)據(jù)的整合分析，分析評估管網(wǎng)健康狀況，及時進行運行維護管理。如前所述，市政管網(wǎng)存在管線種類繁雜、隱蔽性強等特點，加之管網(wǎng)分布廣泛，難于對其進行系統(tǒng)、全面的在線安全監(jiān)管?，F(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術、傳感技術、計算機等技術的發(fā)展為構建市政管網(wǎng)的安全監(jiān)管系統(tǒng)帶來了契機。上述多種技術的集成與融合將為管網(wǎng)安全監(jiān)管系統(tǒng)提供有效的解決方案。
[0004]本專利將構建一套市政管網(wǎng)的安全監(jiān)管系統(tǒng)，通過集成管網(wǎng)前端感知系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、分析應用系統(tǒng)，實時準確獲取管網(wǎng)運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，基于管網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)可對管網(wǎng)運行安全狀況進行分析研判，及時處置突發(fā)狀況，并對管網(wǎng)運行安全風險進行預測預警，有效預防管網(wǎng)安全事故的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的管網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其包括前端感知子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)以及分析應用子系統(tǒng)，
[0006]其中所述前端感知子系統(tǒng)由多個設于管網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)測設備組成，用于采集管網(wǎng)的運行數(shù)據(jù)和周圍環(huán)境參數(shù)，并通過所述數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)傳輸至所述分析應用子系統(tǒng)；
[0007]所述分析應用子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫及綜合分析平臺、綜合應用及展示平臺組成，所述數(shù)據(jù)庫及綜合分析平臺接受并存儲所述數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)傳輸來的運行數(shù)據(jù)和周圍環(huán)境參數(shù)，并將所述運行數(shù)據(jù)和周圍環(huán)境參數(shù)輸入值數(shù)據(jù)分析模型，通過所述數(shù)據(jù)分析模型輸出數(shù)據(jù)分析結果，并通過所述綜合應用及展示平臺對數(shù)據(jù)分析結果和監(jiān)測的數(shù)據(jù)變化趨勢進行展示，并發(fā)布預警信息與設備運行維護管理信息。
[0008]較佳地，所述前端感知子系統(tǒng)包括設于供水管道上的壓力計、流量計、高頻壓力計、腐蝕探針、應變計、位移計。
[0009]較佳地，所述數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)包括與所述壓力計、流量計和高頻壓力計通信連接的無線RTU設備，與所述腐蝕探針、應變計、位移計分連接的數(shù)據(jù)采集儀，與所述數(shù)據(jù)采集儀連接的DTU設備，以及通過GPRS或3G無線通信網(wǎng)絡通信連接的監(jiān)測中心物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關。
[0010]較佳地，所述壓力計、流量計和高頻壓力計輸出信號為4?20mA，采用無線RTU設備對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行采集和傳輸。
[0011]較佳地，所述腐蝕探針、應變計、位移計分別接入對應數(shù)據(jù)采集儀，所述數(shù)據(jù)采集儀通過RS485或RS232通訊接口連接DTU設備。
[0012]較佳地，數(shù)據(jù)庫及綜合分析平臺通過采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫結構，存儲基礎數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、預案信息、事件信息、和備份數(shù)據(jù)，并建立相應的管網(wǎng)模型，進行模擬運算和分析校驗。
[0013]較佳地，所述數(shù)據(jù)分析模型為通過對管網(wǎng)中流量和壓力變化監(jiān)測，判斷診斷管網(wǎng)故障位置與故障種類。
[0014]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0015]本發(fā)明提供的基于物聯(lián)網(wǎng)的管網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)綜合考慮了管網(wǎng)運行參數(shù)和周圍環(huán)境參數(shù)的多種關鍵信息監(jiān)測，通過實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和多源數(shù)據(jù)分析可全面知悉管網(wǎng)運行安全狀況;考慮到市政管網(wǎng)測點分散、分布范圍廣的特點，前端設備供電采用市電、蓄電池、太陽能供電中的一種或多種供電方式，靈活多變，適用性強;根據(jù)前端傳感設備輸出信號類型，模擬量信號采用具備無線數(shù)據(jù)傳輸功能的多通道RTU設備進行數(shù)據(jù)采集和傳輸，數(shù)字信號采用DTU設備進行無線通信，該方式不僅考慮了設備輸出的數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)類型以及現(xiàn)場網(wǎng)絡環(huán)境、設備維護管理和維護的便捷性等因素，而且保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?、穩(wěn)定和實時傳輸性，具有組網(wǎng)迅速靈活，建設周期短、成本低等優(yōu)點；數(shù)據(jù)庫和應用系統(tǒng)采用統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)結構、存儲相關模型、預案信息等內(nèi)容，為數(shù)據(jù)分析和應用、數(shù)據(jù)互通互聯(lián)提供便利，提高分析利用效率。
[0016]當然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本發(fā)明實施例提供的基于物聯(lián)網(wǎng)的管網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0020]本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的管網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其包括前端感知子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)以及分析應用子系統(tǒng)，
[0021]其中所述前端感知子系統(tǒng)由多個設于管網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)測設備組成，用于采集管網(wǎng)的運行數(shù)據(jù)和周圍環(huán)境參數(shù)，并通過所述數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)傳輸至所述分析應用子系統(tǒng)；
[0022]所述分析應用子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫及綜合分析平臺、綜合應用及展示平臺組成，所述數(shù)據(jù)庫及綜合分析平臺接受并存儲所述數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)傳輸來的運行數(shù)據(jù)和周圍環(huán)境參數(shù)，并將所述運行數(shù)據(jù)和周圍環(huán)境參數(shù)輸入值數(shù)據(jù)分析模型，通過所述數(shù)據(jù)分析模型輸出數(shù)據(jù)分析結果，并通過所述綜合應用及展示平臺對數(shù)據(jù)分析結果和監(jiān)測的數(shù)據(jù)變化趨勢進行展示，并發(fā)布預警信息與設備運行維護管理信息。
[0023]本實施例中所述前端感知子系統(tǒng)包括設于供水管道上的壓力計、流量計、高頻壓力計、腐蝕探針、應變計、位移計。
[0024]所述數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)包括與所述所述壓力計、流量計和高頻壓力計通信連接的無線RTU設備，與所述腐蝕探針、應變計、位移計分連接的數(shù)據(jù)采集儀，與所述數(shù)據(jù)采集儀連接的DTU設備，以及通過GPRS或3G無線通信網(wǎng)絡通信連接的監(jiān)測中心物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關。
[0025]所述壓力計、流量計和高頻壓力計輸出信號為4?20mA，采用無線RTU設備對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行采集和傳輸。
[0026]所述腐蝕探針、應變計、位移計分別接入對應數(shù)據(jù)采集儀，所述數(shù)據(jù)采集儀通過RS485或RS232通訊接口連接DTU設備。
[0027]數(shù)據(jù)庫及綜合分析平臺通過采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫結構，主要存儲基礎數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、預案信息、事件信息、和備份數(shù)據(jù)等，并建立相應的管網(wǎng)模型，進行模擬運算和分析校驗。主要存儲基礎數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、預案信息、事件信息、和備份數(shù)據(jù)等，并建立相應的管網(wǎng)模型，進行模擬運算和分析校驗，管網(wǎng)模型是管網(wǎng)運行的數(shù)學模型，通過對管網(wǎng)中流量和壓力變化監(jiān)測，利用這些數(shù)據(jù)建立起數(shù)學模型可以快速有效地對診斷管網(wǎng)故障位置。以供水管網(wǎng)為例，以流體力學理論、水力瞬變流理論為基礎，通過管道中流量和壓力的監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立給水管網(wǎng)系統(tǒng)的基本狀態(tài)方程式和擾動狀態(tài)下水壓和流量狀態(tài)變化的基本關系式，根據(jù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)與建立的模型計算數(shù)據(jù)對比分析校驗，定位泄漏位置和分析漏量大小。綜合應用和展示平臺主要用于系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的管理、設備運維管理、風險預警、信息分布、可視化展不等。
[0028]所述數(shù)據(jù)分析模型為通過對管網(wǎng)中流量和壓力變化監(jiān)測，判斷診斷管網(wǎng)故障位置與故障種類。
[0029]以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的【具體實施方式】。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【主權項】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的管網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括前端感知子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)以及分析應用子系統(tǒng)， 其中所述前端感知子系統(tǒng)由多個設于管網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)測設備組成，用于采集管網(wǎng)的運行數(shù)據(jù)和周圍環(huán)境參數(shù)，并通過所述數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)傳輸至所述分析應用子系統(tǒng)； 所述分析應用子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫及綜合分析平臺、綜合應用及展示平臺組成，所述數(shù)據(jù)庫及綜合分析平臺接受并存儲所述數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)傳輸來的運行數(shù)據(jù)和周圍環(huán)境參數(shù)，并將所述運行數(shù)據(jù)和周圍環(huán)境參數(shù)輸入值數(shù)據(jù)分析模型，通過所述數(shù)據(jù)分析模型輸出數(shù)據(jù)分析結果，并通過所述綜合應用及展示平臺對數(shù)據(jù)分析結果和監(jiān)測的數(shù)據(jù)變化趨勢進行展示，并發(fā)布預警信息與設備運行維護管理信息。2.如權利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的管網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述前端感知子系統(tǒng)包括設于供水管道上的壓力計、流量計、高頻壓力計、腐蝕探針、應變計、位移計。3.如權利要求2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的管網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)包括與所述壓力計、流量計和高頻壓力計通信連接的無線RTU設備，與所述腐蝕探針、應變計、位移計分連接的數(shù)據(jù)采集儀，與所述數(shù)據(jù)采集儀連接的DTU設備，以及通過GPRS或3G無線通信網(wǎng)絡通信連接的監(jiān)測中心物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關。4.如權利要求3所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的管網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力計、流量計和高頻壓力計輸出信號為4?20mA，采用無線RTU設備對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行采集和傳輸。5.如權利要求3所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的管網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述腐蝕探針、應變計、位移計分別接入對應數(shù)據(jù)采集儀，所述數(shù)據(jù)采集儀通過RS485或RS232通訊接口連接DTU設備。6.如權利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的管網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫及綜合分析平臺通過采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫結構，存儲基礎數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、預案信息、事件信息、和備份數(shù)據(jù)，并建立相應的管網(wǎng)模型，進行模擬運算和分析校驗。7.如權利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的管網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析模型為通過對管網(wǎng)中流量和壓力變化監(jiān)測，判斷診斷管網(wǎng)故障位置與故障種類。
【文檔編號】F17D5/02GK106090623SQ201610487860
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】王道亮, 許令順, 付明, 錢益武, 李祥東, 隋文杰, 王偉, 吳征威
【申請人】清華大學合肥公共安全研究院, 合肥澤眾城市智能科技有限公司