一种灌区水费征收管理系统及测算方法与流程

1.本发明涉及灌区水费征收管理技术领域，特别涉及一种灌区水费征收管理系统及测算方法。


背景技术：

2.灌区灌溉消耗60％以上的用水量，灌区水资源短缺已经对国家粮食安全构成威胁。如何利用设施节水、农艺节水和管理节水腾出的空间，协同配套推进农业水价形成机制、工程建设和管护机制、精准补贴和节水奖励机制、终端用水管理机制建立，通过经济杠杆提高用户节水意识，为全面提升灌区管理水平，保障大中型灌区工程安全运行和持续发挥效益，服务经济社会发展，是迫切需要解决的难题。
3.现代互联网技术与云服务以及大数据技术的发展，使得灌区在信息化的基础上进一步向智能化方向转变，信息的自动采集、自动分析与动态反馈将逐步成为灌区管理的常态。但目前的信息化灌区管理还未与互联网深入结合，智能化程度还不够高，没有形成合理的农业水价形成机制，灌区用水管理及配水调度水平亟待提高，迫切需要灌区水费征收系统对灌区水资源优化配置提供技术支撑和决策支持。
4.现有技术的不足之处在于，传统灌区水费征收中存在收费面积小实灌面积大，限制供水难，停止做不到，管理转型不彻底，商品水意识差，供水质量低，服务跟不上等问题。并且主要采用人工核算征收，不仅浪费大量的人力物力，同时也无法保证对灌区灌溉工作情况的完全管理与控制，削弱了部门监管的能力。


技术实现要素：

5.本发明的目的克服现有技术存在的不足，为实现以上目的，采用一种灌区水费征收管理系统及测算方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.一种灌区水费征收管理系统，包括：
7.信息采集装置，用于采集灌区闸门和泵站的水量数据；
8.云服务器，用于存储各类水量数据，以及根据预设算法进行分析运算；
9.终端设备，用于管理各类数据，以及发布信息。
10.作为本发明的进一步的方案：所述信息采集装置包括摄像装置、水量计量装置、流速仪、水位计，以及三维移动平台。
11.作为本发明的进一步的方案：所述终端设备包括管理终端和用户终端。
12.作为本发明的进一步的方案：所述云服务器分别与精准补贴和节水奖励模块、闸门管理模块、泵站管理模块，以及用于信息录入的基础信息录入模块相连。
13.作为本发明的进一步的方案：所述基础信息录入模块的录入信息包括灌区农户信息、所有地块信息、灌区干支斗渠信息，以及所有水量测量点信息。
14.一种包括如上任意一项所述的一种灌区水费征收管理系统的测算方法，所述方法具体步骤包括：
15.获取并向系统录入灌区农户信息和灌区地块信息；
16.根据得到的灌区农户信息和灌区地块信息进行信息关联；
17.通过设置水量测量点将灌区渠道分割为若干个量水区间，实时记录每个量水区间的用水量；
18.根据对应的量水区间得到的用水量、预设水费计算公式和农业用水总量控制算法进行用水水费统计和用水量智能管理。
19.作为本发明的进一步的方案：所述信息关联的具体方法为：所述信息关联包括地块所有者关联和地块耕种者关联，其中，一个农户能够关联多个地块。
20.作为本发明的进一步的方案：所述通过设置水量测量点将灌区渠道分割为若干个量水区间，实时记录每个量水区间的用水量的具体步骤包括：
21.利用水量测量点将灌区干、支、斗渠分割为量水区间；
22.若量水区间上端和下端均设置有水量测量点，则区间用水量为uwi＝wf
i上-wf
i下
；
23.若量水区间仅设置有上端有水量测量点，则区间用水量为uw
i用
＝wf
i上
；
24.式中，uwi表示第i个量水区间用水量；wf表示量水点流量，wf
i上
和wf
i下
分别表示第i 个量水区间上游量水点流量和下游量水点流量。
25.作为本发明的进一步的方案：所述根据对应的量水区间得到的用水量、预设水费计算公式和农业用水总量控制算法进行用水水费统计和用水量智能管理具体步骤包括：
26.若地块与多个量水区间关联，获取所述量水区间的地块总面积tia
总
；
27.利用地块的面积和量水区间的数量计算第r个农户在对应量水区间地块的面积，面积计算公式为：sa
irj
＝sa
rj
/n
rj
；
28.对应地块的用水量为：u
wrj用
＝sa
irj
*uw
i用
/tia
i总
；
29.式中，tia
i总
表示第i个量水区间地块总面积，sa
rj
表示第r个农户的第j个地块面积， sa
irj
表示第r个农户在第i个量水区间第j块地的面积，n
rj
表示第r个农户的第j块地块关联的量水区间的数量，u
wrj
用表示第r个农户的第j地块用水量；
30.对应地块的水费计算公式为：cwj＝uw
j用
×wp
×
θ
p
31.式中，cwj为第j地块用水费用；wp为水价；θ
p
为水价系数；
32.第r个农户的水费计算公式为：
[0033][0034]
式中，tcr为第r个农户应缴纳水费总额；c
wsa
为节水奖励总额；c
ps
为精准补贴总额。
[0035]
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：
[0036]
通过采用上述的技术方案，采用流速仪、水位计实时监测农户地块用水量，同时，利用摄像装置监测水尺水位，通过水量侧量点将干、支、斗渠分割为量水区间，通过量水区间将地块、农户关联，将获取的水量数据通过互联网经云服务器与用户终端及管理员终端实现信息交互，实现智能远程管理。通过精准补贴和节水奖励模块，对用户用水进行智能管理，从而提高用户节水意识，为全面提升灌区管理水平提供支撑，达到节约水资源的目的。
附图说明
[0037]
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：
[0038]
图1为本技术公开的一些实施例的灌区水费征收管理系统的结构示意图；
[0039]
图2为本技术公开的一些实施例的灌区水费测算方法的步骤示意图。
[0040]
图中，1、信息采集装置；11、摄像装置；12、水量计量装置；13、流速仪；14、水位计；15、三维移动平台；2、云服务器；21、精准补贴和节水奖励模块；22、基础信息录入模块；23、泵站管理模块；24、闸门管理模块；3、终端设备；31、管理终端；32、用户终端。
具体实施方式
[0041]
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0042]
请参考图1，本发明实施例中，一种灌区水费征收管理系统，包括：
[0043]
信息采集装置1，用于采集灌区闸门和泵站的水量数据；
[0044]
具体实施例中，所述信息采集装置1包括摄像装置11、水量计量装置12、流速仪13、水位计14，以及三维移动平台15。
[0045]
云服务器2，用于存储各类水量数据，以及根据预设算法进行分析运算；
[0046]
具体实施例中，所述云服务器2分别与精准补贴和节水奖励模块21、闸门管理模块 24、泵站管理模块23，以及用于信息录入的基础信息录入模块22相连。
[0047]
所述基础信息录入模块22的录入信息包括灌区农户信息、所有地块信息、灌区干支斗渠信息，以及所有水量测量点信息。
[0048]
终端设备3，用于管理各类数据，以及发布信息。
[0049]
具体实施例中，所述终端设备3包括管理终端31和用户终端32。
[0050]
具体实施方式中，使用的信息采集装置1包括摄像装置11、水量计量装置12、闸门、泵站、流速仪13、水位计14、设置在可以看到水尺的三维移动平台15，所述摄像装置11、流速仪13、水位计14和三维移动平台15通过网络与云服务器2相连，所述云服务器2与管理终端31和/或用户终端32相连，所述云服务器2还分别与精准补贴ps(precise subsidy)和节水奖励wsa(water saving award)模块、闸门管理模块24、泵站管理模块23和基础信息录入模块22相连：
[0051]
所述基础信息录入模块22：录入灌区农户信息，录入所有地块信息，录入灌区干、支、斗渠信息，录入所有水量测量点信息并储存于云服务器2中。
[0052]
所述基础信息录入模块22的运行步骤包括：
[0053]
分别录入灌区农户信息和地块信息，让农户关联地块(该关联包括地块所有者关联和地块耕种者关联二个部分，允许所有者和耕种者不同)，该关联并且支持一个农户可以关联多个地块(subdivision)，地块面积用sa(subdivision area)表示，第r个农户的第 j个地块面积表示为sa
rj
，此处的第r个农户指土地的实际耕种者；
[0054]
如图2所示，一种包括如上所述一种灌区水费征收管理系统的测算方法，所述方法具体步骤包括：
[0055]
s1、获取并向系统录入灌区农户信息和灌区地块信息；
[0056]
s2、根据得到的灌区农户信息和灌区地块信息进行信息关联；
[0057]
所述信息关联的具体方法为：所述信息关联包括地块所有者关联和地块耕种者关联，其中，一个农户能够关联多个地块。
[0058]
s3、通过设置水量测量点将灌区渠道分割为若干个量水区间，实时记录每个量水区间的用水量，具体步骤包括：
[0059]
利用水量测量点将灌区干、支、斗渠分割为量水区间；
[0060]
若量水区间上端和下端均设置有水量测量点，则区间用水量为uwi＝wf
i上-wf
i下
；
[0061]
若量水区间仅设置有上端有水量测量点，则区间用水量为uw
i用
＝wf
i上
；
[0062]
式中，uwi表示第i个量水区间用水量；wf表示量水点流量，wf
i上
和wf
i下
分别表示第i 个量水区间上游量水点流量和下游量水点流量。
[0063]
s4、根据对应的量水区间得到的用水量、预设水费计算公式和农业用水总量控制算法进行用水水费统计和用水量智能管理，具体步骤包括：
[0064]
若地块与多个量水区间关联，获取所述量水区间的地块总面积tia
总
；
[0065]
利用地块的面积和量水区间的数量计算第r个农户在对应量水区间地块的面积，面积计算公式为：sa
irj
＝sa
rj
/n
rj
；
[0066]
对应地块的用水量为：u
wrj用
＝sa
irj
*uw
i用
/tia
i总
；
[0067]
式中，tia
i总
表示第i个量水区间地块总面积，sa
rj
表示第r个农户的第j个地块面积， sa
irj
表示第r个农户在第i个量水区间第j块地的面积，n
rj
表示第r个农户的第j块地块关联的量水区间的数量，u
wrj
用表示第r个农户的第j地块用水量；
[0068]
对应地块的水费计算公式为：cwj＝uw
j用
×wp
×
θ
p
[0069]
式中，cwj为第j地块用水费用；wp为水价；θ
p
为水价系数；
[0070]
第r个农户的水费计算公式为：
[0071][0072]
式中，tcr为第r个农户应缴纳水费总额；c
wsa
为节水奖励总额；c
ps
为精准补贴总额。
[0073]
具体实施例的处理过程为：
[0074]
利用水量测量点将灌区干、支、斗渠分割为量水区间mwr(measure water region)：
[0075]
量水区间上、下端均有水量测量点，该区间用水量为uwi＝wfi上-wfi下；
[0076]
量水区间仅有上端有水量测量点，该区间用水量为uwi用＝wfi上；
[0077]
量水区间与地块关联，并且填写该区间总灌溉面积tia
总
，防止后期数据录入错误：
[0078]
第r个农户第j个地块关联量水区间数为n
rj
(n
rj
≥1)，例如果某个地块关联到2个或2个以上量水区间，该地块面积按除以量水区间数量计算得到第r个农户在第i个量水区间第j块地的面积(sa
irj
)，即sa
irj
＝sa
rj
/n
rj
。
[0079]
第j地块用水量u
wrj用
＝sa
irj
*uw
i用
/tia
i总
；
[0080]
其中，uwi表示第i个量水区间用水量；wf表示量水点流量，wf
i上
和wf
i下
分别表示第i 个量水区间上游量水点流量和下游量水点流量；tia
i总
表示第i个量水区间地块总面积；saj 表示第j个地块面积；sa
irj
表示第r个农户在第i个量水区间第j块地的面积；n
rj
表示第 r个农户第j块第关联的量水区间数量；u
wrj
用表示第r个农户第j地块用水量。
[0081]
地块水费计算公式如下：
[0082]
cwj＝u
wj用
×wp
×
θ
p
；
[0083]
其中，cwj为第j地块用水费用；w
p
为水价；θ
p
为水价系数。
[0084]
第r个农户的水费计算公式如下：
[0085][0086]
其中，tcr为第r个农户应缴纳水费总额；c
wsa
为节水奖励总额；cps为精准补贴总额。
[0087]
还包括与云服务器2相连的水量计量装置12，所述水量计量装置12通过安装在量水点流速仪13、水位计14通过面积法计算出量水点的累积水量，将最终结果发送到云服务器2，最终计算出农户应缴水费。
[0088]
精准补贴和节水奖励模块21，该模块实行农业用水总量控制和定额管理；
[0089][0090]
其中，c
wsa
为节水奖励总额；t
puw
为第r个农户的用水定额；c奖为奖励水费，单位为元/吨；μ为奖励系数；
[0091]
同时，该模块要接入第r个农户的家庭收入信息，根据村委会对该农户收入认定情况，确定具体c
ps
值，本模块提供用户自定义功能，业主可以在没有程序员参与情况下将补贴标准录入系统。
[0092]
本发明的有益效果：
[0093]
本发明采用流速仪13、水位计14实时监测农户地块用水量，摄像装置11通过三维移动平台15监测水尺水位，通过量水点将干、支、斗渠分割为量水区间，通过量水区间将地块、农户关联，将获取的水量数据通过互联网经云服务器2与用户终端32及管理员终端实现信息交互，实现智能远程管理。通过精准补贴ps(precise subsidy)和节水奖励 wsa(water saving award)模块，提高用户节水意识，为全面提升灌区管理水平提供支撑，达到节约水资源的目的。
[0094]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定，均应包含在本发明的保护范围之内。