一种基于人工智能的地表水液位监控系统及方法

本发明涉及液位监测系统，具体为一种基于人工智能的地表水液位监控系统及方法。

背景技术：

1、地表水，是指陆地表面上动态水和静态水的总称，亦称“陆地水”，包括各种液态的和固态的水体，主要有河流、湖泊、沼泽、冰川、冰盖等 ，它是人类生活用水的重要来源之一，也是各国水资源的主要组成部分。

2、近年来，随着人口的增加以及工业的不断发展，生活以及工业用水量逐渐增加，为了保证最基本的水源保有量以及农业的正常发展，所以通过地表水液位监控系统对地表水的液位进行监控，然后将监测数据采用纸质记录的方式进行记录，最后通过反馈至监控中心，但是现有的监控系统只能对地表水的液位进行监控，无法对地表水的水质进行同步监测，并且也无法对未来几个月内的地表水液位进行预测，功能比较单一，因此，本领域技术人员提出了一种基于人工智能的地表水液位监控系统及方法，用来解决上述所存在的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于人工智能的地表水液位监控系统及方法，解决了现有监控系统只能对区域内地表水的液位信息进行监测的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于人工智能的地表水液位监控系统，包括各个区域进行实时监测的托管站一、托管站二、托管站n、接收各个托管站实时监测信息的监测总站、负责信息传输通信的通信模块、液位监测模块和水质监测模块，所述液位监测模块和水质监测模块的发送端与数据整理模块的接收端相连接，所述数据整理模块的发送端与数据分析模块的接收端相连接，所述数据分析模块的发送端与结果生成模块的接收端相连接，所述结果生成模块的发送端与信息传输模块的接收端相连接，所述信息传输模块的发送端与对应的托管站的接收端相连接；

3、所述液位监测模块和水质检测模块分别用于实时采集地表水的液位信息数据和水质信息数据，并将采集到的信息数据传输给数据整理模块，所述数据整理模块用于接收液位监测模块和水质检测模块所传输过来的信息数据，并对其信息数据按照液位、水质以及采集时间进行整体分类后传送给数据分析模块，所述数据分析模块用于接收数据整理模块所传输过来的信息数据，并以其接收到的信息数据为基础数据进行数据分析，生成的分析结果数据传输给结果生成模块，所述结果生成模块用于接收数据分析模块所传输过来的分析结果数据，并生成相应的液位、水质以及后期水位预测的结果报告，同时将生成的结果报告传输给信息传输模块，所述信息传输模块用于接收结果生成模块所传输过来的结果报告并将其传输给对应的托管站。

4、优选的，所述数据分析模块的另一接收端与天气数据植入模块的发送端相连接，所述数据分析模块的另一发送端与预警警示模块的接收端相连接，所述预警警示模块的发送端与信息传输模块的另一接收相连接；

5、所述天气数据植入模块用于获取该区域的周天气数据和月天气数据，并将其传输给数据分析模块作为基础信息数据，所述预警警示模块用于在数据分析模块产生的分析数据结果超过设定的阈值后进行报警警示，并将报警警示信息通过信息传输模块传输给该区域的托管站。

6、优选的，所述液位监测模块和水质监测模块的接收端与频次设置模块的发送端相连接，所述信息传输模块的另一发送端与数据备份模块的接收端相连接；

7、所述频次设置模块用于对液位监测模块和水质监测模块的采集监测频次、频率进行设置调节，所述数据备份模块用于对信息传输模块所传输的信息数据进行实时数据备份。

8、优选的，所述监测总站的接收端与通信模块的发送端相连接，所述通信模块的接收端分别与各个区域的托管站一、托管站二和托管站n的发送端相连接；

9、所述监测总站用于接收各个区域托管站所传输过来的监测数据信息，并进行相应的水量调节与调动，所述通信模块用于将各个区域的托管站实时采集监测的信息数据进行接收并传输给监测总站，所述托管站一、托管站二以及托管站n分别用于各个区域的地表水液位以及水质数据信息的实时采集监测，并将其监测数据以及数据分析报告通过通信模块传输给监测总站。

10、优选的，所述液位监测模块由液位信息采集单元和液位变化分析单元组成，所述液位信息采集单元用于采集该区域地表水的液位信息，所述液位变化分析单元用于根据液位信息采集单元所采集的液位信息对该区域地表水的液位变化进行分析。

11、优选的，所述水质监测模块由水温信息采集单元、ph值信息采集单元、浊度信息采集单元和氨氮含量采集单元组成，所述水温信息采集单元用于采集该区域地表水的水温信息数据，所述ph值信息采集单元用于采集该区域地表水的ph值数据信息，所述浊度信息采集单元用于采集该区域地表水的浊度信息数据，所述氨氮含量采集单元用于采集该区域地表水中氨氮含量的数据信息。

12、优选的，所述天气数据植入模块由周天气数据获取单元和月天气数据获取单元组成，所述周天气数据获取单元用于获取该区域内的未来一周内的天气信息数据，所述月天气数据获取单元用于获取该区域内的未来一个月之内的天气信息数据，并将获取到的天气信息数据传输给数据分析模块作为基础分析数据。

13、优选的，所述结果生成模块由液位新整理单元、水质信息整理单元和水位幅度预测单元组成，所述液位新整理单元用于将所接收的地表水液位信息数据进行分类整理，所述水质信息整理单元用于将所接收到的地表水水质信息进行分析整理，所述水位幅度预测单元用于以接收到的信息数据为基础，分析预测该区域地表水的水位幅度变化信息。

14、优选的，所述预警警示模块由液位高低峰值预警单元和污染等级预警单元组成，所述液位高低峰值预警单元用于在采集的地表水液位数据低于或者高于所设定的高低峰阈值时进行预警警示，所述污染等级预警单元用于在采集的地表水水质数据高于所设定的污染等级时进行预警警示。

15、优选的，一种基于人工智能的地表水液位监控系统的监控方法，包括以下监控步骤：

16、s1：液位监测模块和水质检测模块分别实时采集该区域地表水的液位信息数据和地表水的水质信息数据，并将采集的信息数据传输给数据整理模块进行整理轴传输给数据分析模块；

17、s2：数据分析模块接收数据整理模块所传输过来的数据信息，并接收天气数据植入模块所传输过来的天气信息数据，数据分析模块结合液位数据、水质数据以及天气信息数据，对该区域地表水的液位、水质以及未来水位变动信息进行分析预测，并分析预测信息数据传输给结果生成模块，结果生成模块生成的分析报告传输给信息传输模块；

18、s3：在数据分析模块进行分析过程中，当分析数据超过所设定阈值时，将信息数据传输给预警警示模块，预警警示模块生成相应的预警警示信息传输给信息传输模块；

19、s4：信息传输模块在接收到结果生成模块的分析报告或者预警警示模块的警示信息之后，通过数据备份模块进行实时备份的同时传输给该区域的脱管站；

20、s5：各个区域的托管站在接收到信息数据之后通过通信模块将其信息传输给监测总站，监测总站在接收到各个区域的监测信息数据之后，对其进行分析后即可进行后续的水源控制和水源调度工作。

21、本发明提供了一种基于人工智能的地表水液位监控系统及方法。具备以下有益效果：

22、1、本发明通过对区域内地表水的液位信息以及水质信息进行实时监测，然后将采集监测的地表水信息数据进行数据分析后生成分析结果，之后将分析结果通过信息传输模块传输给该区域的托管站，托管站然后将监测数据和分析结果通过通信模块传输给监测总站，从而实现监测总站对各个区域地表水液位以及水质信息的连续监测和远程监控，及时掌握主要流域重点断面水体的液位水质状况，同时还可以预警预报重大或流域性水质污染事故，解决跨行政区域的水污染事故纠纷，监督地表水总量控制制度落实情况。

23、2、本发明在采集的地表水液位以及水质信息进行数据分析的同时，通过天气数据植入模块植入该区域内未来一周和一个月的天气信息情况，数据分析模块结合现有采集数据和天气信息数据方便对该区域未来时间段的地表水液位信息进行预测，便于为监测总站后续的水源调度提供决策支持，保证该区域的用水以及用水安全。

24、3、本发明无须专人值守、车马劳顿，即可在监测总站通过有线或无线数字通讯远程获取各个区域实时、准确地监测数据，并对其进行汇总，生成实时水情数据库，同时自动完成报文生成和整编数据生成等业务处理，自动完成系统信息的管理和系统运行的管理，功能多样，便于使用者的使用。