一种农村污水智能运维管理系统的制作方法

本发明涉及水环境治理领域，特别是一种农村污水智能运维管理系统。

背景技术：

近年来，随着国家政策的导向和市场的需求，农村污水治理技术蓬勃发展，涌现出许多应用于农村污水处理的技术和设备。但农村污水处理设施建设中存在“重建设、轻管理”的问题，水处理设施建成后的运行维护管理成为许多管理部门与企业待解决的难题。究其原因主要是农村污水处理设施数量多，分布散，当地又缺乏专业技术人员，传统的值守进行运维管理模式不适用，从而导致运行维护成本高、运维困难，最终使得大部分农村地区污水处理设施不能长期有效运行。

目前市场上的智慧水务的产品多针对城镇大型污水处理管理，而针对农村小型污水处理设备的智慧水务系统并不完善，并且由于农村污水处理设备，尤其是小型化的污水处理设备，布置分散，监管零散难以做到有效的监督，当农村污水处理设备出现问题时，不能及时处理发现问题设备及及时进行相应处理。

技术实现要素：

为了克服现在技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种农村污水处理用智能运维管理系统，通过在线远程监控、无人就地值守、远程控制相结合的智慧管控，有效降低运维管理费用，及时处理设备故障。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种农村污水智能运维管理系统，包括相互电连接的污水处理系统、数据采集与监控系统和智能运维管理系统，

所述污水处理系统包括若干污水净化装置和自动控制模块，其用于对污水进行净化处理，

所述数据采集及监控系统包括水质采集模块和动力设备运行数据采集模块；所述水质采集模块用于采集所述污水处理系统处理各个阶段的污水水质状况，所述动力设备运行数据采集模块用于采集污水处理系统中各个污水净化装置运行状况；

所述智能运维管理系统包括gis地理信息模块、数据收发模块、数据分析处理模块、预警报警处理模块和数据存储模块；所述gis地理信息模块用于将纳入运维管理系统的所有污水处理处理装置在地图中生产站点分布图；所述数据收发模块用于收发所述数据采集及监控系统采集到的数据；所述数据分析处理模块用于分析采集到的监测数据是否存在异常；所述预警报警处理模块用于对判断存在异常的设备向运维人员发出警报并通知运维人员进行处理；所述数据存储模块用于存储包括数据采集及监控系统采集的数据信息。

进一步的，所述预警报警处理模块包括预警处理单元、预警处理反馈单元和预警处理评价单元；

所述预警处理单元用于对数据分析处理模块分析存在异常的警报信息进行处理，通知及安排管理及维护人员对异常设备进行排除处理，通知信息包括报警信息、报警登记、报警时间、报警设备所在位置。

所述预警处理反馈单元用于维护人员对警报信息进行处理后及时在系统反馈该异常处理过程和处理结果；

所述预警处理评价单元用于对经过维护人员处理后的警报信息进行分级评价。

进一步的，所述预警处理评价单元包括管理人员评价子单元和系统自动评价子单元，

所述管理人员评价子单元用于上一级管理人员对处理完成的警报进行评价；

所述系统自动评价子单元用于根据警报处理完成后系统整体运行一段时间的表现情况，对评价该警报信息处理效果进行评价。

进一步的，所述预警处理单元包括任务分配子单元、时间监测子单元

所述任务分配子单元用于判断该警报设备直接责任人是否处于空闲待命状态，如为空闲状态则直接分配给该对应直接责任人，如该责任人处理非空闲状态；则综合地理距离和维护人处理该类型警报的评价信息按一定的权重进行选定空闲维护人员进行处理，维护人员接收到任务后后则标记为任务中；

所述时间监测子单元用于根据警报的紧急程度分配处理时间，并对维护人员的维修时间进行监测，当警报处理时间超出处理时间时直接通报上一级管理人员进行关注处理。

进一步的，所述数据分析处理模块包括分析单元、比对单元、处理单元和判断单元；

所述分析单元用于分析所接收到数据的状态，根据不同状态接收到的数据进行分类；

所述比对单元对不同状态下的数据与系统预设的阈值进行比对分析，对于超出阈值范围的数据判断为异常；

所述处理单元根据接收到所述比对单元的异常数据，根据预设处理方案控制对应的自动控制模块进行相应的处理；

所述判断单元用于判断当经过处理单元进行处理后的数据是否趋于正常，如果数据持续异常超出阈值或者经过处理单元处理后数据没有改善时；向所述预警报警处理模块传送相应的异常信息。

进一步的，所述污水净化装置包括格栅池、调节池、生化池和出水池，所述自动控制模块用于控制提升泵、鼓风机、回流泵、排泥本及阀门的启动、停止、运行时间的调整。

进一步的，所述水质采集模块包括溶解氧浓度传感器、温度传感器、ph传感器、液位传感器、流量传感器用于对进出水水质指标进行监测。

进一步的，所述动力设备运行数据采集模块用于对所述水质采集模块和污水处理系统的设备运行状态和能耗数据进行采集监控。

进一步的，所述数据采集及监控系统包括视频监控模块，所述视频监控模包括若干摄像装置用于对污水处理系统进行视频监控。

进一步的，数据分析处理模块还包括水质采集装置异常判断单元，所述水质采集装置异常判断单元根据在不同时间段、不同的工作状态下水质采集装置所采集到的数据变化进行判断该水质采集装置是否为正常状态。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明预警报警处理模块设有预警处理单元、预警处理反馈单元和预警处理评价单元，通过预警处理单元能自动合理分配最合适的维护人员对警报进行处理，并能追踪维护人员是否按时完成故障处理，便于提交给上一级管理人员进行及时处置。预警处理反馈单元能记录异常出来的过程及结果保存为历史档案，方便后续的维护跟踪。预警处理评价单元能对维护人员的维护效果进行综合性的评价，便于促进维护人员的技能增长及跟踪警报的维护效果。

2.本发明数据分析处理模块能对异常数据及时进行判断分析得出故障信息，并将故障信息能及时反馈，分析处理模块还包括水质采集装置异常判断单元可以有效自动排除水质采集装置是否存在异常，防止设备出现异常后不能及时发现进行处理。

3.本发明通过移动互联网技术、gis(地理信息系统)技术，将农村污水处理设备所有管理数据、空间数据进行整合，形成运维管理一张图，可为运维管理提供直观的可视化图像，从而有效提高农村污水处理设备运维管理水平。

4.本发明可实现对污水处理系统全天候的远程、实时在线监控，从而解决农村污水处理设备维护成本高、运维难的问题。

5.本发明能实时反馈污水处理系统的运行情况，并生成日志报告。当污水处理系统运行故障时，能及时预警，定位故障点位和报告故障原因，并推送故障信息给相关运维人员，有效提高污水处理系统的运行安全。

附图说明

图1为本发明农村污水智能运维管理系统的整体结构图；

图2为本发明农村污水智能运维管理系统的数据分析处理模块结构图；

图3为本发明农村污水智能运维管理系统的预警报警处理模块结构图。

具体实施方式

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。

实施案例1

请参见附图1-3一种农村污水智能运维管理系统，包括相互通讯连接的污水处理系统1、数据采集与监控系统2、智能运维管理系统3和终端4。

污水处理系统1包括若干污水净化装置和自动控制模块11，其用于对污水进行净化处理。污水净化装置包括格栅池12、调节池13、生化池14和出水池15，污水从格栅池12流入经过调节池13、生化池14和出水池15最终获得处理后的水源，可以理解污水净化装置还可以包括其他必要的污水处理装置。自动控制模块11用于控制污水净化装置内的动力装置如提升泵、鼓风机、回流泵、排泥本及阀门的启动、停止、运行时间、运行功率的调整。经过污水处理系统1处理后的水可以直接排放或者再次利用。

数据采集及监控系统2包括水质采集模块21、动力设备运行数据采集模块22和视频监控模块23；通过数据采集及监控系统2获得的各项数据通过有线或无线的方式传输给只能运维管理系统。水质采集模块21用于采集所述污水处理系统处理各个阶段的污水水质状况，水质采集模块21包括溶解氧浓度传感器、温度传感器、ph传感器、液位传感器、流量传感器用于对进出水水质指标进行监测。其采集的进出水水质指标包括但不限于水质cod、nh3-n、tn、tp、ss指标。

动力设备运行数据采集模块22用于采集污水处理系统中各个污水净化装置运行状况；包括采集和监控提升泵、鼓风机、回流泵、排泥泵等动力设备的运行状态和能耗数据。

视频监控模23包括若干摄像装置用于对污水处理系统进行视频监控。前端摄像装置实时在线监控厂区环境和设备安全并传输数据给智慧运维管理平台，便于远端运维人员可直观的查看厂区环境及设备运行情况。运维管理人员可对图像进行实时观看、录入、回放、调出及储存等操作，并对图像进行自动识别、存储和设定视频移动自动告警的区域范围。所述在线视频监控单元可进行远程调控。

智能运维管理系统3包括相互通信连接的gis地理信息模块31、数据收发模块32、数据分析处理模块33、预警报警处理模块34、数据存储模块35和显示模块36；

gis地理信息模块31用于将纳入运维管理系统的所有污水处理处理装置在地图中生产站点分布图；实现所有数据一张图显示。运维管理人员可通过显示模块36查看各站点本底信息，以及运行参数信息、预警报警信息等。由于农村地区地理条件复杂，将不同村屯的所有污水处理处理装置在地图中生成站点分布图，在地图上直观呈现。还能通过在地图上显示每个污水处理处理装置的直接运维处理责任人。

数据收发模块32用于收发数据采集及监控系统2采集到的数据；通过数据收发模块32将数据采集与监控系统2采集到的数据传输给智能运维管理系统3，改传输方式可以是有线传输或者是无线传输，或者采用有线及无线结合的方式。

数据分析处理模块33用于分析采集到的监测数据是否存在异常；其包括相互通信连接的水质采集装置异常判断单元331、分析单元332、比对单元333、处理单元334和判断单元335；

水质采集装置异常判断单元331，用于判断水质采集装置是否处于正常工作状态，通过采集各个传感器在不同时间段、不同的工作状态下水质采集装置所采集到的数据变化进行判断该水质采集装置是否为正常状态。如当水质采集装置不同的工作状态下长期处于稳定不波动的状态，则判断该传感器可能存在异常，进行报警通知运维管理人员进行核实处理。

分析单元332用于分析所接收到数据的状态，根据不同状态接收到的数据进行分类，如在将数据分为格栅池12、调节池13、生化池14和出水池15数据，并且分为处理前期、处理中和处理后期的数据，以便于比对单元进行分析比对。

比对单元333对不同状态下的数据与系统预设的阈值进行比对分析，对于超出阈值范围的数据判断为异常；系统预设有不同时期不同状态下的各项预警数据。如经过生化池处理后的水质其cod、nh3-n、tn、tp、ss等数据都达不到谁排放的标准。

处理单元334根据接收到所述比对单元的异常数据，根据预设处理方案控制对应的自动控制模块进行相应的处理；当数据异常时，首先发出指令给现场的自动控制系统通过调节各动力设备的运行时间解决异常，并发出预警在地图上显示。

判断单元335用于判断当经过处理单元334进行处理后的数据是否趋于正常，如果数据持续异常超出阈值或者经过处理单元处理后数据没有改善时；向所述预警报警处理模块传送相应的异常信息。在地图上显示告警，并推送消息给至管理和运维终端。

预警报警处理模块34用于对判断存在异常的设备向运维人员发出警报并通知运维人员进行处理；预警报警处理模块34包括预警处理单元341、预警处理反馈单元342和预警处理评价单元343.

预警处理单元341用于对数据分析处理模块分析存在异常的警报信息进行处理，通知及安排管理及维护人员对异常设备进行排除处理，通知信息包括报警信息、报警登记、报警时间、报警设备所在位置，可以以地图形式显示。通知方式包括短消息和在终端上显示相关警报信息。预警处理单元341包括任务分配子单元3411和时间监测子单元3412；任务分配子单元3411用于判断该警报设备直接责任人是否处于空闲待命状态，如为空闲状态则直接分配给该对应直接责任人，如该责任人处理非空闲状态；则综合地理距离和维护人处理该类型警报的评价信息按一定的权重进行选定空闲维护人员进行处理，维护人员接收到任务后后则标记为任务中；地理距离是指异常设备距离运维人员的距离。

时间监测子单元3412用于根据警报的紧急程度分配处理时间，并对维护人员的维修时间进行监测，当警报处理时间超出处理时间时直接通报上一级管理人员进行关注处理，让上一级管理人员了解警报的处理进度，以便于进行调控处理。可以理解警报的紧急程度可以分为一般、紧急、危重等，将不同的警报预设为不同的紧急程度。

预警处理反馈单元342用于维护人员对警报信息进行处理后及时在系统反馈该异常处理过程和处理结果；运维人员或者维护人员在系统上详细填写异常产生的原因、处理的详细过程，以便于档案记录，便于后期的追溯。

预警处理评价单元343用于对经过维护人员处理后的警报信息进行分级评价。预警处理评价单元343包括管理人员评价子单元3431和系统自动评价子单元3432。管理人员评价子单元3431用于上一级管理人员对处理完成的警报进行评价；管理人员通过对预警处理反馈单元342上记录的信息及结合最后的处理结果对该警报进行评分，该警报会自动分类。系统自动评价子单元3432用于根据警报处理完成后系统整体运行一段时间的表现情况，对评价该警报信息处理效果进行评价。通过预警处理评价单元343可以考察到对应的运维人员处理不同警报的效率及评分。

数据存储模块35用于存储包括数据采集及监控系统采集的数据信息和相关的维护信息。数据存储模块35用于存储数据信息，同时生成污水处理系统日志报表，供运维人员查询或打印成文档报告。

终端4包括管理终端41和运维终端42。管理终端41可以服务器、电脑等；运维终端42用于运维处理人员查询和接受、转发需要处理的工单，并反馈工单处理结果。运维终端42可以为手持通讯装置，如手机，运维终端42供维修维护人员操作。所述终端根据使用者的不同，设置不同的查看权限，用户可使用人脸识别、账号+密码等方式登录。

本发明的各个部件实施例可以以硬件、固件、软件或者他们的组合实现，在上述的实施方式中，一个或者多个步骤的实施可以通过在存储器中的流程指令或者信号指令来实现，即在微型处理器或者信号处理器上通过编码实现本发明中主控结构面关键力学参数快速识别方法及装置的方法和模块的作用，

确切地说，在实施例使用中，除了少数模块和方法使用之间相互排斥之外，可以采用本说明书中公开的所有特征以及如此公开具有如此特的任何方法或者装置的部分或者全部进行单列或者组合。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。