水体逆流识别方法及装置、电子设备和存储介质与流程

本公开涉及数据处理领域，尤其涉及一种水体逆流识别方法及装置、电子设备和存储介质。

背景技术：

1、随着水质监测技术的发展，原位水质在线监测技术已经成为水质监测的重要手段与方法，对于各种场景下水质状况的调查以及运行管理十分重要。

2、然而，由于监测环境恶劣以及水流流态的复杂性，常用的流量计不能完全覆盖所有检测点的流速测量。在实际监测过程中，所获数据可能无效，导致无法准确测量出水体逆流，以致无法对水体污染事件采取适当的应对措施。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开提出了一种水体逆流识别方案。

2、根据本公开的一方面，提供了一种水体逆流识别方法，包括：实时获取上游监测点的水质数据，并按照时序排列构成第一序列，从所述第一序列中筛选出第一水质异常序列，确定至少一个第一峰值时刻；实时获取下游监测点的水质数据，并按照时序排列构成第二序列，从所述第二序列中筛选出第二水质异常序列，确定至少一个第二峰值时刻；确定各所述第一峰值时刻，与各所述第二峰值时刻的第一差值；在至少一个所述第一差值大于零的情况下，确定所述第一水质异常序列与所述第二水质异常序列的相似度；根据所述相似度是否满足预设条件，确定是否发出水体逆流告警。

3、在一种可能的实现方式中，所述确定至少一个第一峰值时刻，包括：在所述第一水质异常序列中，确定至少一个第一峰值，所述第一峰值为所述第一水质异常序列的极值点；将所述第一峰值对应的时刻，确定为第一峰值时刻；所述确定至少一个第二峰值时刻，包括：在所述第二水质异常序列中，确定至少一个第二峰值，所述第二峰值为所述第二序列的极值点；将所述第二峰值对应的时刻，确定为第二峰值时刻。

4、在一种可能的实现方式中，所述确定所述第一水质异常序列与所述第二水质异常序列的相似度，包括：

5、根据所述第一水质异常序列、所述第二水质异常序列，确定第一矩阵，其中，第一矩阵中的元素xi,j，表征第一序列中的第i个水质数据与第二序列中的第j个水质数据之间的最小累积距离；在所述第一矩阵中，确定从起始元素x1,1到终止元素xs,t途经的元素之和最小的第一路径；所述起始元素、所述终止元素分别为所述第一矩阵中对角线端点的元素，s≥i，t≥j，i,j,s,t为正整数；对所述第一路径上的元素求和，将求和结果确定为表征所述相似度的第一指标，所述第一指标与所述相似度呈反比。

6、在一种可能的实现方式中，所述预设条件包括所述第一指标小于目标指标，所述根据所述相似度是否满足预设条件，确定是否发出水体逆流告警，包括：在所述第一指标小于所述目标指标的情况下，发出水体逆流告警；在所述第一指标不小于所述目标指标的情况下，发出持续监测提示。

7、在一种可能的实现方式中，所述确定所述第一序列与所述第二序列的相似度，包括：在所述第一序列与所述第二序列中水质数据的数量相等的情况下，确定所述第一序列与所述第二序列的余弦相似度；将所述余弦相似度，确定为所述相似度。

8、在一种可能的实现方式中，所述预设条件包括相似度大于目标相似度，所述根据所述相似度是否满足预设条件，确定是否发出水体逆流告警，包括：在所述相似度大于所述目标相似度的情况下，发出水体逆流告警；在所述相似度不大于所述目标相似度的情况下，发出持续监测提示。

9、在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在上游监测点位的污染结束时刻早于当前时刻的情况下，将上游监测点位的污染开始时刻至污染结束时刻确定为第一时间窗口；在上游监测点位的污染结束时刻晚于当前时刻的情况下，将上游监测点位的污染开始时刻至所述当前时刻确定为所述第一时间窗口；在所述第一时间窗口内，选取所述第一水质异常序列；在下游监测点位的污染结束时刻早于当前时刻的情况下，将下游监测点位的污染开始时刻至污染结束时刻确定为第二时间窗口；在下游监测点位的污染结束时刻晚于当前时刻的情况下，将下游监测点位的污染开始时刻至所述当前时刻确定为所述第二时间窗口；在所述第二时间窗口内，选取所述第二水质异常序列。

10、在一种可能的实现方式中，所述预设条件包括：预先为逆流预测模型设置的第一相似度阈值范围，所述根据所述相似度是否满足预设条件，确定是否发出水体逆流告警，包括：所述逆流预测模型获取所述第一水质异常序列、所述第二水质异常序列； 在所述相似度落入所述第一相似度阈值范围的情况下，所述逆流预测模型发出水体逆流告警；在所述相似度未落入所述第一相似度阈值范围的情况下，所述逆流预测模型发出持续监测提示；所述逆流预测模型的训练过程，包括：获取所述第一水质异常序列、所述第二水质异常序列；确定所述第一水质异常序列样本与所述第二水质异常序列样本的相似度估计值；根据所述相似度估计值是否落入预设的第二相似度阈值范围，确定逆流判断结果；在所述逆流判断结果与实测值不同的情况下，调整所述第二相似度阈值范围。

11、根据本公开的另一方面，提供了一种水体逆流识别装置，包括：

12、第一峰值时刻确定单元，用于实时获取上游监测点的水质数据，并按照时序排列构成第一序列，从所述第一序列中筛选出第一水质异常序列，确定至少一个第一峰值时刻；

13、第二峰值时刻确定单元，用于实时获取下游监测点的水质数据，并按照时序排列构成第二序列，从所述第二序列中筛选出第二水质异常序列，确定至少一个第二峰值时刻；

14、第一差值确定单元，用于确定各所述第一峰值时刻，与各所述第二峰值时刻的第一差值；

15、相似度确定单元，用于在至少一个所述第一差值大于零的情况下，确定所述第一水质异常序列与所述第二水质异常序列的相似度；

16、水体逆流告警单元，用于根据所述相似度是否满足预设条件，确定是否发出水体逆流告警。

17、在一种可能的实现方式中，所述第一峰值时刻确定单元，包括：

18、第一峰值确定单元，用于在所述第一水质异常序列中，确定至少一个第一峰值，所述第一峰值为所述第一水质异常序列的极值点；

19、第一峰值时刻确定子单元，用于将所述第一峰值对应的时刻，确定为第一峰值时刻；

20、所述第二峰值确定单元，包括：

21、第二峰值确定单元，用于在所述第二水质异常序列中，确定至少一个第二峰值，所述第二峰值为所述第二序列的极值点；

22、第二峰值时刻确定子单元，用于将所述第二峰值对应的时刻，确定为第二峰值时刻。

23、在一种可能的实现方式中，所述相似度确定单元，包括：

24、第一矩阵确定单元，用于根据所述第一水质异常序列、所述第二水质异常序列，确定第一矩阵，其中，第一矩阵中的元素xi,j，表征第一序列中的第i个水质数据与第二序列中的第j个水质数据之间的最小累积距离；

25、第一路径确定单元，用于在所述第一矩阵中，确定从起始元素x1,1到终止元素xs,t途经的元素之和最小的第一路径；所述起始元素、所述终止元素分别为所述第一矩阵中对角线端点的元素，s≥i，t≥j，i,j,s,t为正整数；

26、第一指标确定单元，用于对所述第一路径上的元素求和，将求和结果确定为表征所述相似度的第一指标，所述第一指标与所述相似度呈反比。

27、在一种可能的实现方式中，所述预设条件包括所述第一指标小于目标指标，所述水体逆流告警单元，包括：

28、水体逆流警告子单元a，用于在所述第一指标小于所述目标指标的情况下，发出水体逆流告警；

29、监测提示单元a，用于在所述第一指标不小于所述目标指标的情况下，发出持续监测提示。

30、在一种可能的实现方式中，所述相似度确定单元，包括：

31、余弦相似度确定单元，用于在所述第一序列与所述第二序列中水质数据的数量相等的情况下，确定所述第一序列与所述第二序列的余弦相似度；

32、相似度确定子单元，用于将所述余弦相似度，确定为所述相似度。

33、在一种可能的实现方式中，所述预设条件包括相似度大于目标相似度，所述水体逆流警告单元，包括：

34、水体逆流警告子单元b，用于在所述相似度大于所述目标相似度的情况下，发出水体逆流告警；

35、监测提示单元b，用于在所述相似度不大于所述目标相似度的情况下，发出持续监测提示。

36、在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

37、第一时间窗口确定单元a，用于在上游监测点位的污染结束时刻早于当前时刻的情况下，将上游监测点位的污染开始时刻至污染结束时刻确定为第一时间窗口；

38、第一时间窗口确定单元b，用于在上游监测点位的污染结束时刻晚于当前时刻的情况下，将上游监测点位的污染开始时刻至所述当前时刻确定为所述第一时间窗口；

39、第一水质异常序列确定单元，用于在所述第一时间窗口内，选取所述第一水质异常序列；

40、第二时间窗口确定单元a，用于在下游监测点位的污染结束时刻早于当前时刻的情况下，将下游监测点位的污染开始时刻至污染结束时刻确定为第二时间窗口；

41、第二时间窗口确定单元b，用于在下游监测点位的污染结束时刻晚于当前时刻的情况下，将下游监测点位的污染开始时刻至所述当前时刻确定为所述第二时间窗口；

42、第二水质异常序列确定单元，用于在所述第二时间窗口内，选取所述第二水质异常序列。

43、在一种可能的实现方式中，所述预设条件包括：预先为逆流预测模型设置的第一相似度阈值范围，所述水体逆流告警单元，包括：

44、水质异常序列获取单元，用于所述逆流预测模型获取所述第一水质异常序列、所述第二水质异常序列；

45、水体逆流告警子单元c，用于在所述相似度落入所述第一相似度阈值范围的情况下，所述逆流预测模型发出水体逆流告警；

46、监测提示单元c，用于在所述相似度未落入所述第一相似度阈值范围的情况下，所述逆流预测模型发出持续监测提示；

47、所述逆流预测模型的训练过程，包括：

48、获取所述第一水质异常序列、所述第二水质异常序列；

49、确定所述第一水质异常序列样本与所述第二水质异常序列样本的相似度估计值；

50、根据所述相似度估计值是否落入预设的第二相似度阈值范围，确定逆流判断结果；

51、在所述逆流判断结果与实测值不同的情况下，调整所述第二相似度阈值范围。

52、根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为在执行所述存储器存储的指令时，实现上述方法。

53、根据本公开的另一方面，提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。

54、根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可读代码在电子设备的处理器中运行时，所述电子设备中的处理器执行上述方法。

55、在本公开实施例中，不用依赖测量水体流速，来判断是否发生水体逆流。而是，在上游监测点的水质数据按照时序排列构成的第一序列中，确定至少一个第一峰值时刻；在下游监测点的水质数据按照时序排列构成的第二水质异常序列中，确定至少一个第二峰值时刻；确定各所述第一峰值时刻，与各所述第二峰值时刻的第一差值；在至少一个所述第一差值大于零的情况下，确定所述第一序列与所述第二水质异常序列的相似度；根据所述相似度是否满足预设条件，确定是否发出水体逆流告警。因此，使用本方法测量水体逆流，不受水环境、水流流态的限制。在不同水环境下可以及时发现水体逆流并告警，降低了水污染扩散的概率。

56、根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。