CN111028487A - 一种水处理监测方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明披露一种水处理监测方法及***，包括以下步骤：在水处理工艺不同节点设置监测点，在每个监测点设置时间窗口，设置时间窗口长度、告警阈值和监听频率；计算各个时间窗口的相对位置；分别监听各个监测点的监测数据；移动各个监测点时间窗口位置；计算各个监测点时间窗口的告警状态；将各个监测点时间窗口的告警状态汇总，对汇总数据进行分析，判断是否满足告警逻辑；若是，产生告警；若否，则抑制告警，并跳转到步骤S130，按照步骤S130‑步骤S160的所述方法继续执行。本发明解决水处理场景下准确生成符合其工艺流程的告警并有效抑制异常数据带来的告警误报的问题。

Description

一种水处理监测方法及***
技术领域
本发明涉及环境监测领域，尤其涉及一种水处理监测方法及***。
背景技术
在农村生活污水检测***中，一套污水处理设施下会有若干个测点，各个测点分别分散在处理设施的各个工艺流程节点上，反映各个工艺流程节点的状态或设备运行数据。为了实现无人值守的自动化运维目标，需要在监测***中对测点数据进行分析，及时发现异常工况数据并生成告警信息通知相应运维人员。现有的解决方法是为一个或多个测点设定阈值范围，将采集的监测点实时监测数据与各自的阈值范围进行比较，进而判断分析是否需要生成告警。但这类方式在实际应用过程中有明显的不足：即某个测点的监测数据是随着时间波动的。一些情况下很可能会刚好围绕着告警阈值上下波动，导致频繁的生成告警。一些情况下又可能出现瞬间的大幅度波动，导致告警误报。
发明内容
本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种基于迟滞数据的告警分析方法及异常告警抑制方法，解决水处理场景下准确生成符合其工艺流程的告警并有效抑制异常数据带来的告警误报的问题。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种水处理监测方法，包括以下步骤：
步骤S110，在水处理工艺不同节点设置监测点，在每个监测点设置时间窗口，设置时间窗口长度、告警阈值和监听频率；
步骤S120，计算各个时间窗口的相对位置；
步骤S130，分别监听各个监测点的监测数据；
步骤S140，移动各个监测点时间窗口位置；
步骤S150，计算各个监测点时间窗口的告警状态；
步骤S160，将各个监测点时间窗口的告警状态汇总，对汇总数据进行分析，判断是否满足告警逻辑；
若是，产生告警；
若否，则抑制告警，并跳转到步骤S130，按照步骤S130-步骤S160的所述方法继续执行。
可选的，步骤S150中，将时间窗口内的每一个监测数据与设定的告警阈值进行比对，如果所有监测数据都超出告警阈值设定的范围，则将该时间窗口的告警状态设置为True，否则将该时间窗口的告警状态设置为False。
可选的，不同监测点时间窗口的告警状态为Xn，所述Xn为True或False，当满足一个以上告警状态为True时，产生告警。
可选的，根据监测数据的更新频率，同步移动各个监测点的时间窗口位置。
可选的，时间窗口长度大于一个监听周期。
可选的，计算各监测点时间窗口之间的迟滞时长，所述迟滞时长是两个时间窗口的末端之间的相距时间长度，则各时间窗口相对位置计算方法：
步骤S210，选定位于水处理工艺下游的监测点M2；
步骤S220，计算监测点M2对应的时间窗口Win2的起止时间；
步骤S230，结合时间迟滞长度，计算M1测点对应的时间窗口Win1的起止时间。
可选的，计算Win1起止时间的两个时间节点和Win2的起止时间的两个时间节点；将四个时间节点按照监测数据更新频率进行移动，每移动一次计算一次新的时间窗口的警告状态。
可选的，时间窗口长度设置为监测点监听周期的2～5倍。
一种水处理监测***，包括生化池、提升泵、流通管道、采集器、监测中心，所述提升泵连接生化池，流通管道依次连接提升泵和采集器，所述采集器采集通过提升泵进入流通管道内的水流数据，并通过无线传输模块定时将水流数据传输给检测中心。
本发明的有益效果：
本发明分别设置各个监测点的时间窗口长度及告警阈值，再设置每两个监测点时间窗口之间的迟滞时长，计算出各个监测点的时间窗口的起止时间点，计算各时间窗口内的所有监测数据，如果都超出告警阈值设定的范围，将该时间窗口标识为告警状态True。最后将所有监测点时间窗口的告警状态汇总，通过复合告警逻辑分析判断是否生成告警。
本发明将一段时间内的监测数据纳入到告警分析方法中；相同采样率下，时间窗口越长，时间窗口内的数据量越多，结果就越准确；但时间窗口越长，产生告警的延迟也越长。为平衡准确性和告警延迟时长之间的矛盾，时间窗口长度一般设置为测点采样周期的2～5倍。
结合每个时间窗口告警状态(True or False)判断方法，对频繁地告警和告警误报进行了有效的抑制。同时，通过各个监测点的迟滞时长将原本各自孤立的监测点之间的监测数据关系用工艺流程串联起来，同时通过基于时间迟滞将多测点数据进行关联分析方法，提升了复合告警的准确率。
迟滞时长是两个时间窗口的末端之间的相距时间长度，因为工艺流程之间的水流流通会在各个工艺流程中产生一个延迟。所以本发明先计算工艺下游点M2的时间窗口win2，再通过迟滞时长计算上一个监测点的时间窗口win1，使得监测数据更加的精准。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是水处理监测方法流程图；
图2是各时间窗口在时间轴上的相对位置关系图；
图3是各时间窗口相对位置计算流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
一种水处理监测***，包括生化池、提升泵、流通管道、采集器、监测中心，所述提升泵连接生化池，流通管道依次连接提升泵和采集器，所述采集器采集通过提升泵进入流通管道内的水流数据，并通过无线传输模块定时将水流数据传输给检测中心。依据水处理监测***有一种水处理监测方法，如图1所示包括以下步骤：
步骤S110，在水处理工艺不同节点设置监测点，设定每个监测点的时间窗口长度、告警阈值、监听频率和迟滞时长；
步骤S120，计算各时间窗口的相对位置；
步骤S130，按照监听频率分别监听各个监测点的监测数据；
步骤S140，同步移动时间窗口位置；
步骤S150，计算各个监测点时间窗口的告警状态；
从步骤S130至步骤S150，水处理工艺中发生若干个分支并行，分支的数量和监测点数量一致，各分支执行相同的步骤后，将监测数据汇总到步骤S160，如图中所示，有两条监听分支并行；
步骤S160，判断是否满足复合告警逻辑；
若是，产生复合告警；
若否，则抑制掉告警，并跳转到步骤S130，按照步骤S130-步骤S160的所述方法依次执行。
步骤S150计算各个监测点时间窗口的告警状态方法：将时间窗口内的每一个监测数据与设定的告警阈值进行比对，如果所有监测数据都超出告警阈值设定的范围，则将该时间窗口的告警状态设置为True，否则将该时间窗口的告警状态设置为False。
步骤S140中，根据监测数据的更新频率，根据相对位置同步移动各个监测点的时间窗口位置。
其中，不同监测点时间窗口的告警状态为Xn，所述Xn为True或False，当满足一个以上告警状态为True时，产生告警。
其中，时间窗口的长度必须是大于其对应监测点的采样周期，这样就能保证每个时间窗口内的数据点不少于2。而两个时间窗口之间的迟滞时长需要根据现场的工艺流程合理设置。
由于各个监测点之间是有工艺流程上的联系的，不同节点上的测点监测数据之间是有一个迟滞关系，它们的变化规律上存在着一个时间差。计算各监测点时间窗口之间的迟滞时长Offset，迟滞时长是两个时间窗口的末端之间的相距时间长度，则各时间窗口相对位置计算方法，如图2和图3：其中，图2中x轴为时间轴，y轴为监测数据轴。
步骤S210，选定位于水处理工艺下游的监测点M2；
步骤S220，计算监测点M2对应的时间窗口Win2的起止时间；
步骤S230，结合时间迟滞时长Offset，计算M1测点对应的时间窗口Win1的起止时间；
则，根据Win1的起止时间和Win2的起止时间，计算两个时间窗口的相对位置。
得到Win1起止时间的两个时间节点和Win2的起止时间的两个时间节点，按照相对位置不变原则，将四个时间节点按照监测数据更新频率进行移动，每移动一次计算一次新的时间窗口的警告状态。
其中，两个监测点M1，M2的复合告警逻辑如下：
现有监测点M1时间窗口Win1的告警状态为AlertStatus(Win1)；
现有监测点M2时间窗口Win2的告警状态为AlertStatus(Win2)；
AlertStatus(Win1)AND(AlertStatus(Win2)＝True，则产生告警；
AlertStatus(Win1)AND(AlertStatus(Win2)＝False，则不产生告警。
如果有3个监测点时，这个逻辑表达式可以设置为：
现有监测点M3时间窗口Win3的告警状态为AlertStatus(Win3)；
AlertStatus(Win1)AND(AlertStatus(Win2)OR AlertStatus(Win3))＝True，则产生告警；
AlertStatus(Win1)AND(AlertStatus(Win2)OR AlertStatus(Win3))＝False，则不产生告警。
或者
AlertStatus(Win1)AND(AlertStatus(Win2)AND AlertStatus(Win3))＝True，则产生告警；
AlertStatus(Win1)AND(AlertStatus(Win2)AND AlertStatus(Win3))＝False，则不产生告警。
根据实际工艺进行逻辑表达式的设置，遵循2个监测点(含)以上则报警原则。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种水处理监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S110，在水处理工艺不同节点设置监测点，在每个监测点设置时间窗口，设置时间窗口长度、告警阈值和监听频率；
步骤S120，计算各个时间窗口的相对位置；
步骤S130，分别监听各个监测点的监测数据；
步骤S140，移动各个监测点时间窗口位置；
步骤S150，计算各个监测点时间窗口的告警状态；
步骤S160，将各个监测点时间窗口的告警状态汇总，对汇总数据进行分析，判断是否满足告警逻辑；
若是，产生告警；
若否，则抑制告警，并跳转到步骤S130，按照步骤S130-步骤S160的所述方法继续执行。
2.根据权利要求1所述的水处理监测方法，其特征在于，步骤S150中，将时间窗口内的每一个监测数据与设定的告警阈值进行比对，如果所有监测数据都超出告警阈值设定的范围，则将该时间窗口的告警状态设置为True，否则将该时间窗口的告警状态设置为False。
3.根据权利要求1或2所述的水处理监测方法，其特征在于，不同监测点时间窗口的告警状态为Xn，所述Xn为True或False，当满足一个以上告警状态为True时，产生告警。
4.根据权利要求1所述的水处理监测方法，其特征在于，根据监测数据的更新频率，同步移动各个监测点的时间窗口位置。
5.根据权利要求1所述的水处理监测方法，其特征在于，时间窗口长度大于一个监听周期。
6.根据权利要求1所述的水处理监测方法，其特征在于，计算各监测点时间窗口之间的迟滞时长，所述迟滞时长是两个时间窗口的末端之间的相距时间长度，则各时间窗口相对位置计算方法：
步骤S210，选定位于水处理工艺下游的监测点M2；
步骤S220，计算监测点M2对应的时间窗口Win2的起止时间；
步骤S230，结合时间迟滞长度，计算M1测点对应的时间窗口Win1的起止时间。
7.根据权利要求6所述的水处理监测方法，其特征在于，计算Win1起止时间的两个时间节点和Win2的起止时间的两个时间节点；将四个时间节点按照监测数据更新频率进行移动，每移动一次计算一次新的时间窗口的警告状态。
8.根据权利要求5所述的水处理监测方法，其特征在于，时间窗口长度设置为监测点监听周期的2～5倍。
9.一种水处理监测***，其特征在于，包括生化池、提升泵、流通管道、采集器、监测中心，所述提升泵连接生化池，流通管道依次连接提升泵和采集器，所述采集器采集通过提升泵进入流通管道内的水流数据，并通过无线传输模块定时将水流数据传输给检测中心。
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