CN114047719A - 一种农村生活污水处理设施远程监测评估***与运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农村生活污水处理设施远程监测评估***与运行方法，该远程监测评估***与运行方法针对大量小、散的农村生活污水分散式处理设施不适合安装常规在线监测设施，对其运行状况难以监测控制与监管的问题，通过优化农村污水处理设施远程水质参数监测方案，将农村污水分散式处理设施污水水质监测软测量技术与污水处理核心设备运行状态远程监控技术进行耦合，对农村分散式生活污水处理设施的运行状况进行监测监控，为农村生活污水分散式处理设施的稳定达标运行、提高农村污水运维管理水平、以及管理部门对污染治理设施的有效监管提供支持。
Description
技术领域
本发明属于农村污水处理领域，具体属于一种农村生活污水处理设施远程监测评估***与运行方法。
背景技术
目前已建设了数量巨大的农村生活污水分散式处理设施，通过分散式的处理设施对农村的生活污水进行处理，以期能够极大提升农村环境卫生水平及相应流域水环境质量。但农村生活污水分散式处理设施具有单体规模小、整体数量多、分布分散、污水管网建设不足污水收集率不高导致污水流量不稳定等特点，因此带来对其运行维护存在专业技术人员短缺的问题，同时也导致其运行维护成本高、运维困难，使得大部分农村污水分散式处理设施不能长期稳定有效地运行，特别是由于农村生活污水分散式处理设施设置的位置地处偏远，并且分布分散，导致难以对其是否在运行以及运行状况如何等实时情况无法进行有效的掌握和监管。广大农村生活污水分散式处理设施已成为监测、监管的盲区。
在污水处理设施运行管理需求下，污水处理领域的集中式城镇污水处理厂均普及了较完善的水质在线监测设备，为实时掌握各集中式污水处理厂的运行状况提供了有效的手段。但广泛应用于集中式城镇污水处理厂的水质在线监测设备由于存在设备昂贵、建设投资大、运行维护费用高等问题，使其不适用于污水处理设施单体规模小、项目投资小、运维费用缺的农村污水分散式处理设施。因此，在大量的农村污水分散式处理设施上安装常规水质在线监测设备，不符合农村生活污水处理的实际。
因此，针对农村生活污水分散式处理设施的特点，以及对其运维和监管的实际需求，急需研发设备廉价、运维费用低、科学精准、可实现能对农村生活污水分散式处理设施的运行状况进行科学有效实时监测与评估的***，从而解决运维单位进行远程实时监测控制，以及对每一处分散式农村生活污水处理设施实施“是否在运行，运行状况如何”进行实时、便捷的监管需求。
发明内容
(1)要解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种农村生活污水处理设施远程监测评估***与运行方法，该***旨在解决现今污水处理设施排放水质在线监测设备存在投资大、日常维护费用高，不能适应农村生活污水分散式处理设施数量多、规模小、运维费用少等现实情况，提出一种通过多种廉价水质传感器、污水处理设施运行核心设备运行监测电路及污水处理流量等多参数耦合的农村生活污水分散式处理设施远程监测与评估***。
(2)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种农村生活污水处理设施远程监测评估***，该***包括包括监测终端、数据传输模块、处理工艺信息采集模块、数据处理分析平台和客户交互应用终端；
其中，所述监测终端包括污水水质传感器、污水处理设备运行状态监测电路、流量监测设备、视频监控设备，所述污水水质传感器包括多个用于监测不同水质参数的传感器，通过污水水质传感器实时监测水质状况；所述污水处理设备运行状态监测电路用于实时采集各污水处理设备的运行状态；所述流量监测设备用于监测计量所处理的污水流量；所述视频监控设备通过实时监控和图像抓拍辅助管理人员远程查看污水处理设施和在线监测***的运行情况；
所述数据传输模块用于将监测终端采集的出水水质数据、污水处理设备运行状态、水流量数据和视频图像信息传输到所述的数据处理分析平台；
所述处理工艺信息采集模块用于采集污水处理设施处理工艺的运行制度信息、工艺参数、污水排放标准等反映该处理设施设备正常运行的信息；
所述数据处理分析平台包括数据接收与存储模块、软测量模块、运行状况分析评估模块和预警模块，所述数据接收与存储模块用于接收由数据传输模块传输过来的数据信息并存储，以及处理工艺信息；所述软测量模块用于接收水质传感器获取的水质数据，经预处理后由软测量数学模型获取进一步的考核目标水质参数；所述运行状况分析评估模块用于综合污水处理设备的运行状态、水流量测量数据和由软测量模块得出的考核目标水质参数对污水处理设施的运行状况进行综合评估，并反馈至所述客户交互应用终端；所述预警模块用于在污水处理设施评估结果异常时，通过相应通信途径及时将异常信息传递至所述客户交互应用终端；
所述客户交互应用终端用于接收和显示经数据处理分析平台处理分析后的污水处理设施运行状况，同时，管理人员可依据在客户交互应用终端上查看到的信息对污水处理设施进行实时监控。
即本发明的农村生活污水处理设施的远程在线监测***，根据污水处理设施的实际处理水量、实际处理水质、实际运行工艺和实际规模的不同选择相应的低成本水质传感器，具有高适配性的优点；综合污水水质软测量技术和污水处理设备的运行状态，对污水处理设施运行状况进行评估，在解决现有水质在线监测设备价格昂贵、布置条件苛刻的同时，实现农村污水处理设施的有效监管。
优选地，所述污水处理设备运行状态监测电路采用电流变送器监测水泵、风机的运行状态，获取设备启闭状态和运行工况。
优选地，所述污水水质传感器包括pH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器；所述pH传感器用于检测污水的pH值，所述溶解氧传感器用于检测污水的溶解氧，所述电导率传感器用于检测污水的电导率。
优选地，所述流量监测设备用于监测污水处理设施处理污水流量参数。
优选地，所述数据传输模块将传感器、流量监测设备和电流变送器采集的信号标准化处理后，由数据采集仪对数据进行采集，并通过无线通讯网络将数据发送至所述数据处理分析平台。
优选地，所述无线通讯网络采用GPRS与Internet网络***。
优选地，所述软测量模块先将采集的水质数据进行归一化和剔除异常数据处理，获得初步数据，再将获得的初步数据输入已经训练完成的数学模型进行软测量，即通过软测量数学模型得到进一步的所需监测和监控的考核目标水质参数。
在实际操作中，所涉及的被监控水质参数为COD。
进一步的，所述软测量数学模型为改进的高斯混合回归模型、神经网络模型、支持向量机方法。
在污水参数软测量领域，应用最多的是BP神经网络，但是BP网络存在易形成局部最小、训练次数多、收敛速度慢等缺陷，因此应用受到一定限制。RBF 网络具有较强的泛化、信息处理及非线性映射等能力，且算法简单，分析能力很强，因此常被作为BP网络外的选择。但在实际应用中，RBF网络隐层节点的数目、隐层径向基函数的中心和宽度难以确定。因此，本发明的技术方案采用具有清晰的聚类原则和简单的结构设计的SOM网络改进了RBF网络，并基于此构建了一种农村生活污水分散式处理设施的远程监测评估***。
再进一步的，针对改进的高斯混合回归模型，其模型建立流程为：预处理训练集，将输入数据和输出数据合并为一个新向量，给定高斯分量个数的最大值和最小值，选取最小梯度准则作为准则函数；
使用改进K-medoids算法初始化给定高斯分量个数的高斯混合模型参数，从训练数据样本中随机选择指定个数的点作为初始聚类中心点，将样本中其他的数据根据最近原则划分到指定个数的聚类中，不断更新聚类中心点直至稳定，根据每个聚类中的样本个数计算处每个高斯分量的权重比值，并将聚类中心点作为GMR模型的均值，利用协方差公式计算出每个高斯分量的协方差；
重复采用EM算法计算和更新模型的后验概率、权值、均值和协方差，通过寻找最小权重挑选并删除掉最不可能的高斯分量，使其与最接近的一个高斯分量合并为一个新的高斯分量，直至高斯分量个数小于最小值；
建立输入输出联合概率密度的GMR模型；
拟合GMR模型,通过最小梯度准则函数选取最佳高斯分量，并得到模型最优参数；
建立后的模型的日常运行：
对数据集进行预处理；
对GMR模型的每一个高斯分量的均值向量和协方差矩阵进行分解，计算数据集的后验概率和条件概率；
对各个高斯分量进行加权求和，输出水质参数预测值。
本发明还提供了这样一种农村生活污水处理设施远程监测评估***的运行方法，该运行方法使用上述的农村生活污水处理设施远程监测评估***进行，该运行方法的具体步骤为：
①***的训练与预运行
在远程监测评估***正式运行前，先对监测***进行训练与预运行，其具体实施的流程方法如下：
步骤一、在监测终端临时设置COD在线测量传感器，为训练水质参数COD 软测量***提供初始条件和训练样本，COD传感器所采集数据输送至数据处理分析平台；
步骤二、监测终端所采集各水质参数数据输送至数据处理分析平台；
步骤三、监测终端水质参数数据和COD传感器采集数据通过软测量模块的数学模型进行训练与校核；
步骤四、训练合格后，移除COD在线测量传感器，远程监测评估***进入正常运行阶段；
②正常监测运行与评估阶段运行
步骤一、获取由所述软测量模块得出的水质参数，将其与执行的排放标准进行比较，未达到排放标准将不合格的水质参数反馈至管理员并进行预警，达到排放标准则进入如下的步骤二；
步骤二、获取水泵、风机的运行状态和流量数据，综合对污水处理设施运行工艺运行参数进行分析，不符合工艺运行参数则将异常类型反馈至管理员并进行预警，运行正常则进入如下的步骤三；
步骤三、综合步骤一和步骤二信息，对污水处理设施运行状况得出结论：即设施是否在运行、出水水质是否达标。并将评估结果反馈给客户交互应用终端。
优选地，所述客户交互应用终端包括远程计算机和移动终端设备，管理员可通过网页访问服务器平台或通过移动终端设备上的APP访问服务器平台，实现污水处理设施的便捷管理。
(3)有益效果
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
一、本发明的技术方案依托软测量技术的水质监测只需安装少量廉价、稳定、具备数据远程传输功能的水质传感器，能够明显降低农村污水处理设施的运维成本。
二、本发明的技术方案由软测量技术分析得出的水质数据准确度高，且受外部不利监测环境因素影响小。
三、本发明的技术方案低成本水质传感器通常能够适应更加复杂的水质情况，因此本发明所涉及的农村生活污水处理设施的远程在线监测***普适性强，可部署范围广。
四、本发明的技术方案综合软测量得出的水质参数与设备运行状态进行评估，可排除只由水质参数评估污水处理设施处理效果时无进水工况的干扰。
五、本发明的技术方案实时反馈污水处理设施处理效果，并在发生故障时及时预警，返回故障原因，协助管理员快速、准确地处理故障，有效保障污水处理设施稳定运行。
总体而言，本发明的技术方案针对大量小、散的农村生活污水分散式处理设施不适合安装常规在线监测设施，对其运行状况难以监测控制与监管的问题，通过优化农村污水处理设施远程水质参数监测方案，将农村污水分散式处理设施污水水质监测软测量技术与污水处理核心设备运行状态远程监控技术进行耦合，为农村生活污水分散式处理设施的稳定达标运行、提高农村污水运维管理水平、污染治理的有效监管提供支持。
附图说明
为了更清楚的说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术中描述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种实施方式，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明农村生活污水分散式处理设施的远程在线监测***一种具体实施方式下的结构示意图。
图2为本发明农村生活污水分散式处理设施的远程在线监测***一种具体实施方式下COD软测量数学模型训练与预运行调试的流程图。
图3为本发明农村生活污水分散式处理设施的远程在线监测***一种具体实施方式下远程监测与评估***运行的流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，以进一步阐述本发明，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的样式。
实施例1
本具体实施方式为农村生活污水处理设施远程监测评估***与运行方法，其结构示意图如图1所示，包括监测终端、数据传输模块、处理工艺信息采集模块、数据处理分析平台和客户交互应用终端。
其中，监测终端包括污水水质传感器、污水处理设备运行状态监测电路、流量监测设备、视频监控设备，污水水质传感器包括pH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器；pH传感器用于检测污水的pH值，溶解氧传感器用于检测污水的溶解氧，电导率传感器用于检测污水的电导率；流量监测设备用于监测污水处理设施处理污水流量参数；视频监控设备通过实时监控和图像抓拍辅助管理人员远程查看污水处理设施和在线监控***的运行情况。
该污水水质传感器包括pH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器；pH传感器用于检测污水的pH值，溶解氧传感器用于检测污水的溶解氧，电导率传感器用于检测污水的电导率。
该流量监测设备采用超声波流量计，用于监测污水处理设施处理污水流量参数。
水质传感器和超声波流量计通过RS485通讯线与数据采集仪连接，电流变送器通过4-20mA直流电线与数据采集仪连接，数据传输模块将数据采集仪接收到的信号标准化处理后，并通过无线通讯网络将数据发送至数据处理分析平台。
数据传输模块用于将监测终端采集的出水水质数据、污水处理设备运行状态、水流量数据和视频图像信息传输到数据处理分析平台。
该处理工艺信息采集模块用于采集污水处理设施处理工艺的运行制度信息、工艺参数、污水排放标准等反映该处理设施设备正常运行的信息；
该污水处理设备运行状态监测电路采用电流变送器监测水泵、风机的运行状态，获取设备启闭状态和运行工况。
数据处理分析平台包括数据接收与存储模块、软测量模块、运行状况分析评估模块和预警模块，数据接收与存储模块用于接收由数据传输模块传输过来的数据信息并存储，以及处理工艺信息；软测量模块用于接收水质传感器获取的水质数据，经预处理后由软测量数学模型获取进一步的考核目标水质参数；运行状况分析评估模块用于综合污水处理设备的运行状态、水流量测量数据和由软测量模块得出的考核目标水质参数对污水处理设施的运行状况进行综合评估，并反馈至客户交互应用终端；预警模块用于在污水处理设施评估结果异常时，通过相应通信途径及时将异常信息传递至客户交互应用终端。
客户交互应用终端用于接收和显示经数据处理分析平台处理分析后的污水处理设施运行状况，管理人员可依据在终端上查看到的信息对污水处理设施进行实时监控。
农村生活污水处理设施的远程在线监测***，根据污水处理设施的实际处理水量、实际处理水质、实际运行工艺和实际规模的不同选择相应的低成本水质传感器，具有高适配性的优点；综合污水水质软测量技术和污水处理设备的运行状态，对污水处理设施运行状况进行评估，在解决现有水质在线监测设备价格昂贵、布置条件苛刻的同时，实现农村污水处理设施的有效监管。
数据传输模块将传感器、流量监测设备和电流变送器采集的信号标准化处理后，由数据采集仪对数据进行采集，并通过无线通讯网络将数据发送至数据处理分析平台。即视频监控设备配置有无线通讯模块，可直接通过无线通讯网络将视频、图片发送至数据处理分析平台，无线通讯网络采用GPRS与Internet 网络***。
软测量模块先将采集的水质数据进行归一化和剔除异常数据处理，获得初步数据，再将获得的初步数据输入已经训练完成的数学模型进行软测量，即通过软测量数学模型得到进一步的所需监测和监控的考核目标水质参数。同时，其软测量数学模型为改进的高斯回归模型、神经网络、支持向量机方法等。
针对神经网络训练，本具体实施方式采用的是改进的高斯混合回归模型，其模型建立流程为：预处理训练集，将输入数据和输出数据合并为一个新向量，给定高斯分量个数的最大值和最小值，选取最小梯度准则作为准则函数；
使用改进K-medoids算法初始化给定高斯分量个数的高斯混合模型参数，从训练数据样本中随机选择指定个数的点作为初始聚类中心点，将样本中其他的数据根据最近原则划分到指定个数的聚类中，不断更新聚类中心点直至稳定，根据每个聚类中的样本个数计算处每个高斯分量的权重比值，并将聚类中心点作为GMR模型的均值，利用协方差公式计算出每个高斯分量的协方差；
重复采用EM算法计算和更新模型的后验概率、权值、均值和协方差，通过寻找最小权重挑选并删除掉最不可能的高斯分量，使其与最接近的一个高斯分量合并为一个新的高斯分量，直至高斯分量个数小于最小值；
建立输入输出联合概率密度的GMR模型；
拟合GMR模型,通过最小梯度准则函数选取最佳高斯分量，并得到模型最优参数；
建立后的模型的日常运行：
对数据集进行预处理；
对GMR模型的每一个高斯分量的均值向量和协方差矩阵进行分解，计算数据集的后验概率和条件概率；
对各个高斯分量进行加权求和，输出水质参数预测值。
该农村生活污水处理设施远程监测评估***的运行方法的具体步骤为：
远程在线监测评估***的运行方法如下：
①***的训练与预运行
在远程监测评估***正式运行前，先对监测***进行训练与预运行，COD软测量数学模型训练与预运行调试的流程图如图2所示，具体实施的流程方法如下(以下方法以COD的软测量数学模型训练进行举例，但该方法不限于COD的软测量，在排放标准内涉及到的其他常规水质参数也可采用该方法进行软测量)：
步骤一、在监测终端临时设置COD在线测量传感器，为训练水质参数COD 软测量***提供初始条件和训练样本，COD传感器所采集数据输送至数据处理分析平台。
步骤二、监测终端所采集各水质参数数据输送至数据处理分析平台。
步骤三、监测终端水质参数数据和COD传感器采集数据通过软测量模块的数学模型进行训练与校核。
步骤四、训练合格后，移除COD在线测量传感器，远程监测评估***进入正常运行阶段。
②正常监测运行与评估阶段运行
在日常实际运行中，软测量模块首先将采集的水质数据进行归一化和剔除异常数据，获得初步数据；再将以上获得的初步数据输入已经训练完成的数学模型进行软测量，得到进一步的所需监测和监控水质参数，远程监测与评估***运行的流程图如图3所示。
步骤一、获取由软测量模块得出的水质参数，将其与执行的排放标准进行比较，未达到排放标准将不合格的水质参数反馈至管理员并进行预警，达到排放标准则进入如下的步骤二；
步骤二、获取水泵、风机的运行状态和流量数据，综合对污水处理设施运行工艺运行参数进行分析，不符合工艺运行参数则将异常类型反馈至管理员并进行预警，运行正常则进入如下的步骤三；
步骤三、综合步骤一和步骤二信息，对污水处理设施运行状况得出结论：即设施是否在运行、出水水质是否达标。并将评估结果反馈给客户交互应用终端。
预警模块可通过预设方式(如邮箱、短信，但不限于此)及时将异常状态反馈给管理员。
客户交互应用终端包括远程计算机和移动终端设备，管理员可通过网页访问服务器平台，也可通过移动终端设备上的APP访问服务器平台。管理员可在服务器平台实现查看水质信息、查看现场视频、导出数据和调控现场设备的功能，从而实现污水处理设施的便捷管理。
针对运行状况分析评估，其大致为：用综合水质指数、水力负荷率和设备运行状态表征污水处理设施处理效果；
综合水质指数是水质参数与排放标准限值进行比较，代表出水水质状况；
依据江西省现有的农村生活污水处理设施水污染物排放标准对COD的排放要求，综合水质指数的分类等级分为4级：达标一级、达标二级、达标三级、不达标。关于农村生活污水处理设施水污染物排放限值可按如下表1所示。
表1.农村生活污水处理设施水污染物排放限值
| 排放物项目 | 一级标准 | 二级标准 | 三级标准 | 不达标 |
| 化学需氧量(COD) | ≤60 | ≤100 | ≤120 | ＞120 |
综合水质指数未达到项目所在农村生活污水处理设施应执行的排放标准时，则反馈不合格水质参数至管理员处并进行预警。
水力负荷率是生活污水处理设施实际处理水量占设计规模的百分比，具体如下：
其中：
F为水力负荷率，单位为％；
Qda为实际日污水处理量，单位为立方米每日(m3/d)；
Qdd为设计日污水处理量，单位为立方米每日(m3/d)。
水力负荷率小于30％时则反馈异常运行状态至管理员处并进行预警。
设备运行状态分为风机运行状态、风机启停行为、水泵运行状态、水泵启停行为。当触发设备运行异常状态时则反馈设备异常状态及异常类型至管理员处并进行预警。
触发设备运行异常状态的类型分为：水泵运行时电流值过大或过小、水泵关闭时电流值不为零、水泵12小时内不启动或累计运行时长小于2小时、水泵连续运行时超过12小时、水泵开启过于频繁、风机运行时电流值过大或过小、风机关闭时电流值不为零、风机12小时内不启动或累计运行时长小于2小时、风机连续运行时超过12小时、风机开启过于频繁。
本具体实施的技术方案针对大量小、散的农村生活污水分散式处理设施不适合安装常规在线监测设施，对其运行状况难以监测控制与监管的问题，通过优化农村污水处理设施远程水质参数监测方案，将农村污水分散式处理设施污水水质监测软测量技术与污水处理核心设备运行状态远程监控技术进行耦合，为农村生活污水分散式处理设施的稳定达标运行、提高农村污水运维管理水平、污染治理的有效监管提供支持。
以上描述了本发明的主要技术特征和基本原理及相关优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性具体实施方式的细节，而且在不背离本发明的构思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，均应将上述具体实施方式看作是示范性的，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。
此外，应当理解，虽然本说明书按照各实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种农村生活污水处理设施远程监测评估***，其特征在于，该***包括包括监测终端、数据传输模块、处理工艺信息采集模块、数据处理分析平台和客户交互应用终端；
其中，所述监测终端包括污水水质传感器、污水处理设备运行状态监测电路、流量监测设备、视频监控设备，所述污水水质传感器包括多个用于监测不同水质参数的传感器，通过污水水质传感器实时监测水质状况；所述污水处理设备运行状态监测电路用于实时采集各污水处理设备的运行状态；所述流量监测设备用于监测计量所处理的污水流量；所述视频监控设备通过实时监控和图像抓拍辅助管理人员远程查看污水处理设施和在线监测***的运行情况；
所述数据传输模块用于将监测终端采集的出水水质数据、污水处理设备运行状态、水流量数据和视频图像信息传输到所述的数据处理分析平台；
所述处理工艺信息采集模块用于采集污水处理设施处理工艺的运行制度信息、工艺参数、污水排放标准等反映该处理设施设备正常运行的信息；
所述数据处理分析平台包括数据接收与存储模块、软测量模块、运行状况分析评估模块和预警模块，所述数据接收与存储模块用于接收由数据传输模块传输过来的数据信息并存储，以及处理工艺信息；所述软测量模块用于接收水质传感器获取的水质数据，经预处理后由软测量数学模型获取进一步的考核目标水质参数；所述运行状况分析评估模块用于综合污水处理设备的运行状态、水流量测量数据和由软测量模块得出的考核目标水质参数对污水处理设施的运行状况进行综合评估，并反馈至所述客户交互应用终端；所述预警模块用于在污水处理设施评估结果异常时，通过相应通信途径及时将异常信息传递至所述客户交互应用终端；
所述客户交互应用终端用于接收和显示经数据处理分析平台处理分析后的污水处理设施运行状况，同时，管理人员可依据在客户交互应用终端上查看到的信息对污水处理设施进行实时监控。
2.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理设施远程监测评估***，其特征在于，所述污水处理设备运行状态监测电路采用电流变送器监测水泵、风机的运行状态，获取设备启闭状态和运行工况；所述污水水质传感器包括温度传感器、pH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器；所述温度传感器用于检测污水的温度，所述pH传感器用于检测污水的pH值，所述溶解氧传感器用于检测污水的溶解氧，所述电导率传感器用于检测污水的电导率；所述流量监测设备用于监测污水处理设施处理流量参数。
3.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理设施远程监测评估***，其特征在于，所述数据传输模块将传感器、流量监测设备和电流变送器采集的信号标准化处理后，由数据采集仪对数据进行采集，并通过无线通讯网络将数据发送至所述数据处理分析平台；所述无线通讯网络采用GPRS与Internet网络***。
4.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理设施远程监测评估***，其特征在于，所述软测量模块先将采集的水质数据进行归一化和剔除异常数据处理，获得初步数据，再将获得的初步数据输入已经训练完成的数学模型进行软测量，即通过软测量数学模型得到进一步的所需监测和监控的考核目标水质参数。
5.根据权利要求3所述的一种农村生活污水处理设施远程监测评估***，其特征在于，所述软测量数学模型为改进的高斯混合回归模型、神经网络模型、支持向量机方法。
6.根据权利要求5所述的一种农村生活污水处理设施远程监测评估***，其特征在于，针对改进的高斯混合回归模型，其模型建立流程为：预处理训练集，将输入数据和输出数据合并为一个新向量，给定高斯分量个数的最大值和最小值，选取最小梯度准则作为准则函数；
使用改进K-medoids算法初始化给定高斯分量个数的高斯混合模型参数，从训练数据样本中随机选择指定个数的点作为初始聚类中心点，将样本中其他的数据根据最近原则划分到指定个数的聚类中，不断更新聚类中心点直至稳定，根据每个聚类中的样本个数计算处每个高斯分量的权重比值，并将聚类中心点作为GMR模型的均值，利用协方差公式计算出每个高斯分量的协方差；
重复采用EM算法计算和更新模型的后验概率、权值、均值和协方差，通过寻找最小权重挑选并删除掉最不可能的高斯分量，使其与最接近的一个高斯分量合并为一个新的高斯分量，直至高斯分量个数小于最小值；
建立输入输出联合概率密度的GMR模型；
拟合GMR模型,通过最小梯度准则函数选取最佳高斯分量，并得到模型最优参数；
建立后的模型的日常运行：
对数据集进行预处理；
对GMR模型的每一个高斯分量的均值向量和协方差矩阵进行分解，计算数据集的后验概率和条件概率；
对各个高斯分量进行加权求和，输出水质参数预测值。
7.一种农村生活污水处理设施远程监测评估***的运行方法，其特征在于，该运行方法通过如权利要求1-6任意一项所述的农村生活污水处理设施远程监测评估***进行，该运行方法的具体步骤为：
①***的训练与预运行
在远程监测评估***正式运行前，先对监测***进行训练与预运行，其具体实施的流程方法如下：
步骤一、在监测终端临时设置COD在线测量传感器，为训练水质参数COD软测量***提供初始条件和训练样本，COD传感器所采集数据输送至数据处理分析平台；
步骤二、监测终端所采集各水质参数数据输送至数据处理分析平台；
步骤三、监测终端水质参数数据和COD传感器采集数据通过软测量模块的数学模型进行训练与校核；
步骤四、训练合格后，移除COD在线测量传感器，远程监测评估***进入正常运行阶段；
②正常监测运行与评估阶段运行
步骤一、获取由所述软测量模块得出的水质参数，将其与执行的排放标准进行比较，未达到排放标准将不合格的水质参数反馈至管理员并进行预警，达到排放标准则进入如下的步骤二；
步骤二、获取水泵、风机的运行状态和流量数据，综合对污水处理设施运行工艺运行参数进行分析，不符合工艺运行参数则将异常类型反馈至管理员并进行预警，运行正常则进入如下的步骤三；
步骤三、综合步骤一和步骤二信息，对污水处理设施运行状况得出结论：即设施是否在运行、出水水质是否达标。并将评估结果反馈给客户交互应用终端。
8.根据权利要求7所述的一种农村生活污水处理设施远程监测评估***的运行方法，其特征在于，所述客户交互应用终端包括远程计算机和移动终端设备，管理员可通过网页访问服务器平台或通过移动终端设备上的APP访问服务器平台，实现污水处理设施的便捷管理。
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