CN116155930A - 一种监控污水转运过程的*** - Google Patents
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Abstract
一种监控污水转运过程的***，包括污水存储单元、污水接受单元、污水排放单元、监测单元、***控制与通讯单元、互联网云服务器，监测单元包括液面高度监测单元、液体流量监测单元、倾角和振动监测单元、地理位置监测单元，***控制与通讯单元接受监测单元传输来的监测数据，进行分析处理，并将监测数据定期传输至互联网云服务器，并接受互联网云服务器发送的控制信号，调整监测单元的工作参数；互联网云服务器用于接收***控制与通讯单元传输来的监测数据，并对数据进行分析，针对异常状况实施预警或报警。本发明可实现污水转运过程中“污水接受‑污水转运‑污水排放”的全过程监控，以及液位高度数据和液体流量数据的有效比对和验证。
Description
技术领域
本发明涉及污水监控技术领域，尤其涉及一种监控污水转运过程的***。
背景技术
污水处理是环境保护的重要内容，也是目前国家重点关注的环保治理方向。污水处理的工艺并不复杂，困难主要集中于收集和转运。由于污水收集并不会产生经济效益，相反可能需要额外的开支，所以污水生成地的运营管理方对污水收集事务的积极性不高，甚至还略有抵触情绪。
另一方面，污水转运事务往往由第三方服务公司承接，政府根据其转运的污水量予以补贴。但由于污水收集方的态度并不积极，污水转运方可能无法接受到预定数量的污水。为了达到预定的污水转运额度、完成污水转运任务进而获得政府补贴，污水转运方往往有意无意地造假。譬如，配合污水收集方“以清水冒充污水”，甚至自行向转运工具(譬如，转运车和转运船)中充入清水。因此，加强污水转运过程中的监控，具有重要的意义。然而现有的监控，主要集中于转运工具进行污水排放时的流量监控，缺少了收集和存储过程中的状态监控，也无法对污水流入量和流出量进行有效的比对和验证。
另外，污水转运工具可能会经历各种复杂的工况，譬如颠簸的道路、陡坡、江河上的大风大浪等等。因此，进行监控时还应充分考虑复杂工况对监控数据的影响，以避免错报或漏报。
发明内容
为了更好的监控污水转运过程，为此，本发明提出了一种监控污水转运过程的***，具体方案如下：
一种监控污水转运过程的***，包括
污水存储单元，用于储存污水；
污水接受单元，用于接受污水并传输到污水存储单元中；
污水排放单元，用于排除污水存储单元中存储的污水；
监测单元，用于监测污水状态；
***控制与通讯单元，接受监测单元传输来的监测数据，进行分析处理，并将监测数据定期传输至互联网云服务器，并接受互联网云服务器发送的控制信号，调整监测单元的工作参数；
互联网云服务器，用于接收***控制与通讯单元传输来的监测数据，并对数据进行分析，针对异常状况实施预警或报警；
所述监测单元包括
液面高度监测单元，固定在污水存储单元上，用于实时监测污水存储单元中的污水液面高度；
液体流量监测单元，固定于污水接受单元和排放单元处，用于实时监测污水的收集和排放情况；
倾角和振动监测单元，固定于污水存储单元处，用于实时检测污水转运工具的三维倾斜和振动情况；
地理位置监测单元，用于实时监测污水转运工具的地理位置。
具体地说，所述液面高度监测单元中的液面数据处理与传输模块对连续实时获取的原始测量数据按指定时间频率拆分为多个区段，并对每个时间区段内的原始测量数据取平均值。
具体地说，所述互联网云服务器分析监测数据的预警以下步骤：获得液面高度监测单元监测的液面高度和倾角和振动监测单元监测到的实时三维倾斜角度、震动情况数据，实时计算液面高度与污水存储单元最大可用高度的比值，若比值高于80％，实时三维倾斜角度均不超过15度、振动传感器监测到的振动情况未超出该污水转运工具的预设值这两个条件，则确定存在需要预警的异常状况。
具体地说，所述液体流量监测单元中的流量数据处理及传输模块基于实时获取的原始测量数据，标记出液体开始排放的时间点、液体排放结束的时间点；所述液体开始排放的时间点满足的条件为：时间点前不少于30S的连续时间内，流量为0，该时间点的实时流量大于0，该时间点后不小于30S内，每个时间点的流量均大于0。所述液体排放结束的时间点满足的条件为：时间点前不少于30S的连续时间内，每个时间点的流量均大于0，该时间点的实时流量大于0，该时间点后不小于30S内，流量为0。
具体地说，所述互联网云服务器分析监测数据的预警包括以下步骤：
S11、基于安装在污水接受单元处的液体流量监测单元监测的液体流量数据，计算污水存储单元的第一污水净增量；
基于安装在污水存储单元处的液面高度监测单元监测到的液面高度变化数据，计算污水存储单元的第二污水净增量，即
第二污水增量＝Vpost–Vpre
其中，Vpost为污水接受完毕后，污水存储单元中污水液面高度对应的体积，Vpost为污水接受开始前，污水液面高度对应的体积；
S12、比较第一污水净增量和第二污水净增量的相对差异，若差异大于8％，则确定存在需要报警的异常状况；相对差异的计算公式如下：
其中，abs为绝对值函数，abs(x)意为对x取绝对值。
具体地说，所述互联网云服务器分析监测数据的预警包括以下步骤：
S21、基于安装在污水排放单元处的液体流量监测单元监测的液体流量数据，计算污水排放时污水存储单元中的第三污水净减量；
基于安装在污水存储单元处的液面高度监测单元监测到的液面高度变化数据，计算污水排放时污水存储单元中的第二污水净减量，具体公式为：
第二污水净减量＝Vpre–Vpost
其中，Vpre为污水排放开始前，污水存储单元中污水液面高度对应的体积，Vpost为污水排放结束后，污水液面高度对应的体积；
S22、比较第三污水净减量和第四污水净减量的相对差异，若差异大于8％，则确定存在需要报警的异常状况；相对差异的计算公式如下：
其中，abs为绝对值函数，abs(x)意为对x取绝对值。
具体地说，***控制与通讯单元借助4G/5G移动通信技术，将监测数据定期传输至互联网云服务器，并接受互联网云服务器发送的控制信号，调整监测单元的工作参数，所述调整监测单元的工作参数为调整液面高度监测单元的液面数据分析与传输模块进行数据处理时采用的时间频率。
具体地说，将液面高度监测单元、倾角和振动监测单元、地理定位监测单元监测到的数据，传输至互联网云服务器的方式为定期传输，将液体流量检测单元监测到的数据传输至互联网云服务器的方式为实时传输。
具体地说，定期发送至互联网云服务器的监测数据包括个体身份识别信息、当前所处的地理位置、污水存储单元中的液面高度数据、倾角和振动监测数据、与所有监测数据对应的监测时间点或时间段。
具体地说，在污水接受和排放结束后实时发送至互联网云服务器的监测数据包括以下内容：个体身份识别信息、当前所处的地理位置、流量性质、流量数据、倾角和振动监测数据、与所有监测数据对应的监测时间点或时间段；其中，流量性质分“污水接受”和“污水排放”两类。
本发明的有益效果在于：本发明提出了一种监控污水转运过程的***，可通过污水液位高度和液体流量的监测，结合转运工具地理定位、三维倾斜角度和振动的监测，实现污水转运过程中“污水接受-污水转运-污水排放”的全过程监控，以及液位高度数据和液体流量数据的有效比对和验证。
附图说明
图1为本发明提出的一种监控污水转运过程的***的结构图。
具体实施方式
如图1所示，一种监控污水转运过程的***，包括
污水存储单元，用于储存污水；
污水接受单元，用于接受污水并传输到污水存储单元中；
污水排放单元，用于排除污水存储单元中存储的污水；
液面高度监测单元，固定在污水存储单元上，用于实时监测污水存储单元中的污水液面高度；
液体流量监测单元，固定于污水接受单元和排放单元处，用于实时监测污水的收集和排放情况；
倾角和振动监测单元，固定于污水存储单元处，用于实时检测污水转运工具的三维倾斜和振动情况；
地理位置监测单元，用于实时监测污水转运工具的地理位置；
***控制与通讯单元，与互联网云服务器实现信息交互；接受监测单元传输来的监测数据，进行分析处理，并将监测数据定期传输至互联网云服务器，并接受互联网云服务器发送的控制信号，调整监测单元的工作参数。
互联网云服务器，用于接收***控制与通讯单元传输来的监测数据，并对数据进行分析，针对异常状况实施预警或报警。
以下分别对不同单元进行详细描述。
所述液面高度监测单元和液体流量监测单元均包括数据采集模块、数据处理与传输模块；其中，数据采集模块通过传感器实时获取原始检测数据，数据处理与传输模块按照指定的规则对数据采集模块获取的原始数据进行处理，并将处理后的数据传输至***控制与通讯单元。
所述液面高度监测单元中的液面数据处理与传输模块对连续实时获取的原始测量数据按指定时间频率拆分为多个区段，并对每个时间区段内的原始测量数据取平均值，在该方案中，时间频率为1分钟/次。
所述液体流量监测单元中的流量数据处理及传输模块基于实时获取的原始测量数据，标记出液体开始排放的时间点、液体排放结束的时间点，计算出排放时间段内所有流量的总和。所述液体开始排放的时间点满足的条件为：时间点前不少于30S的连续时间内，流量为0，该时间点的实时流量大于0，该时间点后不小于30S内，每个时间点的流量均大于0.所述液体排放结束的时间点满足的条件为：时间点前不少于30S的连续时间内，每个时间点的流量均大于0，该时间点的实时流量大于0，该时间点后不小于30S内，流量为0。
互联网云服务器分析监测数据的三种预警状况，具体如下：
第一种：获得液面高度监测单元监测的液面高度和倾角和振动监测单元监测到的实时三维倾斜角度、震动情况数据，实时计算液面高度与污水存储单元最大可用高度的比值，若比值高于80％，实时三维倾斜角度均不超过15度、振动传感器监测到的振动情况未超出该污水转运工具的预设值这三个条件，则确定存在需要预警的异常状况。
第二种具体步骤如下：
S11、基于安装在污水接受单元处的液体流量监测单元监测的液体流量数据，计算污水存储单元的第一污水净增量；
基于安装在污水存储单元处的液面高度监测单元监测到的液面高度变化数据，计算污水存储单元的第二污水净增量，即
第二污水增量＝Vpost–Vpre
其中，Vpost为污水接受完毕后，污水存储单元中污水液面高度对应的体积，Vpost为污水接受开始前，污水液面高度对应的体积；
S12、比较第一污水净增量和第二污水净增量的相对差异，若差异大于8％，则确定存在需要报警的异常状况。相对差异的计算公式如下：
其中，abs为绝对值函数，abs(x)意为对x取绝对值。
第三种具体步骤如下：
S21、基于安装在污水排放单元处的液体流量监测单元监测的液体流量数据，计算污水排放时污水存储单元中的第三污水净减量；
基于安装在污水存储单元处的液面高度监测单元监测到的液面高度变化数据，计算污水排放时污水存储单元中的第二污水净减量，具体公式为：
第二污水净减量＝Vpre–Vpost
其中，Vpre为污水排放开始前，污水存储单元中污水液面高度对应的体积，Vpost为污水排放结束后，污水液面高度对应的体积；
S22、比较第三污水净减量和第四污水净减量的相对差异，若差异大于8％，则确定存在需要报警的异常状况。相对差异的计算公式如下：
其中，abs为绝对值函数，abs(x)意为对x取绝对值。
***控制与通讯单元内置个人身份信息，以方便污水转运工具的个体身份识别，借助4G/5G移动通信技术，将监测数据定期传输至互联网云服务器，并接受互联网云服务器发送的控制信号，调整监测单元的工作参数。优选的，所述调整监测单元的工作参数为调整液面高度监测单元的液面数据分析与传输模块进行数据处理时采用的时间频率。
具体地说，将液面高度监测单元、倾角和振动监测单元、地理定位监测单元监测到的数据，传输至互联网云服务器的方式为定期传输，在本方案中为每分钟1次；将液体流量检测单元监测到的数据传输至互联网云服务器的方式为实时传输，在本方案中的时限为污水接受结束后的1分钟以内。
在无法连接4G/5G移动通信网络时，可将待发送的数据暂时储存起来，待与4G/5G移动通信网络恢复连接后，再将已储存的且未发送的数据传输至互联网云服务器。
定期发送至互联网云服务器的监测数据包括个体身份识别信息、当前所处的地理位置、污水存储单元中的液面高度数据、倾角和振动监测数据、与前述所有监测数据对应的监测时间点或时间段。在污水接受和排放结束后实时发送至互联网云服务器的监测数据包括以下内容：个体身份识别信息、当前所处的地理位置、流量性质、流量数据、倾角和振动监测数据、与前述所有监测数据对应的监测时间点或时间段。其中，流量性质分“污水接受”和“污水排放”两类。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种监控污水转运过程的***，其特征在于，包括
污水存储单元，用于储存污水；
污水接受单元，用于接受污水并传输到污水存储单元中；
污水排放单元，用于排除污水存储单元中存储的污水；
监测单元，用于监测污水状态；
***控制与通讯单元，接受监测单元传输来的监测数据，进行分析处理，并将监测数据定期传输至互联网云服务器，并接受互联网云服务器发送的控制信号，调整监测单元的工作参数；
互联网云服务器，用于接收***控制与通讯单元传输来的监测数据，并对数据进行分析，针对异常状况实施预警或报警；
所述监测单元包括
液面高度监测单元，固定在污水存储单元上，用于实时监测污水存储单元中的污水液面高度；
液体流量监测单元，固定于污水接受单元和排放单元处，用于实时监测污水的收集和排放情况；
倾角和振动监测单元，固定于污水存储单元处，用于实时检测污水转运工具的三维倾斜和振动情况；
地理位置监测单元，用于实时监测污水转运工具的地理位置。
2.根据权利要求1所述的一种监控污水转运过程的***，其特征在于，所述液面高度监测单元中的液面数据处理与传输模块对连续实时获取的原始测量数据按指定时间频率拆分为多个区段，并对每个时间区段内的原始测量数据取平均值。
3.根据权利要求1所述的一种监控污水转运过程的***，其特征在于，所述互联网云服务器分析监测数据的预警以下步骤：获得液面高度监测单元监测的液面高度和倾角和振动监测单元监测到的实时三维倾斜角度、震动情况数据，实时计算液面高度与污水存储单元最大可用高度的比值，若比值高于80％，实时三维倾斜角度均不超过15度、振动传感器监测到的振动情况未超出该污水转运工具的预设值这两个条件，则确定存在需要预警的异常状况。
4.根据权利要求1所述的一种监控污水转运过程的***，其特征在于，所述液体流量监测单元中的流量数据处理及传输模块基于实时获取的原始测量数据，标记出液体开始排放的时间点、液体排放结束的时间点；所述液体开始排放的时间点满足的条件为：时间点前不少于30S的连续时间内，流量为0，该时间点的实时流量大于0，该时间点后不小于30S内，每个时间点的流量均大于0。所述液体排放结束的时间点满足的条件为：时间点前不少于30S的连续时间内，每个时间点的流量均大于0，该时间点的实时流量大于0，该时间点后不小于30S内，流量为0。
5.根据权利要求1所述的一种监控污水转运过程的***，其特征在于，所述互联网云服务器分析监测数据的预警包括以下步骤：
S11、基于安装在污水接受单元处的液体流量监测单元监测的液体流量数据，计算污水存储单元的第一污水净增量；
基于安装在污水存储单元处的液面高度监测单元监测到的液面高度变化数据，计算污水存储单元的第二污水净增量，即
第二污水增量＝Vpost–Vpre
其中，Vpost为污水接受完毕后，污水存储单元中污水液面高度对应的体积，Vpost为污水接受开始前，污水液面高度对应的体积；
S12、比较第一污水净增量和第二污水净增量的相对差异，若差异大于8％，则确定存在需要报警的异常状况；相对差异的计算公式如下：
其中，abs为绝对值函数，abs(x)意为对x取绝对值。
6.根据权利要求1所述的一种监控污水转运过程的***，其特征在于，所述互联网云服务器分析监测数据的预警包括以下步骤：
S21、基于安装在污水排放单元处的液体流量监测单元监测的液体流量数据，计算污水排放时污水存储单元中的第三污水净减量；
基于安装在污水存储单元处的液面高度监测单元监测到的液面高度变化数据，计算污水排放时污水存储单元中的第二污水净减量，具体公式为：
第二污水净减量＝Vpre–Vpost
其中，Vpre为污水排放开始前，污水存储单元中污水液面高度对应的体积，Vpost为污水排放结束后，污水液面高度对应的体积；
S22、比较第三污水净减量和第四污水净减量的相对差异，若差异大于8％，则确定存在需要报警的异常状况；相对差异的计算公式如下：
其中，abs为绝对值函数，abs(x)意为对x取绝对值。
7.根据权利要求1所述的一种监控污水转运过程的***，其特征在于，***控制与通讯单元借助4G/5G移动通信技术，将监测数据定期传输至互联网云服务器，并接受互联网云服务器发送的控制信号，调整监测单元的工作参数，所述调整监测单元的工作参数为调整液面高度监测单元的液面数据分析与传输模块进行数据处理时采用的时间频率。
8.根据权利要求1所述的一种监控污水转运过程的***，其特征在于，将液面高度监测单元、倾角和振动监测单元、地理定位监测单元监测到的数据，传输至互联网云服务器的方式为定期传输，将液体流量检测单元监测到的数据传输至互联网云服务器的方式为实时传输。
9.根据权利要求8所述的一种监控污水转运过程的***，其特征在于，定期发送至互联网云服务器的监测数据包括个体身份识别信息、当前所处的地理位置、污水存储单元中的液面高度数据、倾角和振动监测数据、与所有监测数据对应的监测时间点或时间段。
10.根据权利要求8所述的一种监控污水转运过程的***，其特征在于，在污水接受和排放结束后实时发送至互联网云服务器的监测数据包括以下内容：个体身份识别信息、当前所处的地理位置、流量性质、流量数据、倾角和振动监测数据、与所有监测数据对应的监测时间点或时间段；其中，流量性质分“污水接受”和“污水排放”两类。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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