CN116339175B - 基于大数据分析的供水泵房自控*** - Google Patents

基于大数据分析的供水泵房自控*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于大数据分析的供水泵房自控***，涉及泵房控制技术领域，解决了后续对水源进行加压后，因未对加压参数进行调控，很容易因水流量过大，造成水资源浪费的技术问题，根据水源趋势分析图的具体参数，进行部分颜色标识，并进行时段交错分析，确认用水高峰时段，并同时确认供压值，保障居民的正常用水；再对用水高峰时段所产生的污染参数进行监测分析，通过分析水源利用比的具体数值大小，判定是否需要调节对应的供压值，后续，为了确保建筑楼居民能得到一个充分的用水体验，同时降低水资源的浪费，故需要对加压后的数值进行再调整，以此提升供水泵房的整体自控效果，提升自控效率。

Description

基于大数据分析的供水泵房自控***
技术领域
本发明属于泵房控制技术领域，具体是基于大数据分析的供水泵房自控***。
背景技术
泵房是安装水泵、电动机、水泵控制柜及其他辅助设备的建筑物，是水泵站工程的主体，其主要作用是为水泵机组、辅助设备及运行管理人员提供良好的工作条件。
专利公开号为CN113359552B的发明公开了一种基于大数据分析的供水泵房自控***，包括一次供水泵房、与一次供水泵房连接的多个二次供水泵房、设置于一次供水泵房与二次供水泵房的出水端的无线压力传感器、及与无线压力传感器连接的智能控制终端，一次供水泵房与水源连接，二次供水泵房与用水终端连接并用于为用水终端供水，二次供水泵房包括与一次供水泵房连接的进水管、与用水终端连接的出水管、设置于进水管与出水管之间的压力调节泵，智能控制终端与压力调节泵通信连接，无线压力传感器设置于出水管，与相关技术相比，本发明提供的基于大数据分析的供水泵房自控***，全天时段适配、自动计算控制调节。本发明还提供了一种基于大数据分析的供水泵房自控方法。
在建筑楼栋内，通过供水泵房对楼栋进行供水，但在具体操作过程中，在用水高峰时段，部分用户的水源水压较小，会影响对应用户的使用体验，且，后续对水源进行加压后，因未对加压参数进行调控，很容易因水流量过大，造成水资源过度使用，从而造成水资源浪费。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了基于大数据分析的供水泵房自控***，用于解决后续对水源进行加压后，因未对加压参数进行调控，很容易因水流量过大，造成水资源浪费的技术问题。
为实现上述目的，根据本发明的实施例提出基于大数据分析的供水泵房自控***，包括数据获取端、实时监测端以及泵房自控中心；
所述泵房自控中心包括分析图构建单元、趋势分析单元、存储单元、控制单元、利用比分析单元以及加压调整分析单元；
所述数据获取端，用于对建筑楼栋过往时间不同时段的水源消耗参数进行获取，并将所获取的数据传输至泵房自控中心内；
所述泵房自控中心内部的分析图构建单元，根据过往时间不同时段的水源消耗参数，将过往时间划分为若干个分析周期，每个分析周期之间间隔24h，将属于每个不同分析周期的水源消耗参数进行确认构建水源趋势分析图，具体方式为：
根据每个不同水源消耗参数所对应的时段值，以时间走向为横向坐标轴，以水源消耗参数为竖向坐标轴，构建水源趋势分析图，并将所构建的属于每个不同分析周期的水源趋势分析图传输至趋势分析单元内；
所述趋势分析单元，对所构建的每组水源趋势分析图进行走向趋势分析，并根据趋势分析结果，判定用水高峰时段，再根据所判定的用水高峰时段，对不同供水区域的供压值进行调整，并将调整后的供压值传输至控制单元内，具体方式为：
将一组水源趋势分析图内的水源消耗参数标记为XHi，其中i代表不同的时间点，从存储单元内提取预设值Y1，当XHi≤Y1时，不进行任何处理，反之，将对应的水源消耗参数标记为异常参数，根据所确定的异常参数，在对应水源趋势分析图内进行颜色标识，确认标识区域；
再采用同样的方式依次对若干个水源趋势分析图进行颜色标识，同样确认标识区域；
将若干个水源趋势分析图内所出现的标识区域进行交错分析，将交错分析过程中，相同的时间区域标记为用水高峰时段，其中，相同的时间区域存在20组以上时，便直接将对应的时间区域标记为用水高峰时段；
确认此用水高峰时段的总用水量YLk，其中k代表不同的用水高峰时段，并进行均值处理，得到单位时间的用水量DYk，再将不同用水高峰时段单位时间的用水量DYk再次进行均值处理，得到待确定值；
采用待确定值÷Y2=调整值，其中Y2为预设值，且Y2的含义为正常供压状态下，正常单位时间内的供水量，获取原始泵房加压参数，并将其标记为JY，采用JY×（1+调整值）=GY得到供压值，并依次确认不同建筑楼栋二次供水区域的供压值GY；
将所确定的供压值GY传输至控制单元内，在下次到达此用水高峰时段时，使泵压值达到GY，保障建筑楼栋居民的正常用水；
所述实时监测端，用于对建筑所产生的排水量的污染参数进行实时监测，污染参数为单位体积内水源的污染值，将所采集的排水量以及污染参数传输至利用比分析单元内；
所述利用比分析单元，根据实时监测的污染参数，对加压后的水源利用比进行分析确认，并同时获取加压前的水源利用比进行确认，将确认后的具体数值传输至加压调整分析单元内，具体方式为：
根据实时监测的排水量以及污染参数，再根据所确定的用水高峰时段，对用水高峰时段内对应的污染参数进行记录，并将此时段内若干组污染参数进行均值处理，得到属于此时段的污染均值，并将其标记为此用水高峰时段的水源利用比LB；
再确认不属于用水高峰时段的污染参数，并进行均值处理，得到其他时段的污染均值，并将其标记为其他用水时段的水源利用比YB；
当LB≥YB时，不进行任何处理，反之，将用水高峰时段的供压值GY与水源利用比LB进行捆绑，将其他时段的供压值JY与水源利用比YB进行捆绑，传输至加压调整分析单元内；
所述加压调整分析单元，根据利用比分析单元所发送的捆绑数据，对供压值再分析，确认一组标准压，并以此标准压作为后续用水高峰时段的供压值，并传输至控制单元内；具体方式为：
采用标准压=（GY+JY）÷2得到标准压，并将所确认的标准压传输至控制单元内。
优选的，所述控制单元根据所接收的标准压对后续用水高峰时段的供压值进行调整，将其调整为标准压，进行水源自适应供压处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：预先根据过往周期所产生的参数，构建对应的水源趋势分析图，再根据水源趋势分析图的具体参数，进行部分颜色标识，并进行时段交错分析，确认用水高峰时段，并同时确认供压值，保障居民的正常用水；
再对用水高峰时段所产生的污染参数进行监测分析，通过分析水源利用比的具体数值大小，判定是否需要调节对应的供压值，后续，为了确保建筑楼居民能得到一个充分的用水体验，同时降低水资源的浪费，故需要对加压后的数值进行再调整，以此提升供水泵房的整体自控效果，提升自控效率。
附图说明
图1为本发明基于大数据分析的供水泵房自控***的原理框架示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，本申请提供了基于大数据分析的供水泵房自控***，包括数据获取端、实时监测端以及泵房自控中心；
所述数据获取端以及实时监测端均与泵房自控中心输入端电性连接；
所述泵房自控中心包括分析图构建单元、趋势分析单元、存储单元、控制单元、利用比分析单元以及加压调整分析单元，所述分析图构建单元以及存储单元均与趋势分析单元输入端电性连接，所述趋势分析单元与控制单元输入端电性连接，所述利用比分析单元与加压调整分析单元输入端电性连接，所述加压调整分析单元与控制单元输入端电性连接；
所述数据获取端，用于对建筑楼栋过往时间不同时段的水源消耗参数进行获取，并将所获取的数据传输至泵房自控中心内，其中过往时间为过往30天；
所述泵房自控中心内部的分析图构建单元，根据过往时间不同时段的水源消耗参数，将过往时间划分为30个分析周期，将属于每个不同分析周期的水源消耗参数进行确认；
根据每个不同水源消耗参数所对应的时段值，以时间走向为横向坐标轴，以水源消耗参数为竖向坐标轴，构建水源趋势分析图，并将所构建的属于每个不同分析周期的水源趋势分析图传输至趋势分析单元内。
所述趋势分析单元，对所构建的每组水源趋势分析图进行走向趋势分析，并根据趋势分析结果，判定用水高峰时段，再根据所判定的用水高峰时段，对不同供水区域的供压值进行调整，并将调整后的供压值传输至控制单元内，其中，进行走向趋势分析的具体方式为：
将一组水源趋势分析图内的水源消耗参数标记为XHi，其中i代表不同的时间点，且i=1、2、……、n，从存储单元内提取预设值Y1，且Y1的具体取值由操作人员根据经验拟定，当XHi≤Y1时，不进行任何处理，反之，将对应的水源消耗参数标记为异常参数，根据所确定的异常参数，在对应水源趋势分析图内进行颜色标识，确认标识区域；
再采用同样的方式依次对若干个水源趋势分析图进行颜色标识，同样确认标识区域；
将若干个水源趋势分析图内所出现的标识区域进行交错分析，将交错分析过程中，相同的时间区域标记为用水高峰时段，其中，相同的时间区域存在20组以上时，便直接将对应的时间区域标记为用水高峰时段；
确认此用水高峰时段的总用水量YLk，其中k代表不同的用水高峰时段，并进行均值处理，得到单位时间的用水量DYk，再将不同用水高峰时段单位时间的用水量DYk再次进行均值处理，得到待确定值；
采用待确定值÷Y2=调整值，其中Y2为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，且Y2的含义为正常供压状态下，正常单位时间内的供水量，获取原始泵房加压参数，并将其标记为JY，采用JY×（1+调整值）=GY得到供压值，并依次确认不同建筑楼栋二次供水区域的供压值GY；
将所确定的供压值GY传输至控制单元内，在下次到达此用水高峰时段时，使泵压值达到GY，保障建筑楼栋居民的正常用水。
具体的，在过往的数据中，不同的时间点均对应有不同的水源消耗参数，将超出指定预设值的部分进行颜色标识，带有颜色标识的部分线段便代表用水高峰，且，将不同周期内带有颜色标识的区域进行再分析确认，将所分析确认的颜色标识区域进行交错分析，以此确认用水高峰时段，后续再根据用水高峰时段所出现的具体峰值，对供压值进行调整，保障建筑楼居民的正常用水。
实施例二
本实施例在具体实施过程中，相较于实施例一，其具体区别在于：
所述实时监测端，用于对建筑所产生的排水量的污染参数进行实时监测，其中，污染参数为单位体积内水源的污染值，其具体数值由对应的传感器采集，将所采集的排水量以及污染参数传输至利用比分析单元内；
在建筑的污水排放区域，设定指定的传感器，并通过使用指定的传感器对污染参数进行监测，并同时将所监测的数值传输至利用比分析单元内，通过利用比分析单元，对污染参数进行记录并分析。
所述利用比分析单元，根据实时监测的污染参数，对加压后的水源利用比进行分析确认，并同时获取加压前的水源利用比进行确认，将确认后的具体数值传输至加压调整分析单元内，其中，进行分析确认的具体方式为：
根据实时监测的排水量以及污染参数，再根据所确定的用水高峰时段，对用水高峰时段内对应的污染参数进行记录，并将此时段内若干组污染参数进行均值处理，得到属于此时段的污染均值，并将其标记为此用水高峰时段的水源利用比LB；
再确认不属于用水高峰时段的污染参数，并进行均值处理，得到其他时段的污染均值，并将其标记为其他用水时段的水源利用比YB；
当LB≥YB时，不进行任何处理，反之，将用水高峰时段的供压值GY与水源利用比LB进行捆绑，将其他时段的供压值JY与水源利用比YB进行捆绑，传输至加压调整分析单元内。
具体的，在实际应用场景中，在用水高峰时段，原始未加压状态下，其水源流速较慢，故对应时段所消耗的水量并不高，造成的污染参数便高，其水源利用比一般也比较高，在加压状态下，对应水源流速较快，水压大，在此类状态下，水源的整体使用量肯定会高于正常时段的用水量，故污染参数会适应性降低，故，此类情况也会造成水资源浪费；
故，为了确保建筑楼居民能得到一个充分的用水体验，同时降低水资源的浪费，故需要对加压后的数值进行再调整，以此提升供水泵房的整体自控效果，提升自控效率。
所述加压调整分析单元，根据利用比分析单元所发送的捆绑数据，对供压值再分析，确认一组标准压，并以此标准压作为后续用水高峰时段的供压值，并传输至控制单元内，其中进行再分析的具体方式为：
预先将用水高峰时段的供压值GY进行确认，再将其他时段的供压值JY进行确认；
采用标准压=（GY+JY）÷2得到标准压，并将所确认的标准压传输至控制单元内。
所述控制单元，根据所接收的标准压，对后续用水高峰时段的供压值进行调整，将其调整为标准压，进行水源自适应供压处理。
上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。
本发明的工作原理：预先根据过往周期所产生的参数，构建对应的水源趋势分析图，再根据水源趋势分析图的具体参数，进行部分颜色标识，并进行时段交错分析，确认用水高峰时段，并同时确认供压值，保障居民的正常用水；
再对用水高峰时段所产生的污染参数进行监测分析，通过分析水源利用比的具体数值大小，判定是否需要调节对应的供压值，后续，为了确保建筑楼居民能得到一个充分的用水体验，同时降低水资源的浪费，故需要对加压后的数值进行再调整，以此提升供水泵房的整体自控效果，提升自控效率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (6)

1.基于大数据分析的供水泵房自控***，其特征在于，包括数据获取端、实时监测端以及泵房自控中心；
所述泵房自控中心包括分析图构建单元、趋势分析单元、存储单元、控制单元、利用比分析单元以及加压调整分析单元；
所述数据获取端，用于对建筑楼栋过往时间不同时段的水源消耗参数进行获取，并将所获取的数据传输至泵房自控中心内；
所述泵房自控中心内部的分析图构建单元，根据过往时间不同时段的水源消耗参数，将过往时间划分为若干个分析周期，每个分析周期之间间隔24h，将属于每个不同分析周期的水源消耗参数进行确认构建水源趋势分析图；
所述趋势分析单元，对所构建的每组水源趋势分析图进行走向趋势分析，并根据趋势分析结果，判定用水高峰时段，再根据所判定的用水高峰时段，对不同供水区域的供压值进行调整，并将调整后的供压值传输至控制单元内；
所述实时监测端，用于对建筑所产生的排水量的污染参数进行实时监测，污染参数为单位体积内水源的污染值，将所采集的排水量以及污染参数传输至利用比分析单元内；
所述利用比分析单元，根据实时监测的污染参数，对加压后的水源利用比进行分析确认，并同时获取加压前的水源利用比进行确认，将确认后的具体数值传输至加压调整分析单元内；
所述加压调整分析单元，根据利用比分析单元所发送的捆绑数据，对供压值再分析，确认一组标准压，并以此标准压作为后续用水高峰时段的供压值，并传输至控制单元内。
2.根据权利要求1所述的基于大数据分析的供水泵房自控***，其特征在于，所述分析图构建单元构建水源趋势分析图的方式为：
根据每个不同水源消耗参数所对应的时段值，以时间走向为横向坐标轴，以水源消耗参数为竖向坐标轴，构建水源趋势分析图，并将所构建的属于每个不同分析周期的水源趋势分析图传输至趋势分析单元内。
3.根据权利要求2所述的基于大数据分析的供水泵房自控***，其特征在于，所述趋势分析单元进行走向趋势分析的具体方式为：
将一组水源趋势分析图内的水源消耗参数标记为XHi，其中i代表不同的时间点，从存储单元内提取预设值Y1，当XHi≤Y1时，不进行任何处理，反之，将对应的水源消耗参数标记为异常参数，根据所确定的异常参数，在对应水源趋势分析图内进行颜色标识，确认标识区域；
再采用同样的方式依次对若干个水源趋势分析图进行颜色标识，同样确认标识区域；
将若干个水源趋势分析图内所出现的标识区域进行交错分析，将交错分析过程中，相同的时间区域标记为用水高峰时段，其中，相同的时间区域存在20组以上时，便直接将对应的时间区域标记为用水高峰时段；
确认此用水高峰时段的总用水量YLk，其中k代表不同的用水高峰时段，并进行均值处理，得到单位时间的用水量DYk，再将不同用水高峰时段单位时间的用水量DYk再次进行均值处理，得到待确定值；
采用待确定值÷Y2=调整值，其中Y2为预设值，且Y2的含义为正常供压状态下，正常单位时间内的供水量，获取原始泵房加压参数，并将其标记为JY，采用JY×（1+调整值）=GY得到供压值，并依次确认不同建筑楼栋二次供水区域的供压值GY；
将所确定的供压值GY传输至控制单元内，在下次到达此用水高峰时段时，使泵压值达到GY，保障建筑楼栋居民的正常用水。
4.根据权利要求1所述的基于大数据分析的供水泵房自控***，其特征在于，所述利用比分析单元对加压后的水源利用比进行分析确认的具体方式为：
根据实时监测的排水量以及污染参数，再根据所确定的用水高峰时段，对用水高峰时段内对应的污染参数进行记录，并将此时段内若干组污染参数进行均值处理，得到属于此时段的污染均值，并将其标记为此用水高峰时段的水源利用比LB；
再确认不属于用水高峰时段的污染参数，并进行均值处理，得到其他时段的污染均值，并将其标记为其他用水时段的水源利用比YB；
当LB≥YB时，不进行任何处理，反之，将用水高峰时段的供压值GY与水源利用比LB进行捆绑，将其他时段的供压值JY与水源利用比YB进行捆绑，传输至加压调整分析单元内。
5.根据权利要求4所述的基于大数据分析的供水泵房自控***，其特征在于，所述加压调整分析单元对供压值再分析的具体方式为：
采用标准压=（GY+JY）÷2得到标准压，并将所确认的标准压传输至控制单元内。
6.根据权利要求5所述的基于大数据分析的供水泵房自控***，其特征在于，所述控制单元，根据所接收的标准压，对后续用水高峰时段的供压值进行调整，将其调整为标准压，进行水源自适应供压处理。
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