[发明专利]一种智能排水系统

说明书

技术领域

    本发明涉及给排水领域，特别是一种实现动态系统监控、设备自动化监控、管网模型仿真分析为一体的智慧水务中的智能化运行监控排水系统。

背景技术

    现有排水系统分为多个环节，每个环节的运行都有相关性，目前现状基本属于：独立的管网监控单元，独立的静态管网模型分析，独立的自动化单元等。它们没有互联，更没有具有关联性分析后具有实际规则的智能化运行监控系统。

  管网监控单元是获取管网的实际运行状态，例如排水中的流量 水位等；管网模型是通过函数关系和现况基础数据等来分析仿真系统的各种能力和状态的，目前国内无动态实时仿真分析的，属于某种状态的静态分析；自动化单元是指电气设备的实际运行和自动化控制系统，例如供排水中的泵站的关开度等。

    现有的管网模型主要应用于仿真，就是利用现有的基础数据和历史数据对现况进行仿真模拟和校核，没有对系统的动态监测数据进行动态仿真，更无法将动态仿真的结果展示在实时监控系统上，仅仅为某种状态下的静态仿真。    

    目前的设备自动化运行是独立的简单条件控制，没有结合系统的实际状态进行同步。实际中 管网中的水的运行和泵站运行是脱节的，但是泵站运行是为了满足需求来运输水的。无论在 制水 输水 送水 配水 排水户排水 提水 处理水 排放水的环节中，各个环节实际控制中没有关联。 但是为了满足整个系统需求，应该是 每个环节都是关联联动的。

实际的目前现状运行下，不仅仅是产生了很大的浪费，例如在末端取水需求量小的情况下，上游环节仍然原有状态工作，设备寿命减少，管网损坏更大，而且易于引起管网漏损等，还有大量的电能被浪费。例如排水管网中的水量需要一定时间运输至泵站，但提升泵站仅仅按照泵站池的2个水位来简单工作，没有发挥出整个系统的最大优势，特别是在 防洪排涝时会产生可以避免的损失。

发明内容

本发明提供了一种智能排水系统，其包括自动化单元、交互式平台、管网模型、管网监控单元以及智能采集终端；

所述自动化单元获取系统中的设备参数与设备状态并发送至所述交互式平台，同时从所述交互式平台获取工作规则对系统中的设备进行控制；

所述交互式平台分别与所述自动化单元、管网监控单元以及管网模型连接，所述交互式平台用于所述自动化单元、管网监控单元以及管网模型之间的数据的安全交互；

所述管网模型根据系统中各设备参数与状态、基础数据以及管网的实时运行数据对系统的水文、水质以及水动力进行模拟仿真得到仿真状态；

所述管网监控单元通过智能采集终端获取管网实时的运行状态，并将管网的实时运行数据与仿真状态、内置规则进行对比运算得到结果数据并将所述结果数据发送至交互式平台；

所述交互式平台根据所述结果数据发送工作规则至系统中的各设备，所述各设备根据所述工作规则运行。

较佳地，所述设备参数与设备状态包括排水系统中提升泵站和污水厂泵站的数量，每台泵的开度，关停状态，每台泵的关停的水位设置参数依据，污水厂的加药设备，曝气机，污泥脱水机，风机，输送机，刮泥机的关停状态和工作规则参数。

较佳地，所述基础数据包括水力数据、水文数据 、水质数据。

较佳地，所述管网的实时数据包括管网中的水位数据、流量数据以及水质数据。

较佳地，所述内置规则包括系统状态的预设参数，系统的最大容忍限度，与时间相关联的系统运行数据。

较佳地，所述水文模拟为降雨径流模拟，其是利用降雨时间计算扣除洼地蓄水、下渗等径流损失后生成城市地表径流的降雨部分，包括输入降雨资料，计算径流损失，降雨过程和雨水口入流过程线。

    较佳地，所述水动力模拟是对管网汇流的计算，即管道中水流运动的演算由上游逐渐向下确定系统的流量过程线。

较佳地，所述水质模拟用于预测各种污染物组分从分散地方集结、冲洗到排水管道、污水处理厂和受纳水体的迁移过程，模拟排水系统特定位置处污染物浓度随时间的变化，进而用以改善系统性能，优化系统中污染物的滞留情况。

较佳地，所述工作规则具有优先级顺序。

通过本发明提供的智能排水系统，可以提起获知排水系统运行的最大能力，排水管道的实时运行情况，泵站的同步状态，污水厂的运行，溢水口等排水系统个环节之间的动态关联关系 ，并且可以找出他们的关系并建立系统最优的工作规则 ，而且可以对各种工作实施会产生的影响和后果，并且是实时的进行决策和可知结果的执行。