[发明专利]一种水质监测预警系统

权利要求书

1.一种水质监测预警系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据处理模块、水质预警模块，所述数据采集模块用于对水质的实时数据进行监测和采集，所述数据处理模块用于对采集的水质数据进行处理，所述水质预警模块用于根据处理后的水质数据进行水质预警。

2.根据权利要求1所述的水质监测预警系统，其特征在于，所述数据处理模块包括第一处理子模块、第二处理子模块、第三处理子模块和数据评价子模块，所述第一处理子模块用于对缺失水质数据进行修复，所述第二处理子模块用于对异常水质数据进行修复，所述第三处理子模块用于对经过第一处理子模块和第二处理子模块修复的水质数据进行去噪处理，所述数据评价子模块用于对去噪后的水质数据进行评价。

3.根据权利要求2所述的水质监测预警系统，其特征在于，所述第一处理子模块用于对缺失水质数据进行修复，具体为：

对于时间间隔不大的缺失水质数据，采用下式对其作修复处理：

式中，s_k、s_k+j和s_k+j+1分别表示k时刻、k+j时刻和k+j+1时刻监测的水质数据，s_k+i表示k+i时刻缺失的水质数据，0＜i＜j。

4.根据权利要求3所述的水质监测预警系统，其特征在于，所述第二处理子模块用于对异常水质数据进行剔除，具体为：

若k时刻水质数据变化范围在其前后时刻水质数据±30％以外，则认为该水质数据异常，采用下式对该异常水质数据进行处理：

式中，s_k表示k时刻异常水质数据的修复数据，s_k-1、s_k+1、s_k-2、s_k+2分别表示k-1、k+1、k-2、k+2时刻的水质数据。

5.根据权利要求4所述的水质监测预警系统，其特征在于，所述数据评价子模块用于对去噪后的水质数据进行评价，具体为：

采用下式确定评价因子：

式中，P表示评价因子，t表示时间变量，f(t)表示t时刻含噪声的水质数据，f′(t)表示t时刻去噪后的水质数据；所述评价因子越大，表示第三处理子模块的去噪效果越好。

6.根据权利要求5所述的水质监测预警系统，其特征在于，所述水质预警模块包括指标构建子模块和预警子模块，所述指标构建子模块用于确定用于水质预警的指标，所述预警子模块用于根据水质预警指标进行水质预警。

7.根据权利要求6所述的水质监测预警系统，其特征在于，所述指标构建子模块用于确定用于水质预警的指标，具体为：将水质预警的指标确定为降雨量、太阳辐射、水温、空气湿度、气压、溶解氧、PH值。

8.根据权利要求7所述的水质监测预警系统，其特征在于，所述预警子模块用于根据水质预警指标进行水质预警，具体为：

对水质预警的指标进行分类处理，将其划分为指标值越大指标越优和指标值越小指标越优的两类指标，对于指标值越大指标越优的指标，采用下式进行归一化处理式中，x、x′分别为指标归一化前后值，x_max、x_min分别为指标最大值和最小值，对于指标值越小指标越优的指标，采用下式进行归一化处理式中，x、x＇分别为指标归一化前后值，x_max、x_min分别为指标最大值和最小值，得到归一化的降雨量、太阳辐射、水温、空气湿度、气压、溶解氧、PH值；

对于每个归一化的指标值，设定相应的预警阈值，对于指标值越大指标越优的指标，小于相应的预警阈值时进行预警,对于指标值越小指标越优的指标，大于相应的预警阈值时进行预警。