[发明专利]基于大数据和物联网的饮水工程饮用水输送安全监测预警管理系统

权利要求书

1.基于大数据和物联网的饮水工程饮用水输送安全监测预警管理系统，其特征在于：包括管道划分模块、温度检测模块、温度分析模块、灰度图像采集模块、灰度图像处理模块、留存水体积获取模块、体积占比分析模块、管道厚度获取模块、分析服务器、预警显示模块和存储数据库；

所述分析服务器分别与体积占比分析模块、管道厚度获取模块、预警显示模块和存储数据库连接，温度检测模块分别与管道划分模块和温度分析模块连接，温度分析模块分别与灰度图像采集模块和存储数据库连接，灰度图像处理模块分别与灰度图像采集模块、管道厚度获取模块和留存水体积获取模块连接，体积占比分析模块分别与留存水体积获取模块和存储数据库连接；

所述管道划分模块用于对山区饮水工程中饮用水管道进行划分，按照管道长度等分方式划分成长度相同的若干段饮用水管道，对山区饮水工程中各段饮用水管道按照设定的顺序依次进行编号，山区饮水工程中各段饮用水管道编号分别为1,2,...,i,...,n，将山区饮水工程中各段饮用水管道编号发送至温度检测模块；

所述温度检测模块用于接收管道划分模块发送的山区饮水工程中各段饮用水管道编号，对接收的山区饮水工程中各段饮用水管道周围的温度进行实时检测，统计山区饮水工程中各段饮用水管道周围的温度，构成山区饮水工程中各段饮用水管道周围的温度集合T(T₁,T₂,...,T_i,...,T_n)，T_i表示为山区饮水工程中第i段饮用水管道周围的温度，将山区饮水工程中各段饮用水管道周围的温度集合发送至温度分析模块；

所述温度分析模块用于接收温度检测模块发送的山区饮水工程中各段饮用水管道周围的温度集合，提取存储数据库中存储的饮用水结冰的标准临界温度，将山区饮水工程中各段饮用水管道周围的温度与饮用水结冰的标准临界温度进行对比，若山区饮水工程中某段饮用水管道周围的温度大于饮用水结冰的标准临界温度，表明该段饮用水管道内饮用水不会结冰，若山区饮水工程中某段饮用水管道周围的温度小于或等于饮用水结冰的标准临界温度，表明该段饮用水管道内饮用水会结冰，统计山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道编号，将山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道编号发送至灰度图像采集模块；

所述灰度图像采集模块包括若干x射线检测仪，用于接收温度分析模块发送的山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道编号，通过控制饮用水会结冰的各段饮用水管道对应的x射线检测仪采集对应管道内的灰度图像，统计山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像，构成山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像集合P(p₁,p₂,...,p_j,...,p_m),m≤n，p_j表示为山区饮水工程中饮用水会结冰的第j段饮用水管道内灰度图像，将山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像集合发送至灰度图像处理模块；

所述灰度图像处理模块用于接收灰度图像采集模块发送的山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像集合，对接收的山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像进行图像处理，统计处理后的山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像，将处理后的山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像分别发送至留存水体积获取模块和管道厚度获取模块；

所述留存水体积获取模块用于接收灰度图像处理模块发送的处理后的山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像，获取山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像中的留存水体积，统计山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像中的留存水体积，构成山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像中的留存水体积集合V(V₁,V₂,...,V_j,...,V_m),m≤n,V_j表示为山区饮水工程中饮用水会结冰的第j段饮用水管道内灰度图像中的留存水体积，将山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像中的留存水体积集合发送至体积占比分析模块；

所述体积占比分析模块用于接收留存水体积获取模块发送的山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像中的留存水体积集合，提取存储数据库中存储的山区饮水工程中饮用水管道内标准灰度图像中安全留存水体积，计算山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内留存水体积占比，统计山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内留存水体积占比，将山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内留存水体积占比发送至分析服务器；

所述管道厚度获取模块用于接收灰度图像处理模块发送的处理后的山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像，获取山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像中的管道厚度，统计山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像中的管道厚度，构成山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像中的管道厚度集合L(L₁,L₂,...,L_j,...,L_m),m≤n,L_j表示为山区饮水工程中饮用水会结冰的第j段饮用水管道内灰度图像中的管道厚度，将山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像中的管道厚度集合发送至分析服务器；

所述分析服务器用于接收体积占比分析模块发送的山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内留存水体积占比，同时接收管道厚度获取模块发送的山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道内灰度图像中的管道厚度集合，提取存储数据库中存储的饮用水管道结冰的安全影响系数、饮用水管道厚度的输送安全补偿系数和标准灰度图像尺寸与实际尺寸的比例，计算山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道的综合安全影响系数，同时提取存储数据库中存储的山区饮水工程中饮用水管道的标准安全影响系数，将山区饮水工程中饮用水会结冰的各段饮用水管道的综合安全影响系数与标准安全影响系数，若山区饮水工程中饮用水会结冰的某段饮用水管道的综合安全影响系数小于或等于标准安全影响系数，表明该段饮用水管道处于安全阶段，若山区饮水工程中饮用水会结冰的某段饮用水管道的综合安全影响系数大于标准安全影响系数，表明该段饮用水管道处于危险阶段，统计山区饮水工程中处于危险阶段的各段饮用水管道编号，将山区饮水工程中处于危险阶段的各段饮用水管道编号发送至预警显示模块；

所述预警显示模块用于接收分析服务器发送的山区饮水工程中处于危险阶段的各段饮用水管道编号，并进行预警和显示，工作人员根据显示的编号进行对应段饮用水管道的处理措施；

所述存储数据库用于存储饮用水结冰的标准临界温度，同时存储山区饮水工程中饮用水管道内标准灰度图像中安全留存水体积V_标，并存储饮用水管道结冰的安全影响系数μ、饮用水管道厚度的输送安全补偿系数λ和标准灰度图像尺寸与实际尺寸的比例α，存储山区饮水工程中饮用水管道的标准安全影响系数。