[发明专利]泵站有效历史运行工况提取的方法

说明书

本发明公开了泵站有效历史运行工况提取的方法；包括如下步骤：步骤1、获取泵站历史运行数据；获取与所述泵站一个年度全年的泵站运行工况、泵站前池水位及原始运行时间一一对应的泵站历史运行数据；步骤2、将所述泵站历史运行数据清洗成等步长数据；步骤3、提取所述泵站的所述运行工况对应的突变点；步骤4、提取所述泵站运行水位置信区间。本发明的应用可以快速批量将数据量达到亿级别的泵站历史运行数据中仅占3％的有效运行工况数据提取出来。

技术领域

本发明涉及泵站监测技术领域，特别涉及泵站有效历史运行工况提取的方法。

背景技术

随着全球气候变化加剧造成的极端降雨事件频发，城市内涝以及合流污水溢流发生的频次越来越多。

排水泵站作为城市排水系统中最重要的排水设施之一，其运行工况对于城市防涝和溢流污染起到了决定性的作用。但是由于城市排水多为复杂的串联系统：如，一条主干上的泵站中单个泵站的运行工况改变会对其他泵站起到很大的影响。

因此，在现有技术中，每个泵站的实际运行方案大多为调度人员根据经验来进行调整。对于城市整体排水系统来说，这种单纯凭借经验进行的泵站调度方法具有很大的优化空间。

然而，无论采用机器学习或者人工智能来对城市排水泵站进行调度优化，均需要大量有效的泵站的历史运行工况数据。

在泵站实际运行过程中，泵站超过97％的时刻均处于平稳运行工况，即泵站开启的泵机个数不变，整个泵站的流量与前池水位保持稳定平稳。大量这些时刻的运行数据对于工程师来说是没有研究意义的。对于工程师而言，有效的泵站运行工况的点位为泵站开启泵机个数发生改变的时刻的泵站运行数据。

此外，泵站前池水位的置信区间，即在该泵站长历时的运行数据中，80％以上的前池水位所在区间也是值得研究的，因为这个数据可以后期指导泵站中每个泵机的启闭泵水位优化方案。

但是，由于泵站监测数据数据量大，再加上传感器的监测数据经常出现掉线等。

现有方法很难将有效的泵站运行工况提取出来，导致现阶段泵站的历史运行数据基本没有发挥其应有的价值。

因此，如何快速方便的将泵站的有效历史运行工况进行提取成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供泵站有效历史运行工况提取的方法，实现的目的是可以快速批量将数据量达到亿级别的泵站历史运行数据中仅占3％的有效运行工况数据提取出来。

为实现上述目的，本发明公开了泵站有效历史运行工况提取的方法；包括如下步骤：

步骤1、获取泵站历史运行数据；获取与所述泵站一个年度全年的泵站运行工况、泵站前池水位及原始运行时间一一对应的泵站历史运行数据；

步骤2、将所述泵站历史运行数据清洗成等步长数据；

步骤3、提取所述泵站的所述运行工况对应的突变点；

步骤4、提取所述泵站运行水位置信区间。

优选的，所述步骤2具体包括如下步骤：

步骤2.1、将所述泵站一个年度全年从1月1日0时0分至12月31日23时59分之间的所述泵站历史运行数据生成连续的每5分钟一个数据单位的空白的时间序列A；

步骤2.2、将所述泵站历史运行数据中与所述时间序列A中每一所述数据单位对应的每一所述泵站运行工况、每一所述泵站前池水位及每一所述原始运行时间均更新至所述时间序列A中；

步骤2.3、对于所述时间序列A中任一空白的所述数据单位均选择时间距离最近的一个非空数据进行填充，获得经过清洗的每一所述数据单位均为等5分钟步长，且数据完成的时间序列B。