专利汇可以提供一种基于云计算与专家系统的智能水资源管控平台专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开一种基于 云 计算与 专家系统 的智能 水 资源监控平台,包括现场测控站、 物联网 数传系统和云计算服务平台,其特征在于:所述管控平台通过现场测控站实现供水水源地、 地下水 、取水口、边界控制断面和排污口水资源信息和现场设备运行状态信息自动实时采集,利用加装的现场智能 控制器 实现实时数据预处理;物联网数传系统采用物联网数传设备将测控站数据上传到云计算平台中,为水资源管理与高级应用提供数据支持;云计算平台实现对水资源实时监控、现场监测设备运行状态监测及远程在线维护、水资源业务应用,应用水资源决策支持专家系统实现水资源评价、预警与应急指挥。本发明应用云计算和物联网技术,使测控数据得到及时、高效处理,应用智能计算技术,实现水资源智能评价和预警,极大程度上保证了水资源的安全。,下面是一种基于云计算与专家系统的智能水资源管控平台专利的具体信息内容。
1.一种基于云计算与专家系统的智能水资源管控平台,其特征在于,包括现场测控站、物联网数传系统和云计算服务平台;所述现场测控站用于供水水源地、地下水、取水口、边界控制断面和排污口水资源信息和现场设备运行状态信息自动实时采集和数据分析与预处理;物联网数传系统用于采集数据上传到云计算服务平台中,为水资源管理与高级应用提供数据支持;云计算平台实现对水资源实时监控、现场监测设备运行状态监测、水资源业务应用,应用水资源决策支持专家系统实现水资源评价、预警与应急指挥。
2.根据权利要求1所述的基于云计算与专家系统的智能水资源管控平台,其特征在于所述测控站包括传感器、分析仪表、现场下位控制器和太阳能电池;所述传感器根据不同类型的测控站类型确定,边界控制断面测控站采用超声波多普勒流速仪,水源地测控站采用流量计、浊度计和PHP计,通过传感采集水质、流量等水资源信息;水资源信息通过RS232、RS485等接口传输到所述分析仪表进行分析,分析结果数据传输到所述现场下位控制器进行存储、预处理;所述太阳电池为现场设备供电,免除现场供电问题;所述现场下位控制器由控制模块、存储模块、接口模块和电源模块组成,所述控制模块采用单片机C8051F120为核心处理器,通过嵌入软件系统实现数据的接受、预处理,写入存储器、读数和配置等处理;
所述存储模块实现预处理后的数据或临时数据的存储;所述接口模块用于与其它设备的通信。
3.根据权利要求1所述的基于云计算与专家系统的智能水资源管控平台,其特征在于所述物联网数传系统包括控制模块、移动通信单元、无线通信天线单元、GPS模块、GPS天线单元、通信接口和电源模块;所述控制模块采用C3S2440,通过嵌入程序实现参数设置、接受数据、设备状态监控、智能报警处理和发送数据;所述移动通信单元包括WIFI、GPRS或3G网络,实现水文数据和GPS定位数据的传输;所述GPS模块实现现场设备定位。
4.根据权利要求1所述的基于云计算与专家系统的智能水资源管控平台,其特征在于所述云计算服务平台包括:云存储系统、水资源共享系统、业务集成应用系统、实时信息监控系统、信息发布系统和辅助决策支持系统。
5.根据权利要求4所述的基于云计算与专家系统的智能水资源管控平台,其特征在于所述云存储系统由存储节点和存储控制节点组成,存储节点实现存储数据、控制节点负责监控存储节点间容量和负载平衡,可实现分布式存储。
6.根据权利要求4所述的基于云计算与专家系统的智能水资源管控平台,其特征在于所述水资源共享系统包括系统资源服务、公共基础服务和应用服务;
所述系统资源服务包括统一数据访问接口和系统访问核心接口;所述统一数据访问接口为各级应用服务提供基本数据访问服务;所述系统访问核心接口为各级功能应用提供统一操作接口;所述公共基础服务包括并行计算服务、计算任务管理服务、数据存取服务、服务配置、用户服务和数据交换服务,为系统应用提供全局性的服务;所述并行计算服务由若干计算单体组成,所述计算单体由计算组件和统一计算接口组成,通过统一计算接口接受计算任务管理服务分配的计算任务,由计算组件执行计算任务,将计算结果 反馈给计算任务管理服务;所述计算任务管理服务由任务分配模型和任务调度服务组成,所述任务分配模型实现各种任务分解和分配策略,任务分配模型包含但不仅限于均等分配模型、基于任务反馈的分配模型等,所述任务调度服务根据选择的调度模型调用计算单体进行计算;所述数据存取服务主要屏蔽异构数据库的差异性,通过统一数据访问接口实现数据存取;所述服务配置用于云计算平台内虚拟资源的管理;所述用户服务用于用户权限设置和登录设置等;所述数据交换服务包括数据交换协议和交换工具,数据交换协议采用XML技术制定,交换工具各级应用提供统一的交换操作API,实现对异构数据的交换和操作; 所述应用服务包括GIS服务、报表服务和工作流引擎,为专用业务系统提供工具集,所述GIS服务主要用于测控站点电子地图监控;所述报表服务用于综合统计应用报表生成;
所述工作流引擎用于业务流程定制。
7.根据权利要求4所述的基于云计算与专家系统的智能水资源管控平台,其特征在于所述业务集成应用系统包括饮用水源地管理服务、地下水管理服务、排污口管理服务、取水许可管理服务和水资源规费征收服务;
所述饮用水源地管理服务包括水源地安全监管模块、水源地巡检模块、水源地治理模块和应急调度管理模块;所述水源地安全监管根据测控站的水资源监测数据,对水资源第安全状况进行评价和分析;所述水源地巡检模块实现现场检测和记录;所述水资源地治理模块实现治理项目的管理;所述应急调度管理模块实现应急调度预按制定、根据污染发生位置、类型和严重程度,自动生产应急调度方案。
所述地下水管理服务包括基础资料管理和地下水动态监测管理;所述基础资料管理包括水文地质资料管理、计量设备台帐管理、地面沉降管理;所述地下水动态监测管理实现对地下水水质、水位、取水量和水温实时监视,监视方式采用水资源共享系统中应用服务所提供的GIS服务实现可视化监视;
所述排污口管理服务包括排污口设置管理模块、排污水排放量管理模块和排水口巡检模块;所述排污口设置管理模块利用水资源共享系统的应用服务提供的工作流引擎实现排污口设置流程审批;所述排污口排放量管理模块通过水资源共享平台获取各排污口污染物种类、浓度等实时数据,应用GIS地图实现可视化监控管理。
所述取水许可管理服务包括取水许可论证模块、取水许可行政审批模块和取水许可监督模块;所述取水许可论证模块接受取水申请、并提供给专家进行论证,根据论证情况编制论证报告;所述取水许可行政审批模块由业务审批流程配置和业务审批模块组成,所述业务审批流程配置是应用所述水资源共享系统中应用服务所提供的工作流引擎实现业务流程的定制;所述业务审批模块在于业务管理人员根据所述业务审批流程配置好的审批流程,实现取水许可行政审批;所述取水许可监督模块通过计量设备监督用户用水情况; 所述水资源规费征收服务包括水资源费核算模块、水资源费征收模块和水资源费征缴计划模块;所述水资源核算模块根据用水单位取水量和征费标准,自动计算缴费金额;所述水资源费征收模块用于用水单 位缴费业务办理,如缴费、开票和打印缴费通知单等;水资源费征缴计划模块用于上级业务部门根据历年的数据制定征缴计划,并将计划下达到下级业务部门执行。
8.根据权利要求4所述的基于云计算与专家系统的智能水资源管控平台,其特征在于所述实时信息监控系统包括站点管理模块、远程监测模块和操作日志模块; 所述站点管理模块用于添加现场测控站点,应用水资源共享系统中应用服务所提供的GIS服务实现站点在GIS地图上显示;
所述远程监测模块包括人机监视画面模块、远控模块和报警模块;所述人机监视画面以GIS方式、工业组态方式和列表方式监视远程测控站点的水资源实时信息和设备运行状态信息;所述远控模块用于下达工作指令给测控站设备,包括关闭、启动现场设备、修改现场设备运行参数等;所述报警模块可根据设备运行状态和水资源监测参数的报警上下限,自动报警,报警方式可以是测控站图标闪烁、报警声音或颜色变化;
所述操作日志实现记录远控命令、操作日期和远控操作人,为事后安全审计提供资料。
9.根据权利要求4所述的基于云计算与专家系统的智能水资源管控平台,其特征在于所述信息发布服务主要实现水务部门门户信息发布功能,其包括政务公开模块、政策法规模块、水资源重大事件公告模块、水资源公报模块、新闻动态模块和招投标信息发布模块;
所述政务公开模块实现取水许可审批信息、排污口审批信息、水资源论证信息、水源地安全信息的发布;所述政策法规模块实现国家、地区水资源相关法律、规章、制度和各类标准信息发布;所述水资源重大事件公告模块实现重大污染等突发时间信息的公布;所述水资源公报模块实现水资源水质、数量、取水等信息的公告;所述新闻动态模块实现水务部门内部和行业信息的发布;所述招投标信息发布模块实现招投标网上公示。
10.根据权利要求4所述的基于云计算与专家系统的智能水资源管控平台,其特征在于所述辅助决策支持系统以云存储系统为数据层,以水资源共享系统为服务层,采用专家系统技术,搭建专家应用系统,为水资源评价、智能预警和应急指挥应用提供专家决策支持,具体包括水资源智能模型库、水资源专家知识库、水资源评价模块、水资源优化配置模块、地下水评价模块、智能预警模块和应急指挥调度模块;
所述水资源智能模型库包括地下水模型、水资源评价模型、水资源预报模型、需水预测模型和水资源优化配置模型;所述地下水模型以地下水数学模型为基础,采用GIS空间分析技术,构建地下水可视化模型;地下水数学模型提供确定性地下水数学模型和随机性地下水数学模型两种类型,其中确定性地下水数 学模型采用确定性函数描述地下水源头、溶质浓度、水温的关系;随机地下水数学模型采用随机事件来描述地下水水位变化等现象,通过采用回归分析法来建立;地下水可视化模型可点、线、面三个方面,可视化反应出水文地质体的结构、岩性、物理力学性质和边界类型的综合情况;
所述水资源评价模型包含水资源量计算模型和耗水计算模型,水资源量计算模型通过产出水量、入境水量和处境水量等参数,通过加权等处理建立,可计算出当地水资源量;耗水计算模型按照工业、农业、生活分类建立,数据来源可通过自来水公司供水信息获取;为了保证耗水计算模型的准确性,采用BP神经网络进行训练和计算,以历年的数据为训练样本,调整并确定最佳参数系数,然后再输入供水信息进行智能计算,从而得到当年准确的耗水量;
所述水资源预报模型包含水资源水量预报模型和水资源水质预报模型;水资源水量预报模型采用BP神经网络,从近三年的抽取样本数据进行,调整模型参数权值,输入预报期之前一段时间的水量数据,应用训练好的神经网络计算并预测对应的水资源水量;所述水资源水质预报模型与水资源水量预报模型类似,但除了考虑预报前期的污染物负荷量和污染物指标等因素外,还需要增加经济发展规划、污染综合治理规划等因素作为模型的参数,应用训练好的神经网络进行水质预测;所述需水预测模型选择经济发展因素、人口增长因素和农业种植等作为模型参数,应用BP神经网络进行智能计算,预测需水量。 所述水资源优化配置模型是结合水资源预报模型和水资源需水模型,引入区内与经济发展规划为参数,采用所目标寻优算法进行求解,寻优目标可以为经济效益最佳、最佳供水率。
所述水资源专家知识库包括三部分:知识库、推理机和访问接口;所述知识库提供一个框架用于存放水资源管理领域专业知识,知识采用规则表的方式存储;所述推理机按照知识规则,根据访问接口提供的输入参数,从水资源智能模型库中调用对应的智能计算模型进行计算,并将计算结论通过访问接口反馈到应用模块中,为水资源预报、应急指挥调度提供决策支持;所述访问接口为应用模块提供访问API;
所述水资源评价模块包括区域降水智能计算、区域产汇流计算、耗水计算、水资源评价和水资源开发利用评价五大功能;所述区域降水智能计算根据监测数据,采用泰森多边形法、等直线法等进行计算,采用过程线图和直方图进行分析;所述区域产汇流计算应用水资源量计算模型计算区域水资源水量;耗水计算通过耗水计算模型计算区域的耗水量;水资源评价通过根据区域降水智能计算、区域产汇流计算结果,对区域水资源量进行综合评价;
水资源开发利用评价通过水资源量评价结果和耗水量结果的对比分析,评价水资源开发利用程度、用水情况和用水效率;
所述水资源优化配置模块用于推算水资源预报、需水预测,并根据预期水资源量和需求水量,应用水资源优化配置模型,根据区域特点选择合适的多目标算法,推算出水资源优化配置方案,为水资源管理部门提供辅助决策;
所述地下水评价模块采用地下水模型,根据水文地质数据、地下水位动态监测数据、地下水取水监测数据确定模型参数,应用等值线、分布图等方式显示模型结果,根据模拟情况,评价地下水水资源量和地 下水开发利用情况;
所述智能预警模块在云存储数据的基础上,应用水资源智能模型库和水资源专家知识库进行计算、分析、推理,智能预警水资源安全事故的发生;
所述应急指挥调度模块用于应急预案制定和应急指挥,当发生重大水污染等突发时,可自动比对应急预案,选择最佳处理方案,辅助指挥调度人员进行决策和指挥。
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