本發明涉及污水處理的控制領域，尤其涉及一種污水收集管網信息化控制系統及方法。

背景技術：

據相關數據顯示，城鎮化發展建設以來，1978年至2014年，城鎮常住人口從1.7億人增至約7.5億人，城鎮化率從17.9％提升至了54.77％，預計至2020年，城鎮化率有望突破人均收入和我國相近的發展中國家60％的平均水平線。隨著我國城鎮化水平的不斷提高，城鎮規模的不斷擴大，村鎮的水環境也受到了前所未有的嚴峻挑戰。對于接近全國50％人口的鄉鎮和農村來說，環境基礎設施建設幾乎成空白狀態，其中收集管網作為村鎮污水處理的重要環節，是重要的基礎設施，是賴以生存和發展的物質基礎，被稱為村鎮的“血管”，其直接影響到人們的日常生活、工廠企業的生產運轉，另外，收集管網的運行維護水平不僅影響居民的用水安全，也影響當地的社會和經濟效益，但由于缺乏有效的管理，管網普遍存在收集方式選擇不合理、重建設輕管理，專業運維隊伍缺乏，管網出現異常應急處置能力薄弱、運維費用高等現象。

技術實現要素：

基于現有技術所存在的問題，本發明的目的是提供一種污水收集管網信息化控制系統及方法，能準確、高效的收集。目的在于解決村鎮污水收集管網由于缺乏有效的管理而出現收集方式選擇不合理、重建設輕管理，專業運維隊伍缺乏，管網出現異常應急處置能力薄弱、運維費用高等現象而提供一種污水管網信息化管理方法

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明實施例提供一種污水收集管網信息化控制系統，包括：

主控系統、生產數據系統、管網信息存儲系統、管網巡查養護子系統、管網信息顯示子系統、管網風險監測子系統；其中，

所述主控系統與管網信息存儲系統通信連接，所述管網信息存儲系統能存儲管網原始數據、管網巡檢數據和管網運行狀態數據；

所述主控系統分別通過網絡與所述管網巡查養護子系統、生產數據系統、管網信息顯示子系統、管網風險監測子系統通信分別通過網絡通信連接；

所述主控系統能接收所述管網巡查養護子系統發送的管網巡檢數據，并根據從所述管網信息存儲系統獲取的管網原始數據，完成管網巡檢工作的確認；

所述主控系統能接收所述生產數據系統發送的管網運行狀態數據，并將該管網運行狀態數據發送至所述管網信息顯示子系統，由所述管網信息顯示子系統在所述地圖上顯示的管網上標注各管網的運行狀態信息；

所述主控系統能接收所述生產數據系統發送的各管網的運行狀態數據，并將該運行狀態數據發送至所述管網風險監測子系統，所述管網風險監測子系統根據所述運行狀態數據監測各管網的運行，若確定管網存在運行風險，則向所述主控系統發送報警信號。

本發明實施例還提供一種污水收集管網信息化控制方法，采用本發明所述的控制系統，包括：

將管網原始數據存儲至所述管網信息存儲系統；

利用管網巡查養護子系統對各管網進行巡檢，并將管網巡檢數據發送至所述主控系統，由所述主控系統將該管網巡檢數據存儲至所述管網信息存儲系統；

所述主控系統根據所述管網信息存儲系統存儲的管網原始數據和管網巡查養護子系統發送的管網巡檢數據，確定巡檢狀態，完成管網巡檢工作的確認；

利用所述生產數據系統與各管網的傳感器連接，獲取各管網的管網運作狀態數據，并發送至所述主控系統，由所述主控系統控制將管網運作狀態數據存儲至所述管網信息存儲系統；

由所述管網信息顯示子系統顯示帶有各管網的地圖，并根據所述主控系統發送的管網運行狀態數據，在地圖的各管網上標注管網的運行狀態信息；

利用所述管網風險監測子系統接收所述主控系統發送的各管網的運行狀態數據，并根據所述運行狀態數據監測各管網的運行，若確定管網存在運行風險，則向所述主控系統發送報警信號。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明實施例提供的控制系統及方法，具有以下有益效果：

通過將主控系統、生產數據系統、管網信息存儲系統、管網巡查養護子系統、管網信息顯示子系統、管網風險監測子系統有機連接，相互通信，可以根據管網原始數據完成管網的巡檢、直觀標注顯示與風險監測報警。該系統兼顧了建設期以及運維期的內容，從管網規劃、建設到日常運營管理統籌協調、統一管理，是一種村鎮污水管網全鏈條式管理；將村鎮管網與互聯網結合，通過信息化的管網管理，可實時感知管網運營狀態，節省了人力成本，也解決了現場運維專業人員缺乏等難題，管理更高效，更科學；具有科學、有效、簡便等優點，其管理效果達到了國際領先水平。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發明實施例提供的污水收集管網信息化控制系統構成示意圖；

圖2為本發明實施例提供的控制系統的主控系統構成示意圖；

圖3為本發明實施例提供的控制系統的管網巡查養護子系統構成示意圖；

圖4為本發明實施例提供的控制系統的生產數據系統構成示意圖；

圖5為本發明實施例提供的控制系統的管網信息顯示子系統構成示意圖；

圖6為本發明實施例提供的控制系統的管網風險監測子系統構成示意圖。

圖7為本發明實施例提供的控制系統實施網絡構成示意圖。

具體實施方式

下面結合本發明的具體內容，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。

如圖1所示，本發明實施例提供一種污水收集管網信息化控制系統，用于污水管網的管理控制，包括：

主控系統1、生產數據系統4、管網信息存儲系統2、管網巡查養護子系統3、管網信息顯示子系統5、管網風險監測子系統6；其中，

所述主控系統與管網信息存儲系統通信連接，所述管網信息存儲系統能存儲管網原始數據、管網巡檢數據和管網運行狀態數據；

所述主控系統分別通過網絡與所述管網巡查養護子系統、生產數據系統、管網信息顯示子系統、管網風險監測子系統通信分別通過網絡通信連接；

所述主控系統能接收所述管網巡查養護子系統發送的管網巡檢數據，并根據從所述管網信息存儲系統獲取的管網原始數據，完成管網巡檢工作的確認；

所述主控系統能接收所述生產數據系統發送的管網運行狀態數據，并將該管網運行狀態數據發送至所述管網信息顯示子系統，由所述管網信息顯示子系統在所述地圖上顯示的管網上標注各管網的運行狀態信息；

所述主控系統能接收所述生產數據系統發送的各管網的運行狀態數據，并將該運行狀態數據發送至所述管網風險監測子系統，所述管網風險監測子系統根據所述運行狀態數據監測各管網的運行，若確定管網存在運行風險，則向所述主控系統發送報警信號。

如圖2所示，上述控制系統中，主控系統包括：

接收單元14、顯示處理單元11、發送單元13和主處理單元12；其中，

所述主處理單元分別與接收單元、顯示處理單元、發送單元通信連接。

實際中，主控系統可采用計算機系統運行軟件來實現。

如圖4所示，上述控制系統中，生產數據系統包括：

多個信號接收器42、43至4n、模擬數字信號轉換器41和信號發送裝置44；

其中，模擬數字信號轉換器分別與多個信號接收器電氣連接，各信號接收器分別連接管網上的各傳感器；

所述模擬數字信號轉換器的輸出端與所述信號發送裝置電氣連接。

上述控制系統中，管網信息存儲系統采用數據庫系統。

如圖3所示，上述控制系統中，管網巡查養護子系統包括：

若干巡檢移動終端32、33至3n和巡檢數據傳輸裝置31；

各巡檢移動終端內運行巡檢數據處理軟件，各巡檢移動終端分別與所述巡檢數據傳輸裝置通信連接，能將巡檢數據發送至所述巡檢數據傳輸裝置，并經巡檢數據傳輸裝置發送給所述主控系統。

優選的，上述各巡檢移動終端可采用智能手機，其內運行巡檢數據處理APP軟件。

如圖5所示，上述控制系統中，管網信息顯示子系統包括：

地圖顯示單元52、數據標注單元51和接收單元53；其中，

所述地圖顯示單元，與所述數據標注單元電氣連接，用于顯示帶有管網的地圖，以及將所述數據標注單元發送的數據標注顯示在地圖對應的管網上；

所述數據標注單元，與所述接收單元電氣連接，用于接收所述主控系統的管網運行狀態數據，并發送至所述地圖顯示單元進行管網運行狀態的標注。

如圖6所示，上述控制系統中，管網風險監測子系統包括：

處理單元61、接收單元62和報警信號發送單元63；其中，

所述處理單元，分別與所述接收單元和報警信號發送單元電氣連接，能接收所述主控系統發送的各管網的運行狀態數據和各管網的原始數據，并根據所述各管網的運行狀態數據和各管網的原始數據確定管網運行狀態是否存在風險，若是，則通過所述報警信號發送單元向所述主控系統發送報警信號。

本發明實施例還提供一種污水收集管網信息化控制方法，采用上述的控制系統，包括：

將管網原始數據存儲至所述管網信息存儲系統；

利用管網巡查養護子系統對各管網進行巡檢，并將管網巡檢數據發送至所述主控系統，由所述主控系統將該管網巡檢數據存儲至所述管網信息存儲系統；

所述主控系統根據所述管網信息存儲系統存儲的管網原始數據和管網巡查養護子系統發送的管網巡檢數據，確定巡檢狀態，完成管網巡檢工作的確認；

利用所述生產數據系統與各管網的傳感器連接，獲取各管網的管網運作狀態數據，并發送至所述主控系統，由所述主控系統控制將管網運作狀態數據存儲至所述管網信息存儲系統；

由所述管網信息顯示子系統顯示帶有各管網的地圖，并根據所述主控系統發送的管網運行狀態數據，在地圖的各管網上標注管網的運行狀態信息；

利用所述管網風險監測子系統接收所述主控系統發送的各管網的運行狀態數據，并根據所述運行狀態數據監測各管網的運行，若確定管網存在運行風險，則向所述主控系統發送報警信號。

下面將結合附圖對本發明實施例作進一步地詳細描述。

本發明是一套科學高效的信息化管理控制系統及方法，可以解決村鎮污水收集管網由于缺乏有效的管理而出現收集方式選擇不合理、重建設輕管理，專業運維隊伍缺乏，管網出現異常應急處置能力薄弱、運維費用高等問題。

可用于管理村鎮污水處理管網的建設及運維，具體步驟如下：

1)該控制系統及方法主要從收集管網建設和管網維護兩個業務管理維度來考慮，其中管網建設管理主要從施工流程和現場管理兩個方面管理，管網維護主要從管網巡檢、管網維修、管道清淤、閥門及窨井五個方面進行管理。

2)通過對管網的建設及運維狀態進行管控，構建管網運行大數據中心，采用云計算技術、物聯網技術、地理信息技術以及傳感技術，建立“一個網絡，一個平臺，一個中心，一個窗口”的村鎮管網管理體系結構(見圖1和圖7)。

3)管網建設管理按照“圖紙設計與實際作業相統一、管道規格與納污需求相配套、工程監理與運行管理相結合”的目標要求，為管網建設“信息庫”，對污水源頭和工程項目進行管理，實現管理系統與工程現場的無紙化對接。另外，借助科學高效的統計分析工具，幫助管理人員對工程項目進行過程跟蹤以及提供決策依據，有效保證工程項目的順利推進和按照施工進度進行工程質量和預算管理。

4)管網維護管理主要通過構建的管網地理信息系統及GPS定位技術構建管網巡查養護管理子系統，為管理部門提供一套全流程、精細化、標準化的巡查養護業務管理模式。通過該子系統的應用，能幫助管理部門建立完善的管理體制，對巡線工作進行科學管理；規范維護計劃的制定和審核過程；實現工單從派發、回單到審核的全過程管理，并對過程中的報廢信息進行記錄和登記，從而保證污水管網正常運行，同時，區域性的管網搶修也得到保證。

5)通過建立基于歷史維修數據分析的管網風險預測系統，對管網制定維修養護計劃，制定維護工單派發及故障報告規則。

6)建立知識體系，將運營、維護經驗共享，可隨時查找故障問題的解決方式。

具體的，本發明的控制系統及方法實施方式如下：

1)建立“一個網絡，一個平臺，一個中心，一個窗口”的村鎮管網管理體系結構(見圖7)。

2)建設管網“信息庫(即管網信息存儲系統)”，對污水源頭和工程項目進行管理，包括：①村戶信息：廚房間、洗滌池、衛生間、化糞池的具體管道走向、位置及數量等具體信息，并詳細注解管道深度、管網走向、管徑大小、管端分支、檢查井和終端池配置情況等信息內容。②項目信息：工程項目合同、招標、投標文件、工程檔案、管網設備及圖文等資料。

3)管網維護管理構建管網巡查養護管理子系統，對巡線工作進行科學管理；巡檢人員手機安裝管網維護管理APP，該APP僅是巡查養護管理子系統部分功能，通過與信息化管理平臺進行交互，幫助完成工單從派發、回單到審核的全過程管理，并對過程中的報廢信息進行記錄和登記，從而保證污水管網正常運行。

4)根據管網的材質、壓力等級、地理位置等信息可在地圖上對管網進行標注，可通過地圖或者快捷菜單進行查看，并對管網上運行的設備如流量計、壓力表等進行標注。對于可進行自動數據采集的設備，可在地圖管網上顯示實時數據，進行數據實時刷新。同時可在地圖上查看管網、設備等臺賬信息。

6)通過建立基于歷史維修數據分析的管網風險預測系統，對管網制定維修養護計劃，制定維護工單派發及故障報告規則。

本發明的控制系統及方法與現有管網管理控制方式相比，具有以下有益效果：

1)兼顧了建設期以及運維期的內容，從管網規劃、建設到日常運營管理統籌協調、統一管理，是一種村鎮污水管網全鏈條式管理。

2)將村鎮管網與互聯網結合，通過信息化的管網管理，可實時感知管網運營狀態，節省了人力成本，也解決了現場運維專業人員缺乏等難題，管理更高效，更科學。

3)提到“一個網絡，一個平臺，一個中心，一個窗口”，不需要安裝客戶端，只需訪問網址即可登錄網站瀏覽，并且該系統使用共有云，省去了專用機房，更適合企業管網項目的運維管理。

4)具有科學、有效、簡便等優點，其管理效果達到了國際領先水平。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。