一种基于远程联动的用水检漏巡检预警显示系统

1.本发明涉及用水巡检领域，具体为一种基于远程联动的用水检漏巡检预警显示系统。


背景技术：

2.管道漏损是一种常会发生的事，尤其是地下的管道泄漏在实际生活中存在极强的隐蔽性，难以被及时发现，目前解决的方法一般是采用听漏法，在夜深人静时采用听漏器，将探头紧贴在离管道最近的地面上，将漏水的微弱音波进行放大，然后传到听筒中，使人得到漏水的讯息。但这种做法往往是知道有了漏水才采取的，平时一般不会经常进行，即使听漏也无很大把握，尤其是从水厂出来的管道距离很长，埋得很深，地况又复杂，仅用听漏法还是不能解决漏水问题，造成了极大的水资源浪费；
3.因此，需要一种系统能够对用水系统进行整体巡检监控，从而在用水量发生异常时及时地发现水的泄露可能性，从而保证漏水被发现的及时性，避免长时间泄露而导致的水资源浪费，同时通过系统巡检，在巡检发现异常后再通过人工二次确定的方式，能够有效的降低人工成本，减少工作人员的工作量，促进了现代化城市的建设；
4.针对上述技术问题，本技术提出一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明中，根据用水量分析的方式及时地发现用水量异常的位置，并生成异常警报，从而辅助管理人员及时地发现隐蔽处的管道泄漏情况，避免了水资源的浪费，同时由于管理人员只需要对异常位置进行核查确定，从而减少了管理人员的工作量，通过三维立体网络对线下终端设备进行虚拟位置构建，辅助管理人员对用水量异常的位置实现集群性、相关性、干扰性的判断，提高了线下终端设备的监控效果，在进行检测时，分为管道检测与用水量检测两个方面，从而保证管道运行数据可视化、可控化，通过用水量能够进一步地监控到用水量的异常变化或相对于周边平均用水量的具有明显差异的用水设备，从而及时地发现用水异常，排除管道泄漏情况，解决漏水不易被发现，同时通过人工巡检效率极低，过于费时费力的问题，而提出一种基于远程联动的用水检漏巡检预警显示系统。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种基于远程联动的用水检漏巡检预警显示系统，包括终端采集单元、巡检中心单元、数字孪生分析单元、结果输出单元和远程警报控制单元，所述终端采集单元用于通过线下终端设备对用水信息和管道信息进行检测，并将检测的信息传回巡检中心单元；
8.所述巡检中心单元用于对线下终端设备所发送的用水信息和管道信息进行接收，并根据用水信息和管道信息中的位置获取到能够传回数据的线下终端设备，根据线下终端设备实现对线下终端设备所处位置的三维立体网络建设，并根据三维立体网络建设后的结果分析在线终端设备和离线终端设备；
9.所述数字孪生分析单元通过巡检中心单元获取到用水信息和管道信息，并对用水
信息和管道信息进行分析，根据分析结果生成用水巡检结果，并将用水巡检结果同时发送至远程警报控制单元和结果输出单元；
10.所述结果输出单元对用水巡检结果进行网络输出；
11.所述远程警报控制单元对用水巡检结果进行分析，并在符合警报生成级别时，生成警报提醒，并将警报提醒发送至管理设备。
12.作为本发明的一种优选实施方式，所述终端采集单元所采集到的用水信息为用水量，所采集到的管道信息包括管道流速和管道压力。
13.作为本发明的一种优选实施方式，所述巡检中心单元获取到每个线下终端设备的位置，并以经纬坐标和高度坐标构建三维立体网络，在三维立体网络中标注出每一个存在的线下终端设备，并将每一个存在的线下终端设备依照终端采集单元所传回的数据进行分类，若线下终端设备传回数据，则将该线下终端设备标记为在线设备，若线下终端设备未传回数据，则将该线下终端设备标记为离线设备。
14.作为本发明的一种优选实施方式，所述数字孪生分析单元在对用水信息进行分析时，获取到某一线下终端设备的日用水量，并根据历史数据计算日平均用水量，计算日用水量与日平均用水量的差值，记录为用水波动值，若用水波动值大于预设的常规波动上限，则生成用水量异常信号，若用水波动值小于预设的常规波动上限，则生成用水量正常信号；
15.所述数字孪生分析单元获取到某一线下终端设备在三维立体网络中附近的设备，其中确定附近范围的距离由手动输入参数确定，所述数字孪生分析单元获取到某一线下终端设备的日用水量后，获取其附近的线下终端设备的日用水量，并对附近的线下终端设备的日用水量求取算术平均值，将算术平均值记录为区域平均用水量，所述数字孪生分析单元将某一线下终端设备的日用水量与该线下终端设备所在区域的区域平均用水量进行对比，若线下终端设备的日用水量与该线下终端设备所在区域的区域平均用水量的差值大于预设的差值，则生成用水量异常信号，若线下终端设备的日用水量与该线下终端设备所在区域的区域平均用水量的差值小于等于预设的差值，则生成用水量正常信号。
16.作为本发明的一种优选实施方式，所述数字孪生分析单元在获取到管道信息后，将管道信息中的管道流速与管道压力进行持续性监控，并根据管道流速和管道压力分别绘制流速变化折线图、压力变化折线图。
17.作为本发明的一种优选实施方式，所述数字孪生分析单元对天为单位，对每天的管道压力折线图进行分析，获取管道压力折线图的波峰数据和波谷数据，并将波峰处的管道压力与预设的管道压力上限进行对比，若波峰处的管道压力小于预设的管道压力上限，则生成管道压力正常信号，若波峰处的管道压力大于等于预设的管道压力上限，则生成管道压力过高信号；
18.所述数字孪生分析单元将波谷处的管道压力与预设的管道压力下限进行对比，若波谷处的管道压力大于预设的管道压力下限，则生成管道压力正常信号，若波谷处的管道压力小于等于预设的管道压力下限，则生成管道压力过低信号；
19.所述数字孪生分析单元对管道流速折线图进行分析，获取管道流速折线图的波峰数据和波谷数据，并对波峰和波谷出现的周期进行统计，将波峰出现的时间记录为用水高峰，将波谷出现的时间记录为用水低峰，所述数字孪生分析单元获取多天的管道流速折线图，并对用水高峰和用水低峰进行综合统计，选取用水高峰中出现次数最多的时间段，并将
其记录为常规用水高峰时间段，选取用水低峰出现次数最多的时间段，并将其记录为常规用水低峰时间段，所述数字孪生分析单元在后续对管道流速折线图进行分析时，若管道流速折线图中的波峰出现时间段位于常规用水高峰时间段内，则生成用水正常信号，若管道流速折线图中的波峰出现时间段位于常规用水高峰时间段外，则生成用水异常信号；
20.若管道流速折线图中的波谷出现时间段位于常规用水低峰时间段内，则生成用水正常信号，若管道流速折线图中的波谷出现时间段位于常规用水低峰时间段外，则生成用水异常信号。
21.作为本发明的一种优选实施方式，所述远程警报单元获取到用水异常信号、管道压力过高信号、管道压力过低信号或用水量异常信号时，生成相应的警报提醒。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23.1、本发明中，通过设置多个线下终端设备对区域用水量进行统计，根据用水量分析的方式及时地发现用水量异常的位置，并生成异常警报，提醒管理人员前往核实，从而辅助管理人员及时地发现隐蔽处的管道泄漏情况，避免了水资源的浪费，同时由于管理人员只需要对异常位置进行核查确定，从而减少了管理人员的工作量。
24.2、本发明中，通过三维立体网络对线下终端设备进行虚拟位置构建，从而使得管理人员能够根据反馈的信息直接地确定出现异常的线下终端设备的位置，从而辅助管理人员对用水量异常的位置实现集群性、相关性、干扰性的判断，提高了线下终端设备的监控效果。
25.3、本发明中，在进行检测时，分为管道检测与用水量检测两个方面，从而保证管道运行数据可视化、可控化，提高管理人员对区域内的管道进行更直观的了解，同时通过用水量能够进一步地监控到用水量的异常变化或相对于周边平均用水量的具有明显差异的用水设备，从而及时地发现用水异常，排除管道泄漏情况。
附图说明
26.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
27.图1为本发明的系统框图；
具体实施方式
28.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
29.实施例一：
30.请参阅图1所示，一种基于远程联动的用水检漏巡检预警显示系统，包括终端采集单元、巡检中心单元、数字孪生分析单元、结果输出单元和远程警报控制单元，终端采集单元用于通过线下终端设备对用水信息和管道信息进行检测，并将检测的信息传回巡检中心单元，终端采集单元所采集到的用水信息为用水量，所采集到的管道信息包括管道流速和管道压力；
31.巡检中心单元用于对线下终端设备所发送的用水信息和管道信息进行接收，并根
据用水信息和管道信息中的位置获取到能够传回数据的线下终端设备，根据线下终端设备实现对线下终端设备所处位置的三维立体网络建设，巡检中心单元获取到每个线下终端设备的位置，并以经纬坐标和高度坐标构建三维立体网络，在三维立体网络中标注出每一个存在的线下终端设备，并将每一个存在的线下终端设备依照终端采集单元所传回的数据进行分类，若线下终端设备传回数据，则将该线下终端设备标记为在线设备，若线下终端设备未传回数据，则将该线下终端设备标记为离线设备。
32.实施例二：
33.请参阅图1所示，数字孪生分析单元通过巡检中心单元获取到用水信息和管道信息，并对用水信息和管道信息进行分析，根据分析结果生成用水巡检结果，并将用水巡检结果同时发送至远程警报控制单元和结果输出单元，其中用水巡检结果包括用水异常信号、管道压力过高信号、管道压力过低信号或用水量异常信号。
34.数字孪生分析单元在对用水信息进行分析时，获取到某一线下终端设备的日用水量，并根据历史数据计算日平均用水量，计算日用水量与日平均用水量的差值，记录为用水波动值，若用水波动值大于预设的常规波动上限，则生成用水量异常信号，若用水波动值小于预设的常规波动上限，则生成用水量正常信号；
35.数字孪生分析单元获取到某一线下终端设备在三维立体网络中附近的设备，其中确定附近范围的距离由手动输入参数确定，数字孪生分析单元获取到某一线下终端设备的日用水量后，获取其附近的线下终端设备的日用水量，并对附近的线下终端设备的日用水量求取算术平均值，将算术平均值记录为区域平均用水量，数字孪生分析单元将某一线下终端设备的日用水量与该线下终端设备所在区域的区域平均用水量进行对比，若线下终端设备的日用水量与该线下终端设备所在区域的区域平均用水量的差值大于预设的差值，则生成用水量异常信号，若线下终端设备的日用水量与该线下终端设备所在区域的区域平均用水量的差值小于等于预设的差值，则生成用水量正常信号；
36.数字孪生分析单元在获取到管道信息后，将管道信息中的管道流速与管道压力进行持续性监控，并根据管道流速和管道压力分别绘制流速变化折线图、压力变化折线图；
37.数字孪生分析单元对天为单位，对每天的管道压力折线图进行分析，获取管道压力折线图的波峰数据和波谷数据，并将波峰处的管道压力与预设的管道压力上限进行对比，若波峰处的管道压力小于预设的管道压力上限，则生成管道压力正常信号，若波峰处的管道压力大于等于预设的管道压力上限，则生成管道压力过高信号；
38.数字孪生分析单元将波谷处的管道压力与预设的管道压力下限进行对比，若波谷处的管道压力大于预设的管道压力下限，则生成管道压力正常信号，若波谷处的管道压力小于等于预设的管道压力下限，则生成管道压力过低信号；
39.数字孪生分析单元对管道流速折线图进行分析，获取管道流速折线图的波峰数据和波谷数据，并对波峰和波谷出现的周期进行统计，将波峰出现的时间记录为用水高峰，将波谷出现的时间记录为用水低峰，数字孪生分析单元获取多天的管道流速折线图，并对用水高峰和用水低峰进行综合统计，选取用水高峰中出现次数最多的时间段，并将其记录为常规用水高峰时间段，选取用水低峰出现次数最多的时间段，并将其记录为常规用水低峰时间段，数字孪生分析单元在后续对管道流速折线图进行分析时，若管道流速折线图中的波峰出现时间段位于常规用水高峰时间段内，则生成用水正常信号，若管道流速折线图中
的波峰出现时间段位于常规用水高峰时间段外，则生成用水异常信号；
40.若管道流速折线图中的波谷出现时间段位于常规用水低峰时间段内，则生成用水正常信号，若管道流速折线图中的波谷出现时间段位于常规用水低峰时间段外，则生成用水异常信号。
41.结果输出单元对用水巡检结果进行网络输出；
42.远程警报控制单元对用水巡检结果进行分析，远程警报单元获取到用水异常信号、管道压力过高信号、管道压力过低信号或用水量异常信号时，生成相应的警报提醒，将警报提醒发送至管理设备
43.本发明中，通过设置多个线下终端设备对区域用水量进行统计，根据用水量分析的方式及时地发现用水量异常的位置，提醒管理人员前往核实，从而辅助管理人员及时地发现隐蔽处的管道泄漏情况，同时减少了管理人员的工作量，通过三维立体网络对线下终端设备进行虚拟位置构建，从而使得管理人员能够根据反馈的信息直接地确定出现异常的线下终端设备的位置，从而辅助管理人员对用水量异常的位置实现集群性、相关性、干扰性的判断，提高了线下终端设备的监控效果，在进行检测时，分为管道检测与用水量检测两个方面，从而保证管道运行数据可视化、可控化，通过用水量能够进一步地监控到用水量的异常变化或相对于周边平均用水量的具有明显差异的用水设备，从而及时的发现用水异常，排除管道泄漏情况。
44.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.一种基于远程联动的用水检漏巡检预警显示系统，其特征在于，包括终端采集单元、巡检中心单元、数字孪生分析单元、结果输出单元和远程警报控制单元，所述终端采集单元用于通过线下终端设备对用水信息和管道信息进行检测，并将检测的信息传回巡检中心单元；所述巡检中心单元用于对线下终端设备所发送的用水信息和管道信息进行接收，并根据用水信息和管道信息中的位置获取到能够传回数据的线下终端设备，根据线下终端设备实现对线下终端设备所处位置的三维立体网络建设，并根据三维立体网络建设后的结果分析在线终端设备和离线终端设备；所述数字孪生分析单元通过巡检中心单元获取到用水信息和管道信息，并对用水信息和管道信息进行分析，根据分析结果生成用水巡检结果，并将用水巡检结果同时发送至远程警报控制单元和结果输出单元；所述结果输出单元对用水巡检结果进行网络输出；所述远程警报控制单元对用水巡检结果进行分析，并在符合警报生成级别时，生成警报提醒，并将警报提醒发送至管理设备。2.根据权利要求1所述的一种基于远程联动的用水检漏巡检预警显示系统，其特征在于，所述终端采集单元所采集到的用水信息为用水量，所采集到的管道信息包括管道流速和管道压力。3.根据权利要求2所述的一种基于远程联动的用水检漏巡检预警显示系统，其特征在于，所述巡检中心单元获取到每个线下终端设备的位置，并以经纬坐标和高度坐标构建三维立体网络，在三维立体网络中标注出每一个存在的线下终端设备，并将每一个存在的线下终端设备依照终端采集单元所传回的数据进行分类，若线下终端设备传回数据，则将该线下终端设备标记为在线设备，若线下终端设备未传回数据，则将该线下终端设备标记为离线设备。4.根据权利要求3所述的一种基于远程联动的用水检漏巡检预警显示系统，其特征在于，所述数字孪生分析单元在对用水信息进行分析时，获取到某一线下终端设备的日用水量，并根据历史数据计算日平均用水量，计算日用水量与日平均用水量的差值，记录为用水波动值，若用水波动值大于预设的常规波动上限，则生成用水量异常信号，若用水波动值小于预设的常规波动上限，则生成用水量正常信号；所述数字孪生分析单元获取到某一线下终端设备在三维立体网络中附近的设备，其中确定附近范围的距离由手动输入参数确定，所述数字孪生分析单元获取到某一线下终端设备的日用水量后，获取其附近的线下终端设备的日用水量，并对附近的线下终端设备的日用水量求取算术平均值，将算术平均值记录为区域平均用水量，所述数字孪生分析单元将某一线下终端设备的日用水量与该线下终端设备所在区域的区域平均用水量进行对比，若线下终端设备的日用水量与该线下终端设备所在区域的区域平均用水量的差值大于预设的差值，则生成用水量异常信号，若线下终端设备的日用水量与该线下终端设备所在区域的区域平均用水量的差值小于等于预设的差值，则生成用水量正常信号。5.根据权利要求4所述的一种基于远程联动的用水检漏巡检预警显示系统，其特征在于，所述数字孪生分析单元在获取到管道信息后，将管道信息中的管道流速与管道压力进行持续性监控，并根据管道流速和管道压力分别绘制流速变化折线图、压力变化折线图。
6.根据权利要求5所述的一种基于远程联动的用水检漏巡检预警显示系统，其特征在于，所述数字孪生分析单元对天为单位，对每天的管道压力折线图进行分析，获取管道压力折线图的波峰数据和波谷数据，并将波峰处的管道压力与预设的管道压力上限进行对比，若波峰处的管道压力小于预设的管道压力上限，则生成管道压力正常信号，若波峰处的管道压力大于等于预设的管道压力上限，则生成管道压力过高信号；所述数字孪生分析单元将波谷处的管道压力与预设的管道压力下限进行对比，若波谷处的管道压力大于预设的管道压力下限，则生成管道压力正常信号，若波谷处的管道压力小于等于预设的管道压力下限，则生成管道压力过低信号；所述数字孪生分析单元对管道流速折线图进行分析，获取管道流速折线图的波峰数据和波谷数据，并对波峰和波谷出现的周期进行统计，将波峰出现的时间记录为用水高峰，将波谷出现的时间记录为用水低峰，所述数字孪生分析单元获取多天的管道流速折线图，并对用水高峰和用水低峰进行综合统计，选取用水高峰中出现次数最多的时间段，并将其记录为常规用水高峰时间段，选取用水低峰出现次数最多的时间段，并将其记录为常规用水低峰时间段，所述数字孪生分析单元在后续对管道流速折线图进行分析时，若管道流速折线图中的波峰出现时间段位于常规用水高峰时间段内，则生成用水正常信号，若管道流速折线图中的波峰出现时间段位于常规用水高峰时间段外，则生成用水异常信号；若管道流速折线图中的波谷出现时间段位于常规用水低峰时间段内，则生成用水正常信号，若管道流速折线图中的波谷出现时间段位于常规用水低峰时间段外，则生成用水异常信号。7.根据权利要求1所述的一种基于远程联动的用水检漏巡检预警显示系统，其特征在于，所述远程警报单元获取到用水异常信号、管道压力过高信号、管道压力过低信号或用水量异常信号时，生成相应的警报提醒。

技术总结
本发明涉及用水巡检领域，用于解决漏水不易被发现，同时通过人工巡检效率极低，过于费时费力的问题，具体为一种基于远程联动的用水检漏巡检预警显示系统；本发明中，根据用水量分析的方式及时地发现用水量异常的位置，辅助管理人员及时地发现隐蔽处的管道泄漏情况，同时减少了管理人员的工作量，通过三维立体网络对线下终端设备进行虚拟位置构建，辅助管理人员对用水量异常的位置实现集群性、相关性、干扰性的判断，提高了线下终端设备的监控效果，通过管道检测与用水量检测两方面保证管道运行数据可视化、可控化，通过用水量能够进一步地监控到用水量的异常变化或相对于周边平均用水量的具有明显差异的用水设备，从而及时地发现用水异常。发现用水异常。发现用水异常。


技术研发人员：闫芃森 刘勇
受保护的技术使用者：黑龙江大学
技术研发日：2023.07.07
技术公布日：2023/8/16