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        物联网水质监测平台

        物联网水质监测平台

        • 分类:数据服务
        • 发布时间:2020-04-07 00:00:00
        • 访问量:0
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        1.背景概述

        我国是水资源总量丰富,人均占有量少的国家,然而水资源现状却令人担忧。随着城市化进程加快和经济的持续发展,导致水资源污染逐渐严重,多个城市出现用水短缺的情况。如工业用水和生活用水的超标排放,使得湖泊金属污染和富营养化十分严重,水质多种物质严重超标,作为饮用水,多项指标不合格;水污染造成的缺水加剧了对地下水的开采,使得地下水漏斗面积不断扩大,水位大幅度下降,从而引起地面污水不断向地下水倒灌,形成恶性循环,导致地下水污染不断加重,对环境和人类生活产生了严重影响。因此,必须高度重视对水污染的监测和治理。

        水质监测是保护水环境的重要方式,为区域内水环境监测、分析提供有效数据支持,为决策提供依据,使管理者在有效保护和综合治理水资源工作方面有据可依。

         

        >>>物联网水质平台登录界面

        2.平台架构

        物联网水质监测平台由物联网平台、数据库管理系统、应用服务管理系统共同组成,通过物联网与互联网的连接,实现了设备与信息系统的整合。利用物联网感知技术和云数据处理,使得“污染监测-评估治理-报警预警”融合贯通,通过对水质状况的监测和评估,使管理者掌握水质变化趋势,为污染防治提供科学依据,同时避免运维人员多次去现场查看,节省运维成本,方便管理。

        >>>整体架构图

         

        3.价值与优势

        • 数据展示、分析

        多种数据展示方式,用户可灵活进行查询、对比、导出;

        图表数据显示,可协助管理者进行分析、决策;

        GIS一张图,从空间分布上查看监测数据。

        • 运维和管理

        全方位监控设备运行状态,降低运维成本;

        简洁的远程控制功能,减少劳动力;

        快速推送报警信息,使运维人员第一时间掌握异常信息。

        • 预警

        提前预知水质变化,为污染防治提供依据。

        • 数据对接

        可跨平台对接数据,兼容多种平台数据传递。

        4.功能介绍

        4.1数据展示、分析功能

        实时数据查询功能,主要显示设备最新时间监测参数、曲线、监测点设备的运行状态、24小时上报成功率等信息,当设备状态异常时,还可根据页面的站点负责人信息和联系方式,快速通知相关人员及时进行处理。

        历史数据统计分析功能,支持设备历史数据查看,包括本日、本月、本季度、自定义时间段的数据查询及导出,当前站点水质综合评级等级的显示,以及不同站点间相同参数可进行对比分析。

        >>>历史数据页面

        GIS地图,将分布在不同流域的设备信息进行空间展示,可对比查看上下游监测参数的变化情况,以及设备的告警数量、水质等级等信息。

        >>>GIS地图页面

        4.2 运维与管理

        平台采用多种报警信息相结合,当设备发生任何异常情况时,用户都可随时掌握,减少维护工作量,降低运维成本。具体如下:

        • 防盗报警,当设备偏移安装位置后,平台会进行位置偏移报警,并及时通过水质云app推送给用户,以方便用户采取对应措施。
        • 低电压报警,当设备电压低于某一阈值时,进行低电压报警;
        • 数据超标报警,当监测点参数超过设定的正常范围,水质质量发生变化时,进行报警;
        • 通信中断报警,因信号问题或其他外界因素,导致设备通信中断长达3小时时,进行报警;
        • 故障报警,设备发生故障时自动报警;

        >>>防盗信息配置页面

        • 远程控制,可灵活远程设置设备参数,避免运维人员去现场调整,远程修改参数如:数据抄读间隔、上报间隔、传感器识别等。如用户在使用过程中,发现设备上报间隔过短,可在下图中的设置界面修改上报间隔为60,当设备收到命令并执行后,会将执行结果反馈到平台;

        >>>远程控制页面

        • 报警推送,平台配置的水质云APP,具有在线查看设备数据,和接收报警信息等功能,当监测点设备发生报警时,APP会收到平台推送的报警信息,及时提醒运维人员采取相应措施。支持Android和IOS版本扫码下载。

        4.3 预警功能

        水质综合预警功能由机器学习算法和人工智能组成,对大量监测数据进行预处理后,结合水质综合评价,带入集成学习算法中,进行模型训练。在实际应用中通过新产生数据进行模型的自学习,不断优化模型,最终得到预警值和水质综合评价指数, 实现对 现有水体的表征,以及对未来一段时间水体变化的预警预测。

        >>>溶解氧预测图

        5.应用案例

        5.1管网监测

        【北京采育管网水文、水质监测】

        相关介绍:工业园区管网监测,其中部分监测点位之间存在上、下游关系,监测参数:水温、pH、COD、氨氮、流速、液位、流量

        平台提供不同监测点同一参数的对比分析功能,可对比查看上、下游点位监测参数,当出现污染时,根据对比分析得出可能存在污染的区域,能够为污染防治提供丰富的数据支持。如下图,育英街和采林路为上下游关系,可对两个站点的数据进行对比,分析得出数据是否存在异常情况。

         

        >>>对比分析页面

         

        5.2 湖库监测

        【山西吕梁文峪河水库监测】

        相关介绍:水库水质监测,监测参数:水温、pH、溶解氧、电导率、浊度,数据端为浮标,需上报定位信息,即经度、纬度

        下图为监测点浮标上报的经、纬度信息:

        >>>文峪河水库数据

        浮标在实际使用过程中,有时会遇到一些外部因素导致设备出现安全隐患,如突发大暴雨,导致液位过高、流速过快,使设备可能被冲离原安装位置无法追踪,或有一些不法人员会偷盗设备,以谋取私利。为防止此类事件发生,特设计防盗功能,当设备偏离安装位置1公里后,平台及时进行报警,并推送到运维人员手机上,使运维人员及时采取措施。

        >>>经纬度报警页面

        5.3河道监测

        【舟山临城河监测】

        相关介绍:河道水质监测,监测参数:水温、pH、溶解氧、电导率、ORP

        下图为监测点设备上报的数据信息:

        >>>舟山临城河数据

        平台在显示监测数据的基础上,也提供了水质状况WQI的展示和预警,帮助用户在掌握现有水质状况的基础上,了解未来一段时间的水质变化趋势,如果预警水质变差,则需加大关注度提前做好治理准备,防止水质变差。

        >>>WQI真实值与预测值

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