申请/专利权人：泰华智慧产业集团股份有限公司;山东泰华智慧市政工程有限公司

申请日：2023-08-15

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN117057819B

主分类号：G06Q30/018

分类号：G06Q30/018;G01N33/18;G01F1/00;G06Q50/26;G06F30/28;G06F113/08;G06F113/14;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2023.12.01#实质审查的生效;2023.11.14#公开

摘要：本发明公开一种雨水管网污水排放溯源分析方法及系统，包括：获取排口的水质监测数据，并以此判断水质异常数据，根据水质异常数据确定异常排口；获取异常排口收水范围内的排水户和异常持续时间；获取异常排口在异常持续时间范围内的流量监测曲线和累计流量；将累计流量作为每个排水户的排放数据，以进行排水模拟，从而得到每个排水户完成排水模拟后异常排口的流量模拟曲线；将每个流量模拟曲线和流量监测曲线分别进行相似性对比，根据相似度确定污水排放点。通过监测值与模拟值的对比分析，保证定位分析结果的准确性和时效性，有效解决传统模式下无法及时发现偷排行为、无法快速确定潜在偷排点等问题。

主权项：1.一种雨水管网污水排放溯源分析方法，其特征在于，包括：获取排口的水质监测数据，并以此判断水质异常数据，根据水质异常数据确定异常排口；获取异常排口收水范围内的排水户和异常持续时间；获取异常排口在异常持续时间范围内的流量监测曲线和累计流量；将累计流量作为每个排水户的排放数据，以进行排水模拟，从而得到每个排水户完成排水模拟后异常排口的流量模拟曲线；将每个流量模拟曲线和流量监测曲线分别进行相似性对比，根据相似度确定污水排放点；将累计流量进行平均后得到均匀流序列，以此作为每个排水户的排放数据；采用雨水管网水动力学模型，以排水户为起点，以异常排口为终点，进行排水模拟；所述雨水管网水动力学模型基于管网GIS数据建模，采用实际降雨及排口监测数据进行率定；所述相似性对比的过程包括：计算每个流量模拟曲线与流量监测曲线的DTW距离，从而得到DTW距离结果集换算成相似度百分数后，取最大值所应应流量模拟曲线的排水户作为污水排放点；其中，确定存在水质异常数据后，将水质异常数据所属监测设备所在的排口记录为异常排口C；根据管网GIS空间拓扑网络及连通性分析，得到异常排口上游收水范围区域内的排水户，即为可能存在偷排行为的排水户P{P1、P2、P3……}；持续监测水质异常数据，并记录异常持续时间T；获取异常排口在T0-T的异常持续时间段范围内的流量监测曲线fS和累计流量LJLL；基于管网GIS数据建立雨水管网水动力学模型，动态模拟每个管道和河道中水的流量、水深及水质情况；基于管网水量平衡原理，将累计流量进行平均，得到均匀流序列ft，以此作为排水户的排放数据，采用雨水管网水动力学模型，以排水户为起点，以异常排口为终点，进行排水模拟，从而得到每个排水户完成排水模拟后异常排口的流量模拟曲线LL{fP1、fP2、fP3……}；基于DTW动态时间归整算法，将流量模拟曲线LL{fP1、fP2、fP3……}和流量监测曲线fS进行相似性比对，得到每个流量模拟曲线与流量监测曲线的DTW距离，记录为DTW距离结果集DDTW{dDTW1、dDTW2、dDTW3……}，DTW距离越小，两条曲线的相似度越高；其计算步骤如下：1提取两条曲线fP1＝{a1,a2,a3,...,am}、fS＝{b1,b2,b3,....,bn}；2计算序列中两个点之间的欧式距离Dai,bj，其中1≤i≤m，1≤j≤n；3计算从Da1,b1到Dam,bn的最短路径；该路径满足：假如当前节点是Dai,bj，那么下一个节点必须是在Dai+1,bj、Dai,bj+1、Dai+1,bj+1之间选择，并且路径必须是最短的；采用动态规划算法，即在计算到达第i,j个节点的最短路径时，考虑的是第i-1,j、i-1,j-1、i,j-1这三个点到第i,j个节点的最短距离；4计算DTW距离；从最终的最短距离往回找到那条最佳的输出路径，从Da1,b1到Dam,bn，他们的总和就是所需要的DTW距离；5将计算得到的DTW距离结果集DDTW{dDTW1、dDTW2、dDTW3……}换算成相似度百分数，以DTW距离中最大值Max{dDTW1、dDTW2、dDTW3……}作为分母，将Max-dDTWMax作为相似百分数，记录为S＝{S1％，S2％，S3％……}；6将相似度换算为各排水户的偷排概率，将结果集S{S1、S2、S3……}中的值按最大到小排序，取最大Sn所对应曲线fPn的排水户Pn作为最大可能性的偷排点，即最大可能性偷排的排水户；7利用雨水管网GIS，以此排水户为起点，以异常排口为终点，分析并在GIS地图上渲染描绘整个偷排路径，实现污水偷排的溯源。

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