公布日：2024.01.19
申请日：2023.11.24
分类号：H04L67/12(2022.01)I;H04N7/18(2006.01)I;H04W4/029(2018.01)I;C02F3/08(2023.01)I
摘要
本发明涉及污水处理领域，公开了一种智慧化污水处理系统，包括：数据采集设备；云计算平台，用于获取环境数据和天气预测数据，若天气预测数据表征出现第一天气现象的概率大于预设概率阈值且环境数据与第一天气现象所对应的标准环境数据相匹配，则执行审核操作；若审核通过，获取污水流量数据和污水水质数据，若污水流量数据大于预设的流量阈值且污水水质数据与预先配置的第一天气现象所对应的标准污水水质数据匹配，则读取并执行污水处理方案；控制采集设备采集处理后水质数据，生成并下发将巡检任务至巡检机器人；巡检机器人，用于执行巡检任务。由此，实现了针对特殊天气现象，执行针对性的污水处理方案，从而满足特殊天气的需求。
权利要求书
1.一种智慧化污水处理系统，其特征在于，包括：数据采集设备，所述数据采集设备包括污水数据采集设备、环境数据采集设备和处理后水质数据采集设备，其中，所述污水数据采集设备用于采集污水流量数据和污水水质数据，所述环境数据采集设备用于采集环境数据；云计算平台，所述云计算平台用于获取所述环境数据和目标区域的天气预测数据，若所述天气预测数据表征目标区域内出现第一天气现象的概率大于预设概率阈值且所述环境数据与所述第一天气现象所对应的标准环境数据相匹配，生成待审核信息，所述待审核信息表征拟执行所述第一天气现象所对应的污水处理方案；将所述待审核信息发送至审核终端并接收所述审核终端返回的审核结果信息；若所述审核结果信息表征审核通过，获取所述污水流量数据和所述污水水质数据，若所述污水流量数据大于预设的流量阈值且所述污水水质数据与预先配置的第一天气现象所对应的标准污水水质数据匹配，则读取所述污水处理方案，所述污水处理方案包括一级处理时长、二级处理时长和三级处理时长，将所述一级处理时长、所述二级处理时长和所述三级处理时长发送至控制单元，以使所述控制单元控制所述多级污水处理系统的一级处理池、二级处理池和三级处理池的处理时长与所述一级处理时长、所述二级处理时长和所述三级处理时长匹配；控制所述处理后水质数据采集设备采集处理后水质数据，所述处理后水质数据包括一级处理水质数据、二级处理水质数据和三级处理水质数据，根据所述一级处理水质数据、所述二级处理水质数据和所述三级处理水质数据，生成巡检任务并将所述巡检任务下发至巡检机器人；巡检机器人，用于执行所述巡检任务。
2.根据权利要求1所述的智慧化污水处理系统，其特征在于，所述根据所述一级处理水质数据、所述二级处理水质数据和所述三级处理水质数据，生成巡检任务并将所述巡检任务下发至巡检机器人，包括：将所述一级处理水质数据、所述二级处理水质数据和所述三级处理水质数据输入异常检测模型，得到异常判别结果；其中，所述异常检测模型包括一级异常检测网络、二级异常检测网络、三级异常检测网络、第一联合异常检测网络、第二联合异常检测网络和异常判别网络，所述一级异常检测网络以所述一级处理水质数据为输入，输出第一异常检测数据，所述二级异常检测网络以所述二级处理水质数据为输入，输出第二异常检测数据，所述三级异常检测网络以所述三级处理水质数据为输入，输出第三异常检测数据；所述第一联合异常检测网络以所述第一异常检测数据和所述第二异常检测数据为输入，输出第一联合异常检测数据；所述第二联合异常检测网络以所述第二异常检测数据和所述第三异常检测数据输入，输出第二联合异常检测数据；所述异常判别网络以所述第一异常检测数据、所述第二异常检测数据、所述第三异常检测数据、所述第一联合异常检测数据、所述第二联合异常检测数据的拼接数据为输入，输出异常判别结果，所述异常判别结果包括表征是否存在异常的异常标识信息以及异常位置信息；若所述异常标识信息表征存在异常，根据所述异常判别结果生成巡检任务并将所述巡检任务发送至巡检机器人。
3.根据权利要求2所述的智慧化污水处理系统，其特征在于，所述异常位置信息是所述多级污水处理系统中存在异常的处理池的级数；以及所述根据所述异常判别结果生成巡检任务，包括：确定所述级数的处理池所包括的多个子处理池中每个子处理池的处理类型；根据所述多个子处理池中每个子处理池的处理类型，生成巡检位置序列和所述巡检位置序列中每个巡检位置对应的拍摄参数；将所述巡检位置序列和所述巡检位置序列中每个巡检位置对应的拍摄参数作为所述巡检任务发送至所述巡检机器人。
4.根据权利要求3所述的智慧化污水处理系统，其特征在于，所述根据所述多个子处理池中每个子处理池的处理类型，生成巡检位置序列和所述巡检位置序列中每个巡检位置对应的拍摄参数，包括：根据所述多个子处理池中每个子处理池的处理类型和位置信息，生成所述每个子处理池所对应的一级巡检位置和所述一级巡检位置对应的拍摄参数，得到多个一级巡检位置和所述多个一级巡检位置中每个一级巡检位置所对应的拍摄参数；对于所述多个一级巡检位置中的每个一级巡检位置，确定所述一级巡检位置所对应的多个候选二级巡检位置；获取所述每个子处理池的历史巡检记录数据，所述历史巡检记录数据包括多个子历史巡检记录，其中，每个子历史巡检记录包括历史时间点、历史二级巡检位置、所述历史二级巡检位置对应的历史巡检图像和历史拍摄参数、所述历史巡检图像对应的历史巡检结果，所述历史巡检结果表征对应的历史二级巡检位置是否存在异常；对于所述多个候选二级巡检位置中的每个候选二级巡检位置，根据所述历史巡检记录数据，确定所述每个候选二级巡检位置对应的异常率；根据所述每个候选二级巡检位置对应的异常率，生成所述一级巡检位置对应的候选二级巡检位置序列，其中，所述候选二级巡检位置序列中的候选二级巡检位置是按照异常率从大到小的顺序排列的；从所述候选二级巡检位置序列中选取目标数量个候选二级巡检位置组成候选二级巡检位置子序列；根据所述候选二级巡检位置子序列、所述历史拍摄参数、所述多个一级巡检位置生成和所述每个一级巡检位置所对应的拍摄参数，生成所述巡检位置序列和所述巡检位置序列中每个巡检位置对应的拍摄参数。
5.根据权利要求4所述的智慧化污水处理系统，其特征在于，所述根据所述多个子处理池中每个子处理池的处理类型和位置信息，生成所述每个子处理池所对应的一级巡检位置和所述一级巡检位置对应的拍摄参数，包括：根据所述每个子处理池的处理类型，获取所述每个子处理池的平面图以及所述平面图中的一级巡检标记和所述一级巡检标记所对应的拍摄参数；根据所述平面图、所述平面图中的一级巡检标记、所述一级巡检标记所对应的拍摄参数和所述每个子处理池的位置信息，生成所述每个子处理池所对应的一级巡检位置和所述一级巡检位置对应的拍摄参数。
6.根据权利要求5所述的智慧化污水处理系统，其特征在于，所述根据所述平面图、所述平面图中的一级巡检标记、所述一级巡检标记所对应的拍摄参数和所述每个子处理池的位置信息，生成所述每个子处理池所对应的一级巡检位置和所述一级巡检位置对应的拍摄参数，包括：根据所述平面图中的一级巡检标记和所述每个子处理池的位置信息，确定所述一级巡检标记的实际位置并将所述一级巡检标记的实际位置确定为所述一级巡检位置；根据所述一级巡检标记所对应的拍摄参数和所述环境数据中所包括的光照数据生成所述一级巡检位置对应的拍摄参数。
7.根据权利要求6所述的智慧化污水处理系统，其特征在于，所述云计算平台还用于：接收所述巡检机器人拍摄的巡检图像序列，所述巡检图像序列与所述巡检位置序列对应，所述巡检图像序列中每个巡检图像对应一个拍摄参数；将所述巡检图像序列中对应同一个子处理池的多个巡检图像确定为一个巡检图像组，得到多个巡检图像组；对于所述多个巡检图像组中的每个巡检图像组，将所述巡检图像组输入设备异常识别网络，得到所述巡检图像组对应的设备异常识别结果，若所述设备异常识别结果表征设备存在异常，将所述巡检图像组所对应的子处理池确定为异常子处理池；将所述异常子处理池的位置信息发送至目标检修终端，以提示检修人员进行检修。
发明内容
本发明内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本发明内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。
本发明提出了一种智慧化污水处理系统，来解决以上背景技术部分提到的技术问题中的一项或多项。
本发明提供了一种智慧化污水处理系统，包括：数据采集设备，数据采集设备包括污水数据采集设备、环境数据采集设备和处理后水质数据采集设备，其中，污水数据采集设备用于采集污水流量数据和污水水质数据，环境数据采集设备用于采集环境数据；云计算平台，云计算平台用于获取环境数据和目标区域的天气预测数据，若天气预测数据表征目标区域内出现第一天气现象的概率大于预设概率阈值且环境数据与第一天气现象所对应的标准环境数据相匹配，生成待审核信息，待审核信息表征拟执行第一天气现象所对应的污水处理方案；将待审核信息发送至审核终端并接收审核终端返回的审核结果信息；若审核结果信息表征审核通过，获取污水流量数据和污水水质数据，若污水流量数据大于预设的流量阈值且污水水质数据与预先配置的第一天气现象所对应的标准污水水质数据匹配，则读取污水处理方案，污水处理方案包括一级处理时长、二级处理时长和三级处理时长，将一级处理时长、二级处理时长和三级处理时长发送至控制单元，以使控制单元控制多级污水处理系统的一级处理池、二级处理池和三级处理池的处理时长与一级处理时长、二级处理时长和三级处理时长匹配；控制处理后水质数据采集设备采集处理后水质数据，处理后水质数据包括一级处理水质数据、二级处理水质数据和三级处理水质数据，根据一级处理水质数据、二级处理水质数据和三级处理水质数据，生成巡检任务并将巡检任务下发至巡检机器人；巡检机器人，用于执行巡检任务。
可选的，根据一级处理水质数据、二级处理水质数据和三级处理水质数据，生成巡检任务并将巡检任务下发至巡检机器人，包括：将一级处理水质数据、二级处理水质数据和三级处理水质数据输入异常检测模型，得到异常判别结果；其中，异常检测模型包括一级异常检测网络、二级异常检测网络、三级异常检测网络、第一联合异常检测网络、第二联合异常检测网络和异常判别网络，一级异常检测网络以一级处理水质数据为输入，输出第一异常检测数据，二级异常检测网络以二级处理水质数据为输入，输出第二异常检测数据，三级异常检测网络以三级处理水质数据为输入，输出第三异常检测数据；第一联合异常检测网络以第一异常检测数据和第二异常检测数据为输入，输出第一联合异常检测数据；第二联合异常检测网络以第二异常检测数据和第三异常检测数据输入，输出第二联合异常检测数据；异常判别网络以第一异常检测数据、第二异常检测数据、第三异常检测数据、第一联合异常检测数据、第二联合异常检测数据的拼接数据为输入，输出异常判别结果，异常判别结果包括表征是否存在异常的异常标识信息以及异常位置信息；若异常标识信息表征存在异常，根据异常判别结果生成巡检任务并将巡检任务发送至巡检机器人。
可选的，异常位置信息是多级污水处理系统中存在异常的处理池的级数；以及根据异常判别结果生成巡检任务，包括：确定级数的处理池所包括的多个子处理池中每个子处理池的处理类型；根据多个子处理池中每个子处理池的处理类型，生成巡检位置序列和巡检位置序列中每个巡检位置对应的拍摄参数；将巡检位置序列和巡检位置序列中每个巡检位置对应的拍摄参数作为巡检任务发送至巡检机器人。
可选的，根据多个子处理池中每个子处理池的处理类型，生成巡检位置序列和巡检位置序列中每个巡检位置对应的拍摄参数，包括：根据多个子处理池中每个子处理池的处理类型和位置信息，生成每个子处理池所对应的一级巡检位置和一级巡检位置对应的拍摄参数，得到多个一级巡检位置和多个一级巡检位置中每个一级巡检位置所对应的拍摄参数；对于多个一级巡检位置中的每个一级巡检位置，确定一级巡检位置所对应的多个候选二级巡检位置；获取每个子处理池的历史巡检记录数据，历史巡检记录数据包括多个子历史巡检记录，其中，每个子历史巡检记录包括历史时间点、历史二级巡检位置、历史二级巡检位置对应的历史巡检图像和历史拍摄参数、历史巡检图像对应的历史巡检结果，历史巡检结果表征对应的历史二级巡检位置是否存在异常；对于多个候选二级巡检位置中的每个候选二级巡检位置，根据历史巡检记录数据，确定每个候选二级巡检位置对应的异常率；根据每个候选二级巡检位置对应的异常率，生成一级巡检位置对应的候选二级巡检位置序列，其中，候选二级巡检位置序列中的候选二级巡检位置是按照异常率从大到小的顺序排列的；从候选二级巡检位置序列中选取目标数量个候选二级巡检位置组成候选二级巡检位置子序列；根据候选二级巡检位置子序列、历史拍摄参数、多个一级巡检位置生成和每个一级巡检位置所对应的拍摄参数，生成巡检位置序列和巡检位置序列中每个巡检位置对应的拍摄参数。
可选的，根据多个子处理池中每个子处理池的处理类型和位置信息，生成每个子处理池所对应的一级巡检位置和一级巡检位置对应的拍摄参数，包括：根据每个子处理池的处理类型，获取每个子处理池的平面图以及平面图中的一级巡检标记和一级巡检标记所对应的拍摄参数；根据平面图、平面图中的一级巡检标记、一级巡检标记所对应的拍摄参数和每个子处理池的位置信息，生成每个子处理池所对应的一级巡检位置和一级巡检位置对应的拍摄参数。
可选的，根据平面图、平面图中的一级巡检标记、一级巡检标记所对应的拍摄参数和每个子处理池的位置信息，生成每个子处理池所对应的一级巡检位置和一级巡检位置对应的拍摄参数，包括：根据平面图中的一级巡检标记和每个子处理池的位置信息，确定一级巡检标记的实际位置并将一级巡检标记的实际位置确定为一级巡检位置；根据一级巡检标记所对应的拍摄参数和环境数据中所包括的光照数据生成一级巡检位置对应的拍摄参数。
可选的，云计算平台还用于：接收巡检机器人拍摄的巡检图像序列，巡检图像序列与巡检位置序列对应，巡检图像序列中每个巡检图像对应一个拍摄参数；将巡检图像序列中对应同一个子处理池的多个巡检图像确定为一个巡检图像组，得到多个巡检图像组；对于多个巡检图像组中的每个巡检图像组，将巡检图像组输入设备异常识别网络，得到巡检图像组对应的设备异常识别结果，若设备异常识别结果表征设备存在异常，将巡检图像组所对应的子处理池确定为异常子处理池；将异常子处理池的位置信息发送至目标检修终端，以提示检修人员进行检修。
本发明具有如下有益效果：1、通过智慧化污水处理系统，实现了特殊天气现象下的灵活调整，执行特殊天气现象对应的污水处理方案，从而满足特殊天气的需求。具体来说，云计算平台可以自动获取目标区域的天气预测数据和环境数据，当降水概率较大时，触发审核机制。其中，通过设置审核机制避免由于数据不准确造成的误报。在此基础上，在审核通过的基础上，充分考虑到降雨发生时，污水数量和污水水质会发生明显的变化，从而可以进一步获取污水流量数据和污水水质数据，由此来准确识别降雨的发生。当识别到降雨发生时，通过控制单元来控制一级处理池、二级处理池和三级处理池的处理时长。一般的，可以减少每个处理池的处理时长，从而加快污水处理效率。除此之外，为了解决降雨时容易发生设备损坏的情况，云计算平台可以生成巡检任务，并将巡检任务下发至巡检机器人，从而完成对污水处理相关设备的巡检，及时发现意外情况，避免影响污水处理效率；2、在确定巡检位置的过程中，充分考虑每个子处理池的处理类型，从而实现针对不同的处理类型的子处理池，生成不同的巡检位置和拍摄参数，进而实现差异化和针对性的巡检位置的确定。在此过程中，进一步对巡检位置进行分级，包括一级巡检位置和二级巡检位置，巡检机器人在进行巡检时，会首先到达一级巡检位置，然后经由一级巡检位置去往对应的多个二级巡检位置，从而便于巡检机器人进行路径规划。具体的，在路径规划时，可以仅考虑多个一级巡检位置，不需要考虑二级巡检位置，降低了路径规划的复杂度。除此之外，结合每个子处理池的历史巡检记录数据来确定每个候选二级巡检位置对应的异常率，进而根据异常率来选择二级巡检位置，从而可以在同样数量的巡检位置尽可能多的检测到异常情况，最大限度避免出现漏检情况；3、云计算平台可以根据检修人员排班表自动确定目标检修终端，不需要调度人员进行电话调度。在此过程中，根据检修终端的定位信息，自动判断相关人是否在预审范围内，针对不在预审范围内的情况，自动替换候补检修人员，避免因为人员不在岗造成检修延误，从而提高调度效率，从而可以在特殊天气条件下及时通知检修人员，避免影响污水处理能力。
（发明人：张雨薇;曹正华;王有理;于岑;侯建业;郭芝瑞;李保川;张聪政）