[發明專利]一種水質安全監測與管理系統

有效

• 申請號: 201811062132.1
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109187900B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 葉福達
• 申請（專利權）人: 南昌市灣里自來水有限責任公司
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18
• 代理公司: 南昌金軒知識產權代理有限公司 36129
• 代理人: 劉錦霞

1.一種水質安全監測與管理系統，其特征在于：包括水質監測終端、水質服務器、水源數據庫、顯示終端以及若干階段水質獲取模塊；水質服務器分別與階段水質獲取模塊、水質檢測終端、水源數據庫和顯示終端；

水質監測終端安裝在自來水廠的出水罐內，用于實時對自來水廠內經處理后供用戶使用的水進行酸堿度、鈣鎂離子濃度、細菌含量以及水質渾濁度進行檢測，并將檢測的自來水的酸堿度、鈣鎂離子濃度、細菌含量以及水質濁度信息發送至水質服務器；

階段水質獲取模塊分別安裝在各水管支路上，用于實時檢測各水管支路中水流量大小、水溫、酸堿度以及水質中細菌數量，并獲取階段水質獲取模塊安裝在各水管支路上的位置信息，其中，各水管支路對應的編號與安裝在該水管支路上的階段水質獲取模塊對應的編號相同；

水源數據庫用于存儲各城市內各區域的自來水供應管道分布情況并按照自來水流向順序對各自來水管道進行編號，存儲各水管編號對應的標準水流量以及存儲生活用水的標準水質基本參數；

以自來水廠為起始端，與自來水廠直接相連接的水管支路作為第一級水管，第一級別的水管支路按照設定的順序依次進行編號，分別為1,2,...,k,并對第一級水管中與各水管支路相連接的次級水管作為第二級水管，且第一級水管中的各水管支路中的次級水管按照各次級水管的水流先后順序進行編號，分別為1,2,...,i，...，m，由第一級水管中各水管支路中的第二級水管的次級水管支路引出的水管作為第三級水管，對同一水管支路中的次水管支路引出的水管按照水流先后順序進行編號，分別為1,2,...,f，依次類推，分別對各自來水管道進行編號排序；

水質服務器接收水質檢測終端發送的自來水廠處理后的自來水的酸堿度、鈣鎂離子濃度、細菌含量和水質渾濁度，將接收的水質檢測終端發送的酸堿度、鈣鎂離子濃度、細菌含量以及水質渾濁度分別與數據數據庫中存儲的標準水質基本參數中的酸堿度閥值、鈣鎂離子濃度閥值、細菌含量閥值、水質渾濁度閥值進行對比，得到對比酸堿度數值、對比鈣鎂離子濃度數值、對比細菌含量數值以及對比水質渾濁度數值，若經處理后的自來水中的酸堿度、鈣鎂離子濃度、細菌含量和水質渾濁度分別小于對應設置的閥值，則表明從自來水廠流出的水質符合要求，同時，水質服務器根據水質基本參數對比的數據，對自來水廠內的水質初始安全性進行評估，得到初始水質安全性系數，水質服務器將統計的初始水質安全性系數發送至顯示終端；

水質服務器接收位于不同水管支路上的各階段水質獲取模塊發送的水管中水流量、水溫、酸堿度以及水質中細菌數量以及各階段水質獲取模塊對應的位置信息，根據水管中自來水廠內的水依次流進的管道編號，對水進行編號，得到流入各用戶家庭內的水所流過的管道編號，構成水流方向編號集合A_s(a_s1,a_s2,...,a_st,...,a_sg)，A_s表示為第s個用戶家庭中的自來水依次流過的管道編號集合，a_s1表示為第s個用戶家的自來水在第一級別水管中對應的編號，a_st表示為第s個用戶家的自來水在第t級別水管中對應的水管編號，g表示為自來水從自來水廠到第s個用戶家所經過的水管級別總數；

水質服務器根據各用戶對應的水流方向編號集合，提取自來水經過的各水管級別對應的水管中的水流量、水溫、酸堿度和細菌數量，對水流量、水溫、酸堿度和細菌數量分別構建水流量參數集合、水溫參數集合、酸堿度參數集合和細菌數量參數集合，其中，水流量參數集合W_S(wa_s1,wa_s2,...,wa_st,...,wa_sg)，水溫參數集合C_S(ca_s1,ca_s2,...,ca_st,...,ca_sg)，酸堿度參數集合P_S(pa_s1,pa_s2,...,pa_st,...,pa_sg)，細菌數量參數集合X_S(xa_s1,xa_s2,...,xa_st,...,xa_sg)，wa_st表示為第s個用戶家的自來水經第t級別水管中水管內的水流量數值，ca_st表示為第s個用戶家的自來水經第t級別水管中水管內的水溫數值，pa_st表示為第s個用戶家的自來水經第t級別水管中水管內的酸堿度數值，xa_st表示為第s個用戶家的自來水經第t級別水管中水管內的細菌數量，將同一參數集合中下一等級水管中的水溫、酸堿度或細菌數量分別與上一等級水管中對應的同一類型參數進行對比，得到水溫對比集合ΔC_S(Δca_s1,Δca_s2,...,Δca_st,...,Δca_s(g-1))、酸堿度對比集合ΔP_S(Δpa_s1,Δpa_s2,...,Δpa_st,...,Δpa_s(g-1))和細菌數量對比集合ΔX_S(Δxa_s1,Δxa_s2,...,Δxa_st,...,Δxa_s(g-1))，Δca_st、Δpa_st和Δxa_st分別表示為第s個用戶家的自來水經第t+1級別水管中水溫、酸堿度和細菌數量分別與第s個用戶家的自來水經第t級別水管中水溫、酸堿度和細菌數量的間的差值，所述細菌數量為單位體積內細菌的數量，水質服務器將獲取第t級別下的第i個水管的水流量wa_st與第t級別下的第i個水管引出的各支路水管中的水流量，統計第t+1級別下各支路水管中的水流累計和wa_stif表示為第s個用戶家的自來水經第t級別下的第i個水流流出至第t+1級別中第f個水管中的水流量，將累計的第t+1級別下各支路水管的水流量累計和與第t級別下的第i個水管中的總水流量進行對比，若累計水流量wa_st′與實際水流量wa_st間的絕對值大于設定的水流量差值閥值，則表明與第i個水管相連接的各支路水管間發生滲透，并將各水管與該水管相連接的下一級別的各支路水管間的水流量累計和進行對比，得到絕對值水流量對比集合ΔW_S(Δwa_s1,Δwa_s2,...,Δwa_st,...,Δwa_s(g-1))，Δwa_st表示為第s個用戶家的自來水經第t級別下的水管水流量與該t級別相連接的第t+1級別中各支路水管中水流量累計和間差值的絕對值；

水質服務器根據絕對值水流量對比集合、水溫對比集合、酸堿度對比集合和細菌數量對比集合，統計水質從第t級別流至第t+1級別中管道時的水質安全性變化系數w_閥表示為自來水流過水管的水流量閥值，c_閥表示為自來水在水管中的最高溫度閥值，x閥表示為自來水中細菌含量的閥值，p_閥表示為自來水對應的酸堿度閥值數值，并判斷水質從第t級別流至第t+1級別管道中的水質安全性變化系數是否大于設定的標準水質安全性變化系數，若大于，則表明到達第s個用戶家的第t級別管道與第t+1級別管道間發生滲水、管道堵塞、管道滋生細菌嚴重問題，水質服務器將該水管對應的編號發送至顯示終端，同時，水質管理服務器統計自來水從第1級別到第g-1級別所累積的水質累計變化系數水質服務器將自來水運輸至第s用戶家的水質累計變化系數發送至顯示終端，若水質累計變化系數超過設置的水質危險系數，則表明通入第s用戶家的自來水水質不合格；

顯示終端接收水質服務器發送的自來水廠的初始水質安全性系數、水管安全性變化系數超過設定標準水質安全性變化系數的水管編號以及自來水運輸至第s用戶家的水質累計變化系數并進行顯示。