[發明專利]一種基于智能水務的多級別節水分析方法及系統

有效

• 申請號: 202110408289.0
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113177656B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 王康;張飛;張真;唐燕平;盧斌;梁力元;陳卓;嚴學俊;鄭泳杰;危皓瑤
• 申請（專利權）人: 水利部珠江水利委員會技術咨詢（廣州）有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州博士科創知識產權代理有限公司 44663
• 代理人: 宋佳

1.一種基于智能水務的多級別節水分析方法，其特征在于，應用于基于智能水務的多級別節水分析系統，所述基于智能水務的多級別節水分析系統包括智慧水務云服務平臺以及與所述智慧水務云服務平臺通信連接的多個水務服務終端，其中，每個所述水務服務終端與接入所述水務服務終端的水務傳感網絡形成一個水務分析單位序列，多個所述水務分析單位序列具有相同的水務對象標簽形成一個水務集中分析單位序列，所述方法包括：

所述智慧水務云服務平臺在預設的水務管理周期中的多個不同的周期階段分別向各所述水務服務終端發送分水表耗水量統計指示；

所述水務服務終端根據所述分水表耗水量統計指示檢測所述水務集中分析單位序列中各所述水務傳感網絡針對所述水務服務終端的分水表耗水行為數據，并反饋給所述智慧水務云服務平臺；

所述智慧水務云服務平臺根據各所述水務傳感網絡分別在多個不同周期階段針對各所述水務服務終端的分水表耗水行為數據，分析得到各所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息；

其中，所述方法還包括：

所述智慧水務云服務平臺根據各所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息，得到所述水務集中分析單位序列中的水務傳感網絡分布的概率分布圖，所述水務傳感網絡分布的概率分布圖包括多個水務服務終端節點以及每個水務服務終端節點上的水務傳感網絡的概率分布值；

根據所述水務傳感網絡分布的概率分布圖對所述水務集中分析單位序列中的各水務服務終端進行用水量計劃配置以及管控頻率配置；其中，對所述水務集中分析單位序列中的各水務服務終端進行用水量計劃配置以及管控頻率配置具體包括：

按照各所述水務服務終端分別對應的水務傳感網絡的概率分布值對各所述水務服務終端設置分水管級別參數，然后根據各所述水務服務終端對應的分水管級別參數為各水務服務終端進行用水量計劃配置，分水管級別參數越大，配置的耗水量度數越多；

根據各所述水務服務終端的分水管級別參數，選擇至少一個目標水務服務終端，并為該至少一個目標水務服務終端分配獨立的管控頻率計劃或者將設定的管控頻率計劃分配給所述目標水務服務終端，以對所述目標水務服務終端進行管控頻率配置；

其中，所述方法還包括所述智慧水務云服務平臺執行的以下步驟：

在所述預設的水務管理周期過去之后，依次遍歷所述水務集中分析單位序列中的各所述水務服務終端，得到各所述水務服務終端當前接入的水務傳感網絡數量以及當前接入的各水務傳感網絡的水務統計預警數據；

根據各所述水務服務終端當前接入的水務傳感網絡數量以及當前接入的各水務傳感網絡的水務統計預警數據，生成所述水務集中分析單位序列中各所述水務服務終端的水務統計預警概率分布圖，所述水務統計預警概率分布圖包括所述水務集中分析單位序列中的水務服務終端節點以及各水務服務終端節點對應的當前預警概率分布；

根據所述水務統計預警概率分布圖，獲取所述水務集中分析單位序列中當前預警概率值達到預設預警概率值的第一水務服務終端；

根據所述水務傳感網絡分布的概率分布圖，獲取所述水務集中分析單位序列中水務傳感網絡的概率分布值低于預設預警概率值的第二水務服務終端；

獲取接入所述第一水務服務終端且同時位于所述第一水務服務終端和所述第二水務服務終端的水務服務接入范圍內的水務傳感網絡作為目標候選水務傳感網絡；

通過所述第一水務服務終端和所述第二水務服務終端獲取每個所述目標候選水務傳感網絡分別針對所述的第一水務服務終端和所述第二水務服務終端的分水表耗水行為數據，將針對所述第二水務服務終端的分水表耗水行為數據大于針對所述第一水務服務終端的分水表耗水行為數據的目標候選水務傳感網絡作為目標水務傳感網絡；

啟動所述第二水務服務終端針對所述目標水務傳感網絡的水務管控策略，以將所述目標水務傳感網絡從所述第一水務服務終端遷移至所述第二水務服務終端，實現對所述第一水務服務終端的預警響應優化；

在所述目標水務傳感網絡接入所述第二水務服務終端之后，將所述目標水務傳感網絡從所述第一水務服務終端對應的水務分析單位序列中剔除，并將所述目標水務傳感網絡更新至所述第二水務服務終端對應的水務分析單位序列中；

所述智慧水務云服務平臺根據各所述水務傳感網絡分別在多個不同周期階段的分水表耗水行為數據，分析得到各所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息，包括：

獲取所述水務傳感網絡針對每個所述水務服務終端的分水表耗水行為數據增量，并獲取最大的分水表耗水行為數據增量對應的水務服務終端作為目標水務服務終端，獲取所述水務傳感網絡在所述水務管理周期之前的目標水務管理數據，以及所述目標水務服務終端的目標用水現狀數據，根據所述目標水務管理數據和所述目標水務服務終端的目標用水現狀數據得到所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息；或者

針對每個所述水務服務終端，獲取各所述水務傳感網絡在每個周期階段相較于前一周期階段針對所述水務服務終端的分水表耗水行為數據的耗水行為趨勢，得到針對每個所述水務服務終端的耗水行為趨勢集，根據所述水務傳感網絡針對各所述水務服務終端的耗水行為趨勢集，得到所述水務傳感網絡針對各所述水務服務終端的分水表耗水行為數據變化分布，根據每個所述水務傳感網絡針對各所述水務服務終端的分水表耗水行為數據變化分布，得到所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息；或者

獲取所述水務傳感網絡針對每個所述水務服務終端的分水表耗水行為數據增量，根據所述分水表耗水行為數據增量按照從大到小的順序對各所述水務服務終端進行排序；根據排序結果選擇預設數量個分水表耗水行為數據增量較大的水務服務終端作為目標水務服務終端；獲取所述水務傳感網絡在所述水務管理周期之前的目標水務管理數據；獲取各所述目標水務服務終端的目標用水現狀數據，并根據所述目標水務管理數據和各所述目標水務服務終端的目標用水現狀數據得到所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息，所述分水管用水數據預測信息包括所述目標水務管理數據以及每個所述目標水務服務終端的目標用水現狀數據；

所述根據所述水務傳感網絡針對各所述水務服務終端的分水表耗水行為數據變化分布，得到所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息，包括：

確定所述水務傳感網絡針對各所述水務服務終端的多個分水表耗水行為數據變化分布中是否存在分水表耗水行為數據持續增長的持續增長分布；

若存在分水表耗水行為數據持續增長的持續增長分布，當所述持續增長分布的數量為1時，則將所述持續增長分布作為目標分布，當所述持續增長分布的數量大于1時，計算各所述持續增長分布中，各周期階段分別對應的耗水行為趨勢的平均變化量，將計算得到最大的平均變化量對應的持續增長分布作為目標分布；

若不存在分水表耗水行為數據持續增長的持續增長分布，計算各所述分水表耗水行為數據變化分布中，對應的耗水行為趨勢為正數的周期階段數量，將耗水行為趨勢為正數的周期階段數量最多的分水表耗水行為數據變化分布作為目標分布；

根據所述目標分布對應的水務服務終端的目標用水現狀數據以及所述水務傳感網絡在所述水務管理周期之前的目標用水現狀數據得到所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息；

所述方法還包括：

所述智慧水務云服務平臺判斷所述水務傳感網絡針對當前接入的水務服務終端的分水表耗水行為數據是否降低到了設定閾值；

當降低到了所述設定閾值時，所述智慧水務云服務平臺根據所述分水管用水數據預測信息，選擇一個所述水務服務終端作為候選水務服務終端，并啟動所述候選水務服務終端針對所述水務傳感網絡的水務管控策略，以將所述水務傳感網絡從所述當前接入的水務服務終端遷移至所述候選水務服務終端；

當所述水務傳感網絡通過所述候選水務服務終端的水務管控條件時，所述智慧水務云服務平臺將所述水務傳感網絡從所述當前接入的水務服務終端所在的水務分析單位序列中剔除，并更新至所述候選水務服務終端對應的水務分析單位序列中；

所述水務集中分析單位序列中包括三個或三個以上的水務服務終端，所述方法還包括所述智慧水務云服務平臺執行的以下步驟：

針對每個所述水務傳感網絡，遍歷各所述水務服務終端，獲取針對所述水務傳感網絡的提供的分水表耗水行為數據最優的三個水務服務終端；

判斷所述水務傳感網絡當前是否有接入所述水務集中分析單位序列中的任意一個水務服務終端；

若所述水務傳感網絡當前未接入所述水務集中分析單位序列中的任意一個水務服務終端，根據所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息，確定所述三個水務服務終端中與所述分水管用水數據預測信息匹配的其中一個水務服務終端作為符合水務管控條件的水務服務終端，啟動所述符合水務管控條件的水務服務終端針對所述水務傳感網絡的水務管控策略，以將所述水務傳感網絡接入所述符合水務管控條件的水務服務終端，并在所述水務傳感網絡接入所述符合水務管控條件的水務服務終端后，將所述水務傳感網絡加入所述符合水務管控條件的水務服務終端對應的水務分析單位序列中；

若所述水務傳感網絡當前已接入所述水務集中分析單位序列中的一個水務服務終端，則判斷所述水務傳感網絡當前已接入的水務服務終端是否為所述三個水務服務終端中的其中一個，若所述水務傳感網絡當前已接入的水務服務終端不是所述三個水務服務終端中的其中一個，則在所述當前已接入的水務服務終端針對所述水務傳感網絡的分水表耗水行為數據降低到設定閾值時，確定所述三個水務服務終端中與所述分水管用水數據預測信息匹配的其中一個水務服務終端作為符合水務管控條件的水務服務終端，啟動所述符合水務管控條件的水務服務終端針對所述水務傳感網絡的水務管控策略，以將所述水務傳感網絡接入所述符合水務管控條件的水務服務終端，并在所述水務傳感網絡接入所述符合水務管控條件的水務服務終端后，將所述水務傳感網絡加入所述符合水務管控條件的水務服務終端對應的水務分析單位序列中并將所述水務傳感網絡從之前接入的水務服務終端對應的水務分析單位序列中剔除；

其中，針對每個所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息，所述分水管用水數據預測信息包括一個起始水務業務節點以及一個終點水務業務節點，所述終點水務業務節點代表所述水務傳感網絡將要遷移至的水務服務終端節點的目標用水現狀數據。

2.一種基于智能水務的多級別節水分析系統，其特征在于，包括智慧水務云服務平臺以及與所述智慧水務云服務平臺通信連接的多個水務服務終端，其中，每個所述水務服務終端與接入所述水務服務終端的水務傳感網絡形成一個水務分析單位序列，多個所述水務分析單位序列具有相同的水務對象標簽形成一個水務集中分析單位序列，其特征在于：

所述智慧水務云服務平臺，用于與在預設的水務管理周期中的多個不同的周期階段分別向各所述水務服務終端發送分水表耗水量統計指示；

所述水務服務終端，用于根據所述分水表耗水量統計指示檢測所述水務集中分析單位序列中各所述水務傳感網絡針對所述水務服務終端的分水表耗水行為數據，并反饋給所述智慧水務云服務平臺；

所述智慧水務云服務平臺，還用于根據各所述水務傳感網絡分別在多個不同周期階段針對各所述水務服務終端的分水表耗水行為數據，分析得到各所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息；

其中，所述智慧水務云服務平臺，還用于：

根據各所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息，得到所述水務集中分析單位序列中的水務傳感網絡分布的概率分布圖，所述水務傳感網絡分布的概率分布圖包括多個水務服務終端節點以及每個水務服務終端節點上的水務傳感網絡的概率分布值；

根據所述水務傳感網絡分布的概率分布圖對所述水務集中分析單位序列中的各水務服務終端進行用水量計劃配置以及管控頻率配置；其中，對所述水務集中分析單位序列中的各水務服務終端進行用水量計劃配置以及管控頻率配置具體包括：

按照各所述水務服務終端分別對應的水務傳感網絡的概率分布值對各所述水務服務終端設置分水管級別參數，然后根據各所述水務服務終端對應的分水管級別參數為各水務服務終端進行用水量計劃配置，分水管級別參數越大，配置的耗水量度數越多；

根據各所述水務服務終端的分水管級別參數，選擇至少一個目標水務服務終端，并為該至少一個目標水務服務終端分配獨立的管控頻率計劃或者將設定的管控頻率計劃分配給所述目標水務服務終端，以對所述目標水務服務終端進行管控頻率配置；

所述智慧水務云服務平臺，還用于：

在所述預設的水務管理周期過去之后，依次遍歷所述水務集中分析單位序列中的各所述水務服務終端，得到各所述水務服務終端當前接入的水務傳感網絡數量以及當前接入的各水務傳感網絡的水務統計預警數據；

根據各所述水務服務終端當前接入的水務傳感網絡數量以及當前接入的各水務傳感網絡的水務統計預警數據，生成所述水務集中分析單位序列中各所述水務服務終端的水務統計預警概率分布圖，所述水務統計預警概率分布圖包括所述水務集中分析單位序列中的水務服務終端節點以及各水務服務終端節點對應的當前預警概率分布；

根據所述水務統計預警概率分布圖，獲取所述水務集中分析單位序列中當前預警概率值達到預設預警概率值的第一水務服務終端；

根據所述水務傳感網絡分布的概率分布圖，獲取所述水務集中分析單位序列中水務傳感網絡的概率分布值低于預設預警概率值的第二水務服務終端；

獲取接入所述第一水務服務終端且同時位于所述第一水務服務終端和所述第二水務服務終端的水務服務接入范圍內的水務傳感網絡作為目標候選水務傳感網絡；

通過所述第一水務服務終端和所述第二水務服務終端獲取每個所述目標候選水務傳感網絡分別針對所述的第一水務服務終端和所述第二水務服務終端的分水表耗水行為數據，將針對所述第二水務服務終端的分水表耗水行為數據大于針對所述第一水務服務終端的分水表耗水行為數據的目標候選水務傳感網絡作為目標水務傳感網絡；

啟動所述第二水務服務終端針對所述目標水務傳感網絡的水務管控策略，以將所述目標水務傳感網絡從所述第一水務服務終端遷移至所述第二水務服務終端，實現對所述第一水務服務終端的預警響應優化；

在所述目標水務傳感網絡接入所述第二水務服務終端之后，將所述目標水務傳感網絡從所述第一水務服務終端對應的水務分析單位序列中剔除，并將所述目標水務傳感網絡更新至所述第二水務服務終端對應的水務分析單位序列中；

所述智慧水務云服務平臺根據各所述水務傳感網絡分別在多個不同周期階段的分水表耗水行為數據，分析得到各所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息，包括：

獲取所述水務傳感網絡針對每個所述水務服務終端的分水表耗水行為數據增量，并獲取最大的分水表耗水行為數據增量對應的水務服務終端作為目標水務服務終端；獲取所述水務傳感網絡在所述水務管理周期之前的目標水務管理數據，以及所述目標水務服務終端的目標用水現狀數據；根據所述目標水務管理數據和所述目標水務服務終端的目標用水現狀數據得到所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息；或者

針對每個所述水務服務終端，獲取各所述水務傳感網絡在每個周期階段相較于前一周期階段針對所述水務服務終端的分水表耗水行為數據的耗水行為趨勢，得到針對每個所述水務服務終端的耗水行為趨勢集；根據所述水務傳感網絡針對各所述水務服務終端的耗水行為趨勢集，得到所述水務傳感網絡針對各所述水務服務終端的分水表耗水行為數據變化分布；根據每個所述水務傳感網絡針對各所述水務服務終端的分水表耗水行為數據變化分布，得到所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息；或者

獲取所述水務傳感網絡針對每個所述水務服務終端的分水表耗水行為數據增量，根據所述分水表耗水行為數據增量按照從大到小的順序對各所述水務服務終端進行排序；根據排序結果選擇預設數量個分水表耗水行為數據增量較大的水務服務終端作為目標水務服務終端；獲取所述水務傳感網絡在所述水務管理周期之前的目標水務管理數據；獲取各所述目標水務服務終端的目標用水現狀數據，并根據所述目標水務管理數據和各所述目標水務服務終端的目標用水現狀數據得到所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息，所述分水管用水數據預測信息包括所述目標水務管理數據以及每個所述目標水務服務終端的目標用水現狀數據；

所述智慧水務云服務平臺還用于：

判斷所述水務傳感網絡針對當前接入的水務服務終端的分水表耗水行為數據是否降低到了設定閾值；

當降低到了所述設定閾值時，根據所述分水管用水數據預測信息選擇一個所述水務服務終端作為候選水務服務終端，并啟動所述候選水務服務終端針對所述水務傳感網絡的水務管控策略，以將所述水務傳感網絡從所述當前接入的水務服務終端遷移至所述候選水務服務終端；

當所述水務傳感網絡通過所述候選水務服務終端的水務管控條件時，將所述水務傳感網絡從所述當前接入的水務服務終端所在的水務分析單位序列中剔除，并更新至所述候選水務服務終端對應的水務分析單位序列中；

所述根據所述水務傳感網絡針對各所述水務服務終端的分水表耗水行為數據變化分布，得到所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息，包括：

確定所述水務傳感網絡針對各所述水務服務終端的多個分水表耗水行為數據變化分布中是否存在分水表耗水行為數據持續增長的持續增長分布；

若存在分水表耗水行為數據持續增長的持續增長分布，當所述持續增長分布的數量為1時，則將所述持續增長分布作為目標分布，當所述持續增長分布的數量大于1時，計算各所述持續增長分布中，各周期階段分別對應的耗水行為趨勢的平均變化量，將計算得到最大的平均變化量對應的持續增長分布作為目標分布；

若不存在分水表耗水行為數據持續增長的持續增長分布，計算各所述分水表耗水行為數據變化分布中，對應的耗水行為趨勢為正數的周期階段數量，將耗水行為趨勢為正數的周期階段數量最多的分水表耗水行為數據變化分布作為目標分布；

根據所述目標分布對應的水務服務終端的目標用水現狀數據以及所述水務傳感網絡在所述水務管理周期之前的目標用水現狀數據得到所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息；

所述水務集中分析單位序列中包括三個或三個以上的水務服務終端，所述智慧水務云服務平臺，還用于：

針對每個所述水務傳感網絡，遍歷各所述水務服務終端，獲取針對所述水務傳感網絡的提供的分水表耗水行為數據最優的三個水務服務終端；

判斷所述水務傳感網絡當前是否有接入所述水務集中分析單位序列中的任意一個水務服務終端；

若所述水務傳感網絡當前未接入所述水務集中分析單位序列中的任意一個水務服務終端，根據所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息，確定所述三個水務服務終端中與所述分水管用水數據預測信息匹配的其中一個水務服務終端作為符合水務管控條件的水務服務終端，啟動所述符合水務管控條件的水務服務終端針對所述水務傳感網絡的水務管控策略，以將所述水務傳感網絡接入所述符合水務管控條件的水務服務終端，并在所述水務傳感網絡接入所述符合水務管控條件的水務服務終端后，將所述水務傳感網絡加入所述符合水務管控條件的水務服務終端對應的水務分析單位序列中；

若所述水務傳感網絡當前已接入所述水務集中分析單位序列中的一個水務服務終端，則判斷所述水務傳感網絡當前已接入的水務服務終端是否為所述三個水務服務終端中的其中一個，若所述水務傳感網絡當前已接入的水務服務終端不是所述三個水務服務終端中的其中一個，則在所述當前已接入的水務服務終端針對所述水務傳感網絡的分水表耗水行為數據降低到設定閾值時，確定所述三個水務服務終端中與所述分水管用水數據預測信息匹配的其中一個水務服務終端作為符合水務管控條件的水務服務終端，啟動所述符合水務管控條件的水務服務終端針對所述水務傳感網絡的水務管控策略，以將所述水務傳感網絡接入所述符合水務管控條件的水務服務終端，并在所述水務傳感網絡接入所述符合水務管控條件的水務服務終端后，將所述水務傳感網絡加入所述符合水務管控條件的水務服務終端對應的水務分析單位序列中并將所述水務傳感網絡從之前接入的水務服務終端對應的水務分析單位序列中剔除；

其中，針對每個所述水務傳感網絡的分水管用水數據預測信息，所述分水管用水數據預測信息包括一個起始水務業務節點以及一個終點水務業務節點，所述終點水務業務節點代表所述水務傳感網絡將要遷移至的水務服務終端節點的目標用水現狀數據。