一种城市排水管网在线监测方法及系统

技术领域

本发明属于城市排水管网技术领域，尤其涉及一种城市排水管网在线监测方法及系统。

背景技术

城市排水管网是城市基础设施中重要的组成部分，是保证城市排水系统稳定运行的基础保障。城市排水管网主要分为两类，一类是雨水排水管道，主要承担着雨水的收集和排出工作，防止城市出现城市排渍防涝的发生；另一类是污水排水管道，主要承担着城市生活污水的收集和排出工作，防止城市水污染的发生。城市排水管网是一个复杂的系统工程，呈现出复杂的网络结构，只有充分发挥城市排水管网的排水功能，才能保障城市公共服务的质量和城市安全，创造良好的社会环境、经济效益。

城市排水管网在线监测，是对雨量、水位、水量、流速、水质、有毒有害气体等信息进行实时采集，通过无线网络进行传输汇集与分析的过程，需要设置多个监测节点，对城市排水管网的不同位置进行监测与数据传输，由于多个监测节点分布在不同的位置，通过无线网络进行数据传输，有时候会出现网络不稳定、数据传输掉线的情况，导致无法同时采集所有监测节点的监测数据，导致不能够进行整体的监测分析。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种城市排水管网在线监测方法及系统，旨在解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种城市排水管网在线监测方法，所述方法具体包括以下步骤：

更新并记录城市排水管网的多个监测节点，构建节点分布模型；

调整城市排水管网的监测频率，按照所述监测频率，向多个所述监测节点发送在线监测信号；

根据所述在线监测信号，接收多个在线监测数据，并标记未发送数据的异常节点；

基于所述节点分布模型，选择并标记辅助节点；

通过所述辅助节点，与所述异常节点构建临时连接，获取所述异常节点的目标监测数据。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述更新并记录城市排水管网的多个监测节点，构建节点分布模型具体包括以下步骤：

接收城市排水管网的节点更新信息；

根据所述节点更新信息，记录多个监测节点；

整理多个所述监测节点的节点基础数据；

根据多个所述节点基础数据，构建节点分布模型。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述调整城市排水管网的监测频率，按照所述监测频率，向多个所述监测节点发送在线监测信号具体包括以下步骤：

获取城市气象信息，并提取监测影响信息；

根据所述监测影响信息，调整监测频率；

生成对于城市排水管网的在线监测信号；

按照所述监测频率，将所述在线监测信号发送至多个所述监测节点。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述根据所述在线监测信号，接收多个在线监测数据，并标记未发送数据的异常节点具体包括以下步骤：

根据所述在线监测信号，接收多个在线监测数据；

对多个所述在线监测数据进行来源匹配，生成来源匹配信息；

对所述来源匹配信息进行完整分析，判断是否来源完整；

在来源不完整时，标记未发送数据的异常节点。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述基于所述节点分布模型，选择并标记辅助节点具体包括以下步骤：

基于所述节点分布模型，标记所述异常节点对应的多个邻近节点；

对多个所述邻近节点进行距离比较，生成距离比较结果；

根据所述距离比较结果，从多个邻近节点中，选择并标记辅助节点。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述通过所述辅助节点，与所述异常节点构建临时连接，获取所述异常节点的目标监测数据具体包括以下步骤：

向所述辅助节点发送连接指令和辅助信号；

通过所述连接指令，构建辅助节点与异常节点之间的临时连接通道；

通过所述临时连接通道，将所述辅助信号发送至异常节点；

通过所述临时连接通道，接收异常节点反馈的目标监测数据。

一种城市排水管网在线监测系统，所述系统包括分布模型构建单元、监测信号发送单元、异常节点标记单元、辅助节点标记单元和临时连接处理单元，其中：

分布模型构建单元，用于更新并记录城市排水管网的多个监测节点，构建节点分布模型；

监测信号发送单元，用于调整城市排水管网的监测频率，按照所述监测频率，向多个所述监测节点发送在线监测信号；

异常节点标记单元，用于根据所述在线监测信号，接收多个在线监测数据，并标记未发送数据的异常节点；

辅助节点标记单元，用于基于所述节点分布模型，选择并标记辅助节点；

临时连接处理单元，用于通过所述辅助节点，与所述异常节点构建临时连接，获取所述异常节点的目标监测数据。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述分布模型构建单元具体包括：

信息接收模块，用于接收城市排水管网的节点更新信息；

节点记录模块，用于根据所述节点更新信息，记录多个监测节点；

数据整理模块，用于整理多个所述监测节点的节点基础数据；

模型构建模块，用于根据多个所述节点基础数据，构建节点分布模型。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述监测信号发送单元具体包括：

信息处理模块，用于获取城市气象信息，并提取监测影响信息；

频率调整模块，用于根据所述监测影响信息，调整监测频率；

信号生成模块，用于生成对于城市排水管网的在线监测信号；

信号发送模块，用于按照所述监测频率，将所述在线监测信号发送至多个所述监测节点。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述辅助节点标记单元具体包括：

邻近节点标记模块，用于基于所述节点分布模型，标记所述异常节点对应的多个邻近节点；

距离比较模块，用于对多个所述邻近节点进行距离比较，生成距离比较结果；

辅助节点标记模块，用于根据所述距离比较结果，从多个邻近节点中，选择并标记辅助节点。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明实施例通过更新并记录多个监测节点，构建节点分布模型；调整监测频率，向多个监测节点发送在线监测信号；接收多个在线监测数据，标记未发送数据的异常节点；选择并标记辅助节点；与异常节点构建临时连接，获取目标监测数据。能够构建节点分布模型，按照不同的监测频率，进行在线监测信号的发送，并通过对在线监测数据的接收与分析，标记未发送数据的异常节点，再选择辅助节点，构建临时连接，获取异常节点的目标监测数据，从而能够在网络不稳定、数据传输掉线的情况下，仍能采集所有监测节点的监测数据，保证城市排水管网的整体监测分析。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1示出了本发明实施例提供的方法的流程图。

图2示出了本发明实施例提供的方法中构建节点分布模型的流程图。

图3示出了本发明实施例提供的方法中发送在线监测信号的流程图。

图4示出了本发明实施例提供的方法中异常节点识别标记的流程图。

图5示出了本发明实施例提供的方法中选择标记辅助节点的流程图。

图6示出了本发明实施例提供的方法中临时连接数据获取的流程图。

图7示出了本发明实施例提供的系统的应用架构图。

图8示出了本发明实施例提供的系统中分布模型构建单元的结构框图。

图9示出了本发明实施例提供的系统中监测信号发送单元的结构框图。

图10示出了本发明实施例提供的系统中辅助节点标记单元的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

可以理解的是，城市排水管网在线监测，是对雨量、水位、水量、流速、水质、有毒有害气体等信息进行实时采集，通过无线网络进行传输汇集与分析的过程，需要设置多个监测节点，对城市排水管网的不同位置进行监测与数据传输，由于多个监测节点分布在不同的位置，通过无线网络进行数据传输，有时候会出现网络不稳定、数据传输掉线的情况，导致无法同时采集所有监测节点的监测数据，导致不能够进行整体的监测分析。

为解决上述问题，本发明实施例通过更新并记录多个监测节点，构建节点分布模型；调整监测频率，向多个监测节点发送在线监测信号；接收多个在线监测数据，标记未发送数据的异常节点；选择并标记辅助节点；与异常节点构建临时连接，获取目标监测数据。能够构建节点分布模型，按照不同的监测频率，进行在线监测信号的发送，并通过对在线监测数据的接收与分析，标记未发送数据的异常节点，再选择辅助节点，构建临时连接，获取异常节点的目标监测数据，从而能够在网络不稳定、数据传输掉线的情况下，仍能采集所有监测节点的监测数据，保证城市排水管网的整体监测分析。

图1示出了本发明实施例提供的方法的流程图。

具体的，在本发明的一个优选实施例中，一种城市排水管网在线监测方法，所述方法具体包括以下步骤：

步骤S100，更新并记录城市排水管网的多个监测节点，构建节点分布模型。

在本发明实施例中，在城市排水管网持续建设的过程中，若增加新的监测节点，则接收对应的节点更新信息，通过对节点更新信息进行整理，结合现有的监测节点，记录城市排水管网中共有的多个监测节点，并通过整理多个监测节点的节点基础数据，确定多个监测节点的位置，并标记具有有线连接的监测节点，构建节点分布模型，通过节点分布模型，将多个监测节点的地理位置和连接关系进行可视化展示。

具体的，图2示出了本发明实施例提供的方法中构建节点分布模型的流程图。

其中，在本发明提供的优选实施方式中，所述更新并记录城市排水管网的多个监测节点，构建节点分布模型具体包括以下步骤：

步骤S101，接收城市排水管网的节点更新信息。

步骤S102，根据所述节点更新信息，记录多个监测节点。

步骤S103，整理多个所述监测节点的节点基础数据。

步骤S104，根据多个所述节点基础数据，构建节点分布模型。

进一步的，所述城市排水管网在线监测方法还包括以下步骤：

步骤S200，调整城市排水管网的监测频率，按照所述监测频率，向多个所述监测节点发送在线监测信号。

在本发明实施例中，基于城市排水管网的城市位置，获取对应的城市气象信息，通过对城市气象信息进行影响有效分析，提取城市气象信息中的监测影响信息，进而根据监测影响信息，调整监测频率，按照监测频率，对应地周期性生成在线监测信号，并根据多个监测节点的无线通信地址，将在线监测信号按照监测频率，对应地周期性发送至多个监测节点。

可以理解的是，城市气象信息中，只有降雨量、降雪量等对排水管的水位、水量、流速有直接的影响关系，因此，只需要从城市气象信息中提取出降雨量、降雪量等监测影响信息，进而根据对应的监测影响信息，进行监测频率的调整，从而在水位、水量、流速大时，监测频率更高；水位、水量、流速小时，监测频率更低。

具体的，图3示出了本发明实施例提供的方法中发送在线监测信号的流程图。

其中，在本发明提供的优选实施方式中，所述调整城市排水管网的监测频率，按照所述监测频率，向多个所述监测节点发送在线监测信号具体包括以下步骤：

步骤S201，获取城市气象信息，并提取监测影响信息。

步骤S202，根据所述监测影响信息，调整监测频率。

步骤S203，生成对于城市排水管网的在线监测信号。

步骤S204，按照所述监测频率，将所述在线监测信号发送至多个所述监测节点。

进一步的，所述城市排水管网在线监测方法还包括以下步骤：

步骤S300，根据所述在线监测信号，接收多个在线监测数据，并标记未发送数据的异常节点。

在本发明实施例中，向多个监测节点发送在线监测信号之后，多个监测节点需要进行监测工作与数据反馈，通过接收多个在线监测数据，并对多个在线监测数据进行地址分析，生成地址分析结果，再按照地址分析结果，进行数据来源匹配，生成来源匹配信息，通过对来源匹配信息进行完整分析，判断多个监测节点是否均进行了数据反馈，在具有至少一个监测节点没有进行数据反馈的情况下，判定来源不完整，此时按照来源匹配信息，确定没有进行数据反馈的监测节点，将该监测节点标记为异常节点。

具体的，图4示出了本发明实施例提供的方法中异常节点识别标记的流程图。

其中，在本发明提供的优选实施方式中，所述根据所述在线监测信号，接收多个在线监测数据，并标记未发送数据的异常节点具体包括以下步骤：

步骤S301，根据所述在线监测信号，接收多个在线监测数据。

步骤S302，对多个所述在线监测数据进行来源匹配，生成来源匹配信息。

步骤S303，对所述来源匹配信息进行完整分析，判断是否来源完整。

步骤S304，在来源不完整时，标记未发送数据的异常节点。

进一步的，所述城市排水管网在线监测方法还包括以下步骤：

步骤S400，基于所述节点分布模型，选择并标记辅助节点。

在本发明实施例中，基于节点分布模型，对异常节点的连接进行分析，从多个监测节点中，选择多个与异常节点进行有线连接的邻近节点，并从节点分布模型中，计算多个邻近节点与异常节点之间的距离，得到多个节点距离，再将多个节点距离进行比较，得到距离比较结果，进而按照距离比较结果，从多个邻近节点中，选择与异常节点最近的邻近节点，再将该邻近节点标记为辅助节点。

具体的，图5示出了本发明实施例提供的方法中选择标记辅助节点的流程图。

其中，在本发明提供的优选实施方式中，所述基于所述节点分布模型，选择并标记辅助节点具体包括以下步骤：

步骤S401，基于所述节点分布模型，标记所述异常节点对应的多个邻近节点。

步骤S402，对多个所述邻近节点进行距离比较，生成距离比较结果。

步骤S403，根据所述距离比较结果，从多个邻近节点中，选择并标记辅助节点。

进一步的，所述城市排水管网在线监测方法还包括以下步骤：

步骤S500，通过所述辅助节点，与所述异常节点构建临时连接，获取所述异常节点的目标监测数据。

在本发明实施例中，生成连接指令和辅助信号，将连接指令和辅助信号发送至辅助节点，使得辅助节点按照连接指令，构建与异常节点之间的临时连接通道，完成临时连接通道的构建之后，辅助节点可以将辅助信号发送至异常节点，异常节点在接收了辅助信号之后，进行监测工作，并将监测结果通过临时连接通道发送至辅助节点，使得辅助节点接收目标监测数据，并且辅助节点再对目标监测数据进行反馈发送，从而接收辅助节点发送的目标监测数据。

可以理解的是，临时连接通道，是辅助节点与异常节点之间的有线连接通道，只有在辅助节点接收连接指令时，才能够通过有线连接通道进行数据的传输，此时才实现临时连接通道的构建。

具体的，图6示出了本发明实施例提供的方法中临时连接数据获取的流程图。

其中，在本发明提供的优选实施方式中，所述通过所述辅助节点，与所述异常节点构建临时连接，获取所述异常节点的目标监测数据具体包括以下步骤：

步骤S501，向所述辅助节点发送连接指令和辅助信号。

步骤S502，通过所述连接指令，构建辅助节点与异常节点之间的临时连接通道。

步骤S503，通过所述临时连接通道，将所述辅助信号发送至异常节点。

步骤S504，通过所述临时连接通道，接收异常节点反馈的目标监测数据。

进一步的，图7示出了本发明实施例提供的系统的应用架构图。

其中，在本发明提供的又一个优选实施方式中，一种城市排水管网在线监测系统，包括：

分布模型构建单元10，用于更新并记录城市排水管网的多个监测节点，构建节点分布模型。

在本发明实施例中，在城市排水管网持续建设的过程中，若增加新的监测节点，分布模型构建单元10则接收对应的节点更新信息，通过对节点更新信息进行整理，结合现有的监测节点，记录城市排水管网中共有的多个监测节点，并通过整理多个监测节点的节点基础数据，确定多个监测节点的位置，并标记具有有线连接的监测节点，构建节点分布模型，通过节点分布模型，将多个监测节点的地理位置和连接关系进行可视化展示。

具体的，图8示出了本发明实施例提供的系统中分布模型构建单元10的结构框图。

其中，在本发明提供的优选实施方式中，所述分布模型构建单元10具体包括：

信息接收模块11，用于接收城市排水管网的节点更新信息。

节点记录模块12，用于根据所述节点更新信息，记录多个监测节点。

数据整理模块13，用于整理多个所述监测节点的节点基础数据。

模型构建模块14，用于根据多个所述节点基础数据，构建节点分布模型。

进一步的，所述城市排水管网在线监测系统还包括：

监测信号发送单元20，用于调整城市排水管网的监测频率，按照所述监测频率，向多个所述监测节点发送在线监测信号。

在本发明实施例中，监测信号发送单元20基于城市排水管网的城市位置，获取对应的城市气象信息，通过对城市气象信息进行影响有效分析，提取城市气象信息中的监测影响信息，进而根据监测影响信息，调整监测频率，按照监测频率，对应地周期性生成在线监测信号，并根据多个监测节点的无线通信地址，将在线监测信号按照监测频率，对应地周期性发送至多个监测节点。

具体的，图9示出了本发明实施例提供的系统中监测信号发送单元20的结构框图。

其中，在本发明提供的优选实施方式中，所述监测信号发送单元20具体包括：

信息处理模块21，用于获取城市气象信息，并提取监测影响信息。

频率调整模块22，用于根据所述监测影响信息，调整监测频率。

信号生成模块23，用于生成对于城市排水管网的在线监测信号。

信号发送模块24，用于按照所述监测频率，将所述在线监测信号发送至多个所述监测节点。

进一步的，所述城市排水管网在线监测系统还包括：

异常节点标记单元30，用于根据所述在线监测信号，接收多个在线监测数据，并标记未发送数据的异常节点。

在本发明实施例中，向多个监测节点发送在线监测信号之后，多个监测节点需要进行监测工作与数据反馈，异常节点标记单元30通过接收多个在线监测数据，并对多个在线监测数据进行地址分析，生成地址分析结果，再按照地址分析结果，进行数据来源匹配，生成来源匹配信息，通过对来源匹配信息进行完整分析，判断多个监测节点是否均进行了数据反馈，在具有至少一个监测节点没有进行数据反馈的情况下，判定来源不完整，此时按照来源匹配信息，确定没有进行数据反馈的监测节点，将该监测节点标记为异常节点。

辅助节点标记单元40，用于基于所述节点分布模型，选择并标记辅助节点。

在本发明实施例中，辅助节点标记单元40基于节点分布模型，对异常节点的连接进行分析，从多个监测节点中，选择多个与异常节点进行有线连接的邻近节点，并从节点分布模型中，计算多个邻近节点与异常节点之间的距离，得到多个节点距离，再将多个节点距离进行比较，得到距离比较结果，进而按照距离比较结果，从多个邻近节点中，选择与异常节点最近的邻近节点，再将该邻近节点标记为辅助节点。

具体的，图10示出了本发明实施例提供的系统中辅助节点标记单元40的结构框图。

其中，在本发明提供的优选实施方式中，所述辅助节点标记单元40具体包括：

邻近节点标记模块41，用于基于所述节点分布模型，标记所述异常节点对应的多个邻近节点。

距离比较模块42，用于对多个所述邻近节点进行距离比较，生成距离比较结果。

辅助节点标记模块43，用于根据所述距离比较结果，从多个邻近节点中，选择并标记辅助节点。

进一步的，所述城市排水管网在线监测系统还包括：

临时连接处理单元50，用于通过所述辅助节点，与所述异常节点构建临时连接，获取所述异常节点的目标监测数据。

在本发明实施例中，临时连接处理单元50生成连接指令和辅助信号，并将连接指令和辅助信号发送至辅助节点，使得辅助节点按照连接指令，构建与异常节点之间的临时连接通道，完成临时连接通道的构建之后，辅助节点可以将辅助信号发送至异常节点，异常节点在接收了辅助信号之后，进行监测工作，并将监测结果通过临时连接通道发送至辅助节点，使得辅助节点接收目标监测数据，并且辅助节点再对目标监测数据进行反馈发送，从而接收辅助节点发送的目标监测数据。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。