消防救援供水系统邻居节点间状态干扰消除方法及装置

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种基于负压波衰减距离的消防救援供水系统邻居节点间状态干扰消除方法及装置。

背景技术

消防救援供水系统是消防救援给水的重要渠道。消防救援供水系统铺设在地面以下，由于腐蚀等外在原因导致的管网破坏状态无法及时发现，极易引起水源流失和水质污染；同时，与消防救援供水系统连接的室外消火栓独立存在于地面道路旁边，通过消防扳手即可打开取水，违规盗水等行为产生室外消火栓管理难题。

针对上述管网漏损、室外消火栓人为盗水等行为监测，目前已有一些技术方案。主要实现思路是通过在消防救援供水系统安装智能水压传感器，通过采集水压数据，结合智能化的数据处理算法，实现安装智能水压传感器位置的单点压力状态判断。但是，由于消防救援供水系统内部互联互通，单个监测点位状态变化产生的负压波会迅速以该点位波源为中心沿管网内部传播，触发邻居节点的智能化算法判断门限，造成邻居节点间干扰。目前，已有技术方案尚无有效的解决办法。

鉴于此，有必要设计一种基于负压波衰减距离的消防救援供水系统邻居节点间状态干扰消除方法及其实现装置，用以解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种消防救援供水系统邻居节点间状态干扰消除方法及装置，用于解决现有技术中没有有效的消防救援供水系统邻居节点间状态干扰消除方法和装置的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种消防救援供水系统邻居节点间状态干扰消除方法，包括以下步骤：

(1)实时采集消防救援供水系统内部压力；

(2)通过消防救援供水系统内部负压波衰减系数、消防救援供水系统内部正常水压抖动波纹压力和所述消防救援供水系统内部压力计算消防救援供水系统内部负压波衰减传播距离；

(3)以距离不超过所述消防救援供水系统内部负压波衰减传播距离为约束条件，建立消防救援供水系统监测点位状态变化节点邻居表；

(4)选取所述消防救援供水系统监测点位状态变化节点邻居表中负压波最大绝对值幅值对应监测点位作为事件源点，消除邻居表中其他节点干扰。

所述步骤(1)中实时采集消防救援供水系统内部压力时，采用滑动平均滤波算法对水压数据进行平均值运算，得到

所述步骤(2)中的消防救援供水系统内部负压波衰减系数是以消防救援供水系统正常工作的2个压力监测点位为基础，模拟其中一个点位状态变化产生负压波，同时采集2个压力监测点位负压波来计算得到的。

所述步骤(2)中的消防救援供水系统内部正常水压抖动波纹压力是以消防救援供水系统正常工作的2个压力监测点位为基础，分别连续采集至少7日时间长度压力数据，通过平滑滤波的方式计算得到的。

所述步骤(2)中通过

所述步骤(3)具体为：利用监测点位平面坐标(X,Y)信息，结合消防救援供水系统直线网状分布特征，将坐标范围(X±x，Y±x)内的节点纳入消防救援供水系统监测点位状态变化节点邻居表，其中，x为消防救援供水系统内部负压波衰减传播距离。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种消防救援供水系统邻居节点间状态干扰消除装置，包括：智能数据采集模块，用于实时采集消防救援供水系统内部压力；区域数据处理模块，用于通过消防救援供水系统内部负压波衰减系数、消防救援供水系统内部正常水压抖动波纹压力和消防救援供水系统内部压力计算消防救援供水系统内部负压波衰减传播距离，并以距离不超过所述消防救援供水系统内部负压波衰减传播距离为约束条件，建立消防救援供水系统监测点位状态变化节点邻居表，选取所述消防救援供水系统监测点位状态变化节点邻居表中负压波最大绝对值幅值对应监测点位作为事件源点，消除邻居表中其他节点干扰。

所述智能数据采集模块包括：压力采集单元，用于采集消防救援供水系统压力数据；时间同步单元，用于提供压力采集工作时间同步信息；智能数据清洗单元，用于将采集的消防救援供水系统压力数据和时间信息映射并加入数据包编号，构成水压数据消息；数据发送单元，用于将水压数据消息发送至所述区域数据处理模块。

所述区域数据处理模块包括：区域数据缓存单元，用于接收缓存从不同的所述智能数据采集模块发送的水压数据消息；区域数据存储单元，用于存储所述消防救援供水系统内部负压波衰减系数、消防救援供水系统内部正常水压抖动波纹压力、消防救援供水系统监测点位节点间邻居关系表。

所述区域数据处理模块包括：事件消息发送单元，用于发送区域数据处理模块判定的产生事件消息点位信息。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明能够有效消除邻居节点间状态干扰，准确判断消防救援供水系统真实状态变化监测点位，精准及时采取人工补救措施，避免误判造成长时间寻找真实状态变化点位产生更多人力成本消耗和水源浪费。

附图说明

图1为本发明第一实施方式的方法的流程图。

图2为本发明第一实施方式中确定消防救援供水系统内部负压波衰减系数和正常水压抖动波纹压力所使用测试场示意图。

图3为本发明第一实施方式中消防救援供水系统内部负压波衰减系数a采集数据波形绘图。

图4为本发明第二实施方式的装置的系统框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的第一实施方式涉及一种消防救援供水系统邻居节点间状态干扰消除方法，如图1所示，包括以下步骤：

(1)实时采集消防救援供水系统内部压力。本步骤中采用滑动平均滤波算法对水压数据进行平均值运算，得到

(2)通过消防救援供水系统内部负压波衰减系数、消防救援供水系统内部正常水压抖动波纹压力和所述消防救援供水系统内部压力计算消防救援供水系统内部负压波衰减传播距离。

如图2所示，消防救援供水系统内部负压波衰减系数是以消防救援供水系统正常工作的2个压力监测点位为基础，模拟其中一个点位状态变化产生负压波，同时采集2个压力监测点位负压波(波形绘图见图3)来计算得到的。本实施方式中消防救援供水系统内部负压波衰减系数a＝2.4434。

消防救援供水系统内部正常水压抖动波纹压力是以消防救援供水系统正常工作的2个压力监测点位为基础，分别连续采集7日时间长度压力数据，通过平滑滤波的方式计算得到的。本实施方式中消防救援供水系统内部正常水压抖动波纹压力P

本实施方式中消防救援供水系统内部负压波衰减系数和消防救援供水系统内部正常水压抖动波纹压力的确定在步骤(1)之前，值得一提的是，这一操作只要在计算消防救援供水系统内部负压波衰减传播距离距离之前完成即可。

本步骤中通过

(3)以距离不超过所述消防救援供水系统内部负压波衰减传播距离为约束条件，建立消防救援供水系统监测点位状态变化节点邻居表。本步骤中，利用监测点位平面坐标(X,Y)信息，结合消防救援供水系统直线网状分布特征，将坐标范围(X±x，Y±x)内的节点纳入消防救援供水系统监测点位状态变化节点邻居表。

(4)选取所述消防救援供水系统监测点位状态变化节点邻居表中负压波最大绝对值幅值对应监测点位作为事件源点，消除邻居表中其他节点干扰。

本发明的第二实施方式涉及一种消防救援供水系统邻居节点间状态干扰消除装置，如图4所示，包括多个智能数据采集模块和一个区域数据处理模块。

其中，智能数据采集模块包含压力采集单元、时间同步单元、智能数据清洗单元、数据发送单元和能量供应单元。压力采集单元，采集消防救援供水系统压力数据，送入智能数据清洗单元。时间同步单元，提供压力采集工作时间同步信息。智能数据清洗单元，负责将采集压力数据和时间信息映射并加入数据包编号，构成水压数据消息，送入数据发送单元。数据发送单元，将智能数据清洗单元数据发送至区域数据处理模块。能量供应单元，智能数据采集模块工作的能量供应。

区域数据处理模块包含区域数据缓存单元、区域数据处理单元、区域数据存储单元和事件消息发送单元。区域数据缓存单元，负责接收缓存不同智能数据采集模块发送的水压数据消息。区域数据处理单元，负责计算确定消防救援供水系统内部负压波衰减系数a；计算确定消防救援供水系统内部正常水压抖动波纹压力Pd；负责处理不同智能数据采集模块发送的水压数据消息，计算消防救援供水系统内部负压波衰减传播距离x；以距离不超过x约束建立消防救援供水系统监测点位状态变化节点邻居表N{x}；选取邻居表中负压波最大绝对值幅值智能数据采集模块对应监测点位作为事件源点，消除邻居表中其他节点干扰。区域数据存储单元，存储区域数据处理单元计算确定的消防救援供水系统内部负压波衰减系数a、消防救援供水系统内部正常水压抖动波纹压力P

不难发现，本发明能够有效消除邻居节点间状态干扰，准确判断消防救援供水系统真实状态变化监测点位，精准及时采取人工补救措施，避免误判造成长时间寻找真实状态变化点位产生更多人力成本消耗和水源浪费。