1.一种污水管网堵塞预测系统,其特征在于,所述系统包括:污水管网结构生成单元:
配置用于生成污水管网的平面结构图;关键节点筛选单元,配置用于基于污水管网的平面结构图,筛选出污水管网中的关键节点;数据获取装置组,包括多个数据获取装置,每个数据获取装置均分别布设于在污水管网中的关键节点处,实时获取关键节点处的数据信息;
自动管道控制装置组,包括多个自动管道控制装置,每个自动管道控制装置均分别布设在污水管中的关键节点处,响应于控制命令,进行排放、节流或减压;数据分析装置,配置用于基于数据获取装置获取到的数据信息,并结合关键节点的节点特性,计算得到每个节点的风险指数;控制单元,配置用于基于风险指数判断每个风险指数对应的关键节点是否具备拥堵风险,若判断具备拥堵风险,则结合风险指数和节点特性,计算得到多个控制参数,将控制参数打包成控制命令发送至该关键节点处的自动管道控制装置;
所述数据分析装置,基于数据获取装置获取到的数据信息,并结合关键节点的节点特性,计算得到每个节点的风险指数的方法包括:使用如下公式,计算得到风险指数:其中,θ为关键节点的弧度,n为与关
键节点相连接的管道数量;type为节点的类型,当节点为直线管道中的任意位置时,取值为
0.2,当节点为弧状转角时,取值为0.5,当节点为圆形汇聚口时,取值为0.1,当节点为直角转角时,取值为1,当节点为多管汇聚口时,取值为2,当节点为十字汇聚口时,取值为2.5;
height为污水水位,v为污水水流速,p为污水水压;Risk为风险指数;
所述控制单元,基于风险指数判断每个风险指数对应的关键节点是否具备拥堵风险的方法包括:设定一个阈值区间为:(A,B);若风险指数小于或等于A,则判断对应的关键节点不具备拥堵风险,若风险指数大于或等于B,则判断对应的关键节点具备拥堵风险,若风险指数在阈值区间内,则判断疑似出现风险;
所述控制单元在判断具备拥堵风险的情况下,结合风险指数和节点特性,计算得到多个控制参数的方法包括:使用如下公式,分别得到各个自动管道控制装置的开启值:其中,O1为开启值,T为调整系数,当计算往复阀的控
制参数时,取值为5,当计算节流阀的控制参数时,取值为2,当计算减压阀的控制参数时,取值为3.5,当计算快速排放阀的控制参数时,取值为6;设定一个判断值K,当开启值O1大于判断值K时时,则开启计算该开启值时,调用的调整系数对应的阀门装置;{}为取较大值运算。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述污水管网结构生成单元在生成污水管网的平面结构图时,首先将污水管网的立体结构图在立体空间坐标系中进行面向一个方向的投影,得到投影图,再将投影图中的重叠区域筛选出来,并找到立体结构图中对应的部分,对该部分进行人工平面图绘制,去除重叠,完成平面结构图的构建。
3.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述污水管网的关键节点的选取基于以下准则:选取平面图中的直线管道中的任意位置、弧状转角、圆形汇聚口、直角转角、多管汇聚口和十字汇聚口。
4.如权利要求3所述的系统,其特征在于,所述关键节点的节点特性包括:节点的弧度、与节点相连接的管道数量和节点的类型。
5.如权利要求4所述的系统,其特征在于,所述自动管道控制装置包括:往复阀、节流阀、减压阀和快速排放阀;所述节流阀与所述减压阀串联;所述往复阀分别串联于快速排放阀和节流阀。
6.如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述数据获取装置包括:水位传感器、水流速传感器和水压传感器;所述数据获取装置获取到的数据信息包括:污水水位、污水水流速和污水水压。
7.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述自动管道控制装置在接收到包含了多个控制参数的控制命令时,首先判断所需要开启的阀门的数量,若开启的阀门数量大于2,则直接同时打开所有控制命令中需要打开的阀门,若开启的阀门数量小于或等于2,则按照往复阀、快速排放阀、节流阀和减压阀的顺序,依次打开对应的阀门。