本發(fā)明涉及水利信息化，具體涉及一種用于水利信息化的水利設(shè)備遠(yuǎn)程控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在傳統(tǒng)的水利工程管理中，水利設(shè)備(如水泵、閘門(mén)、閥門(mén)等)的監(jiān)控和調(diào)度主要依賴人工操作和定期維護(hù)。這些設(shè)備通常通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行巡檢和操作，設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)手動(dòng)記錄和定期報(bào)告進(jìn)行管理。盡管一些水利工程開(kāi)始引入簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)基礎(chǔ)的傳感器和通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，但這些系統(tǒng)通常功能單一，缺乏智能化的分析和調(diào)度能力，難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的用水需求和設(shè)備故障。

2、現(xiàn)有技術(shù)存在以下問(wèn)題：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不足，傳統(tǒng)系統(tǒng)依賴人工巡檢和手動(dòng)記錄，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)水利設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。即使引入了一些基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)往往不夠全面，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和異常。預(yù)測(cè)和調(diào)度不精準(zhǔn)，現(xiàn)有系統(tǒng)缺乏先進(jìn)的用水需求預(yù)測(cè)和設(shè)備調(diào)度功能。傳統(tǒng)的調(diào)度方式通?；诮?jīng)驗(yàn)和固定的運(yùn)行計(jì)劃，無(wú)法動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行策略，導(dǎo)致資源浪費(fèi)和供水不穩(wěn)定。數(shù)據(jù)處理能力有限，現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)通常缺乏對(duì)多源數(shù)據(jù)的綜合分析能力，無(wú)法有效融合和處理來(lái)自不同傳感器的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)利用率低，難以為管理決策提供科學(xué)依據(jù)。缺乏智能化管理，現(xiàn)有系統(tǒng)缺乏智能化的分析和優(yōu)化功能，無(wú)法根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行策略，難以實(shí)現(xiàn)節(jié)能和高效管理。

3、上述問(wèn)題導(dǎo)致了一系列后果：設(shè)備故障響應(yīng)不及時(shí)，由于缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警功能，設(shè)備故障無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間延長(zhǎng)，設(shè)備維修成本增加，嚴(yán)重影響水利工程的正常運(yùn)行。供水不穩(wěn)定，調(diào)度不精準(zhǔn)和資源浪費(fèi)導(dǎo)致供水不穩(wěn)定，難以滿足實(shí)際的用水需求，特別是在用水高峰期，可能導(dǎo)致供水短缺，影響居民生活和工業(yè)生產(chǎn)。運(yùn)行成本高，由于無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)度和節(jié)能管理，設(shè)備的能耗高，運(yùn)行成本增加，水利管理部門(mén)的運(yùn)營(yíng)壓力加大。管理效率低，數(shù)據(jù)處理能力有限和缺乏智能化管理手段，導(dǎo)致管理效率低下，難以快速做出科學(xué)決策，影響整體管理水平。

4、這些問(wèn)題亟需得到解決，以提升水利工程的管理效率和運(yùn)行安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種用于水利信息化的水利設(shè)備遠(yuǎn)程控制方法及系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)預(yù)測(cè)、智能調(diào)度、數(shù)據(jù)融合、可視化展示和持續(xù)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了高效、穩(wěn)定和智能化的水利設(shè)備管理，極大地提升了水利工程的運(yùn)行效率和安全性。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于水利信息化的水利設(shè)備遠(yuǎn)程控制方法，包括以下步驟：

3、步驟1：將所有水利設(shè)備接入物聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)傳感器收集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)上傳至云端服務(wù)器；

4、步驟2：基于收集的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立水利設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)模型，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，檢測(cè)異常；

5、步驟3：在云端服務(wù)器中部署遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，通過(guò)移動(dòng)應(yīng)用或web界面對(duì)水利設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，控制命令通過(guò)安全加密傳輸?shù)皆O(shè)備端；

6、步驟4：結(jié)合實(shí)時(shí)天氣數(shù)據(jù)、用水需求預(yù)測(cè)和設(shè)備狀態(tài)信息，開(kāi)發(fā)智能調(diào)度算法，自動(dòng)調(diào)整水利設(shè)備的運(yùn)行策略，實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效的設(shè)備管理；

7、步驟5：通過(guò)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)、調(diào)度策略等信息呈現(xiàn)給管理人員，提供決策支持；

8、步驟6：定期收集遠(yuǎn)程控制與調(diào)度的反饋信息，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，不斷提升控制精度和設(shè)備運(yùn)行效率。

9、進(jìn)一步地，步驟1中構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括：

10、安裝在各水利設(shè)備上的傳感器，用于收集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)；

11、安裝在各水利設(shè)備上的控制器，用于接收遠(yuǎn)程控制命令并執(zhí)行；

12、云端數(shù)據(jù)平臺(tái)，用于接收、存儲(chǔ)和處理從傳感器上傳的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和監(jiān)控。

13、步驟2中建立的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)模型是包括以下步驟：

14、數(shù)據(jù)預(yù)處理：對(duì)收集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、濾波和標(biāo)準(zhǔn)化處理，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和一致性；

15、模型訓(xùn)練與驗(yàn)證：使用預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練，并采用交叉驗(yàn)證方法評(píng)估模型性能，確保監(jiān)測(cè)模型的準(zhǔn)確性和魯棒性，模型基于歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過(guò)算法學(xué)習(xí)設(shè)備的正常運(yùn)行模式和故障特征，建立能夠檢測(cè)設(shè)備異常和預(yù)警故障的監(jiān)測(cè)模型。

16、步驟3中實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程設(shè)備控制功能包括：

17、設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程控制界面，提供設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、控制命令發(fā)送和報(bào)警處理功能；

18、使用ssl/tls等安全傳輸協(xié)議，確?？刂泼钤趥鬏斶^(guò)程中的安全性和可靠性；控制界面允許管理人員通過(guò)移動(dòng)設(shè)備或電腦對(duì)水利設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，接收設(shè)備狀態(tài)報(bào)警并進(jìn)行快速響應(yīng)，控制命令通過(guò)安全通道傳輸至設(shè)備端，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院捅Ｃ苄浴?/p>

19、進(jìn)一步地，步驟4中開(kāi)發(fā)的智能調(diào)度算法是包括以下步驟：

20、數(shù)據(jù)融合與預(yù)測(cè)：將實(shí)時(shí)天氣數(shù)據(jù)、用水需求預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，形成綜合調(diào)度數(shù)據(jù)源；

21、調(diào)度算法優(yōu)化：基于歷史調(diào)度數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化智能調(diào)度算法，提高調(diào)度策略的科學(xué)性和實(shí)用性，調(diào)度算法通過(guò)分析多源數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)用水需求變化，并結(jié)合設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行效率，自動(dòng)調(diào)整水利設(shè)備的運(yùn)行策略，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和高效的設(shè)備管理。

22、進(jìn)一步地，步驟5中進(jìn)行的數(shù)據(jù)可視化與決策支持包括：

23、開(kāi)發(fā)可視化面板，使用圖表、圖形和地圖等形式展示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)和調(diào)度策略，便于管理人員快速理解和決策；

24、集成決策支持系統(tǒng)，提供設(shè)備故障預(yù)警、維護(hù)建議和優(yōu)化建議等功能，可視化面板通過(guò)直觀的圖形界面展示關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)和趨勢(shì)分析，幫助管理人員快速識(shí)別問(wèn)題和做出決策；決策支持系統(tǒng)基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)分析，提供具體的維護(hù)建議和優(yōu)化方案，提高設(shè)備管理的效率和準(zhǔn)確性。

25、進(jìn)一步地，步驟6中實(shí)施的反饋與優(yōu)化機(jī)制包括：

26、定期收集系統(tǒng)運(yùn)行反饋數(shù)據(jù)，分析設(shè)備控制和調(diào)度效果，識(shí)別改進(jìn)點(diǎn)；

27、基于反饋分析結(jié)果，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，提升遠(yuǎn)程控制的精度和設(shè)備運(yùn)行效率，系統(tǒng)通過(guò)收集和分析設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)和用戶反饋，識(shí)別控制策略和調(diào)度算法中的不足之處，進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化和改進(jìn)，確保系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行和高效管理。

28、一種用于水利信息化的水利設(shè)備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，適用于所述的一種用于水利信息化的水利設(shè)備遠(yuǎn)程控制方法，包括：

29、傳感器模塊，用于收集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)；

30、數(shù)據(jù)采集模塊，與所述傳感器模塊信號(hào)連接，用于獲取設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)；

31、數(shù)據(jù)處理模塊，與所述數(shù)據(jù)采集模塊信號(hào)連接，用于對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和分析，建立設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)模型；

32、控制模塊，與所述數(shù)據(jù)處理模塊和遠(yuǎn)程控制模塊信號(hào)連接，用于發(fā)送控制命令；

33、遠(yuǎn)程控制模塊，與所述控制模塊和水利設(shè)備信號(hào)連接，用于接收控制命令并執(zhí)行；

34、云端服務(wù)器，與所述數(shù)據(jù)處理模塊信號(hào)連接，用于存儲(chǔ)和處理多源數(shù)據(jù)，支持智能調(diào)度算法的開(kāi)發(fā)和優(yōu)化；

35、用戶界面模塊，與所述數(shù)據(jù)處理模塊和云端服務(wù)器信號(hào)連接，用于展示數(shù)據(jù)可視化結(jié)果，并提供決策支持。

36、進(jìn)一步地，傳感器模塊包括：

37、流量傳感器，用于檢測(cè)水利設(shè)備的流量數(shù)據(jù)；

38、壓力傳感器，用于檢測(cè)水利設(shè)備的壓力數(shù)據(jù)；

39、水質(zhì)傳感器，用于檢測(cè)水質(zhì)參數(shù)。

40、進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)處理模塊包括：

41、數(shù)據(jù)預(yù)處理單元，用于對(duì)收集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、濾波和標(biāo)準(zhǔn)化處理，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和一致性；

42、機(jī)器學(xué)習(xí)單元，用于使用預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練和驗(yàn)證，建立設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)模型。

43、控制模塊包括：

44、遠(yuǎn)程控制接口，用于接收來(lái)自用戶界面的控制命令；

45、安全傳輸模塊，采用ssl/tls等安全傳輸協(xié)議，確?？刂泼钤趥鬏斶^(guò)程中的安全性和可靠性。

46、進(jìn)一步地，云端服務(wù)器包括：

47、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)從傳感器和數(shù)據(jù)采集模塊上傳的數(shù)據(jù)；

48、數(shù)據(jù)處理單元，用于對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和分析，支持智能調(diào)度算法的開(kāi)發(fā)和優(yōu)化。

49、進(jìn)一步地，用戶界面模塊包括：

50、可視化面板，使用圖表、圖形和地圖等形式展示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)和調(diào)度策略；

51、決策支持系統(tǒng)，提供設(shè)備故障預(yù)警、維護(hù)建議和優(yōu)化建議等功能。

52、進(jìn)一步包括：

53、反饋收集模塊，與所述控制模塊和數(shù)據(jù)處理模塊信號(hào)連接，用于定期收集系統(tǒng)運(yùn)行反饋數(shù)據(jù)，分析設(shè)備控制和調(diào)度效果，識(shí)別改進(jìn)點(diǎn)；

54、優(yōu)化模塊，根據(jù)反饋分析結(jié)果，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，提升遠(yuǎn)程控制的精度和設(shè)備運(yùn)行效率。

55、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

56、1.本發(fā)明提供了一種用于水利信息化的水利設(shè)備遠(yuǎn)程控制方法及系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)水利設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和異常情況。通過(guò)預(yù)警功能，管理人員可以迅速采取行動(dòng)，減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備的可靠性和安全性，基于歷史用水?dāng)?shù)據(jù)和實(shí)時(shí)天氣數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)的用水需求。通過(guò)合理安排設(shè)備運(yùn)行，系統(tǒng)可以確保供水的穩(wěn)定性，避免資源浪費(fèi)。

57、2.本發(fā)明提供了一種用于水利信息化的水利設(shè)備遠(yuǎn)程控制方法及系統(tǒng)，系統(tǒng)采用先進(jìn)的智能調(diào)度算法，包括遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法和深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法，動(dòng)態(tài)調(diào)整水利設(shè)備的運(yùn)行策略。通過(guò)優(yōu)化調(diào)度，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能高效的設(shè)備管理，降低運(yùn)行成本，系統(tǒng)能夠融合多源數(shù)據(jù)(如設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、天氣數(shù)據(jù)、用水需求數(shù)據(jù))，進(jìn)行綜合分析和處理。數(shù)據(jù)處理模塊通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法，提升了數(shù)據(jù)分析的精度和效率，為設(shè)備管理提供了科學(xué)依據(jù)。

58、3.本發(fā)明提供了一種用于水利信息化的水利設(shè)備遠(yuǎn)程控制方法及系統(tǒng)，系統(tǒng)具備反饋收集和持續(xù)優(yōu)化功能，通過(guò)定期收集運(yùn)行數(shù)據(jù)和反饋信息，分析控制策略和調(diào)度算法的效果。優(yōu)化模塊基于反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，確保系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行和高效管理。

59、4.本發(fā)明提供了一種用于水利信息化的水利設(shè)備遠(yuǎn)程控制方法及系統(tǒng)，系統(tǒng)的實(shí)施顯著提高了水利管理部門(mén)的工作效率，保障了城市居民的供水安全。通過(guò)智能化的遠(yuǎn)程控制和調(diào)度，系統(tǒng)降低了設(shè)備維護(hù)成本，減少了供水中斷的風(fēng)險(xiǎn)，具有顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。