[发明专利]一种大数据驱动的以需定供的智能管网调度系统及方法

权利要求书

1.一种大数据驱动的以需定供的智能管网调度系统，其特征在于：通过神经网络算法预测需水量，以需定供，合理调度水泵，该系统包括接入网关模块，数据标准化模块，数据库，AI引擎模块，Portal模块；

所述接入网关模块用于采集安装在物联网智能设备的实时数据，物联网智能设备通过网络链接到接入网关模块，通过传输协议与接入网关模块进行上行消息、下行消息交互；

所述数据标准化模块包括实时标准化和定时标准化；

所述实时标准化用于对采集到的数据进行标准化处理，标准化后的数据供AI引擎模块进行预测使用同时也存储到数据库中，标准化处理是去掉异常数据，根据设备类型和数据特征，对上报的数据进行校验；

所述定时标准化是通过读取数据库存储的各个设备的标准化后数据，将采集频率不同的各个设备的历史数据统一成频率D的特征数据，存储到数据库中，作为AI引擎的各个模型训练模块的训练数据使用；

所述数据库用于存储接入网关模块采集到的物联网智能设备数据和天气数据、数据标准化模块处理过的标准化数据、AI引擎模块的预测数据、供水区域数据、调节池液位范围数据；

所述AI引擎模块，通过神经网络算法，调用管网历史数据进行模型训练，调用管网实时数据进行预测和分析，提供调度方案；包括水泵供水与智能调度模块、需水量预测模块、调节池液位预测模块；

所述水泵供水与智能调度模块，用于对各个供水区域下的水泵进行智能调度和预测供水量；

所述需水量预测模块用于按照供水区域预测该区域的用水量，使用时间序列神经网络算法，通过该区域历史数据进行模型训练，使用训练好的模型和实时数据对未来一段时间需水量进行预测；

所述调节池液位预测模块用于读取标准化后的历史数据，使用多层时间序列神经网络算法，进行模型训练，训练好的模型和实时数据对未来一段时间的调节池液位进行预测；

所述Portal模块，用于展示各个工艺过程上的物联网智能设备的实时数据、历史数据、分析数据。

2.如权利要求1所述的一种大数据驱动的以需定供的智能管网调度系统，其特征在于：

所述上行消息是指从物联网智能设备采集的数据指标，以及从互联网获得的天气数据；

所述下行消息是指智能调度模块生成的消息，通过接入网关模块发送给水泵，用来远程控制水泵的启停和频率设置；

所述实时标准化使用的方法为：使用H天内历史数据进行标准差计算，判断相邻数据差绝对值超过M倍标准差的为异常增高或降低，采集到的数据小于0时为异常数据，删除异常数据，将正常数据存入数据库中间表中；

所述定时标准化中统一频率D的算法如下：

流量为每D时间内累计流量；

压力为每D时间内平均压力；

水泵频率为每D时间内平均频率；

液位为每D时间内平均液位；

调节池蓄水量=D时间内液位差X 调节池底面积;

天气为每D时间内平均温度;

液位差 = 每D时间内平均液位-（D-1）时间内平均液位；

需水量 = 流量–调节池蓄水量

所述天气数据是从互联网获取的实时气温数据。

3.如权利要求2所述的一种大数据驱动的以需定供的智能管网调度系统，其特征在于：

所述实时标准化方法中H天为30天，M倍为3倍，D为1小时；

所述实时标准化的数据包括：流量数据、压力数据、频率数据、液位数据。