[发明专利]一种水源地水质监测评估系统及其评估方法

权利要求书

1.一种水源地水质监测评估系统，其特征在于所述该预警系统由Web管理端、数据采集传输终端和水源地水质评估模型组成，所述Web管理端内设有数据库模块，该数据库模块分别连接信息维护模块、实时数据监测与展示模块、数据综合管理模块和视频监控模块以及历史数据查询与分析模块和异常报警模块，所述数据采集传输终端内设有低功耗测控终端，该终端通过无线通讯子模块将数据传送至数据库模块中，所述低功耗测控终端分别与水位监测模块、水压监测模块、流量监测模块和水质在线分析模块相连接，所述低功耗测控终端通过市电和电池两种供电电源。

2.根据权利要求1所述的水源地水质监测系统，其特征在于所述数据库模块用于存储系统监测的记录以及支撑系统运行的表格，所述数据综合管理模块，用于添加、删除或更新水源地监测点；所述实时数据监视与展现模块，用于在地图上展示监测站点的位置分布及监测数据信息，不同的设备类型采用不同的图标展示在地图上，所述历史数据查询与分析模块，用于对进行数据的多维度分析与展现，提供历史数据查询功能，可根据时间、监测点等参数查询历史数据，并能够根据一定周期或以自定义形式导出监测数据的统计报表；所诉的视频监控模块用于远程操作视频监控设备，并实现现场监控视频的实时和历史视频查看；所述的异常报警模块，用于在水源地及管网监测水质、流量及设备异常时，及时将各类预警信息通过系统、短信等方式发送给系统管理人员，以便于及时对异常信息进行处置和应对；所述信息维护模块，用于管理各类监测点信息查看和相关硬件的维护功能。

3.根据权利要求1所述的水源地水质监测系统，其特征在于所述的水质检测模块设置在水源地，采集水源相关数据，并发送给低功耗测控终端；所述水压监测模块、流量监测模块，安装在水源地进出水口处，用于采集监测点水压和流量监控数据；所述水位监测模块，用于采集水源地监测点水位监控数据，并发送给低功耗测控终端；所述GPRS无线通讯子模块，将采集的水压数据传输到Web管理端；所述电源子模块，为感知设备供电。

4.一种如权利要求1-3任意一项所述的水源地水质监测系统的评估方法，其特征在于，包括如下步骤

a. 通过采集数据库模块中水质监测得到的数据，选择PH值、溶解氧、化学需氧量、氨氮、氟化物、氯化物指标；

b. 利用人工神经网络算法方法，通过训练样本集训练，建立水源地水质评估模型

c. 在云计算平台下，对实时数据进行计算、分析、评估，划分水源地水质安全等级，实时掌控水源地水质安全等级状态，在安全等级评估正常范围时，及时进行预警。

5.根据权利要求4所述的水源地水质监测系统的评估方法，其特征在于所述建立水源地水质评估模型的步骤如下：

（1）选择水质评估指标，根据地表水环境质量标准生成训练样本集；

（2）数据归一化处理：对样本数据进行无量纲化处理；

（3）设置初始权重及目标误差及最大迭代次数;

在权值范围内随机生成一组数，作为人工神经网络的初始权值；目标误差和最大迭代次数作为训练样本结束的终止条件；

（4）信号前向传播;

分别计算输入层至隐含层以及隐含层至输出层的加权值，激励函数采用Sigmoid函数；

（5）计算误差;

计算输出结果与目标结果的误差之和，判断是否满足目标误差精度要求，若满足，则终止程序；若不满足，则将误差进行反向传播，对权值进行修正;

（6）重复4-5过程，直至满足精度要求或者最大迭代次数;

（7）模型训练结束后，根据实时监测的水质数据，进行水源地水质结果的评估。