本發(fā)明屬于數(shù)字孿生，具體而言，涉及基于數(shù)字孿生技術(shù)的污水處理廠監(jiān)測管理方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、當(dāng)前，數(shù)字孿生技術(shù)在污水處理廠管理領(lǐng)域的應(yīng)用已逐步展開，通過構(gòu)建與物理實(shí)體一一對(duì)應(yīng)的虛擬數(shù)字模型，并接入各監(jiān)測設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理廠運(yùn)行狀態(tài)的可視化呈現(xiàn)與在線管理。管理者能夠直觀地查看污水處理廠內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、工藝流程的實(shí)時(shí)進(jìn)展，相較于傳統(tǒng)管理模式，在信息獲取的及時(shí)性與全面性上有了顯著提升。
2、然而，現(xiàn)有的基于數(shù)字孿生技術(shù)的污水處理廠監(jiān)測管理系統(tǒng)仍存在明顯局限性。其主要功能集中于對(duì)污水處理廠運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)模擬與展示，僅能反映設(shè)備和系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行情況，無法對(duì)潛在的故障隱患進(jìn)行前瞻性預(yù)測。污水處理廠內(nèi)設(shè)備眾多，包括水泵、曝氣設(shè)備、污泥處理設(shè)備等，這些設(shè)備在長期運(yùn)行過程中，受機(jī)械磨損、水質(zhì)腐蝕、電氣故障等多種因素影響，可能出現(xiàn)性能下降、故障頻發(fā)等問題。若僅依靠實(shí)時(shí)模擬，在故障發(fā)生前無法及時(shí)察覺設(shè)備性能的細(xì)微變化，無法提前采取維護(hù)措施，一旦設(shè)備突發(fā)故障，不僅會(huì)中斷污水處理流程，影響出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，還可能因緊急維修導(dǎo)致成本大幅增加，甚至引發(fā)環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。
3、在追求污水處理廠高效、穩(wěn)定、可持續(xù)運(yùn)行的背景下，突破現(xiàn)有數(shù)字孿生技術(shù)僅能實(shí)時(shí)模擬的瓶頸，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的精準(zhǔn)預(yù)測，構(gòu)建具備故障預(yù)警功能的數(shù)字孿生監(jiān)測管理系統(tǒng)，已成為污水處理廠智能化管理升級(jí)的迫切需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的污水處理廠監(jiān)測管理方法、系統(tǒng)，以解決上述技術(shù)問題中的至少之一。
2、本發(fā)明第一方面，提供了一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的污水處理廠監(jiān)測管理方法，包括如下方法步驟：
3、確定污水處理廠各設(shè)備之間的耦合關(guān)系數(shù)據(jù)，以及本運(yùn)行周期輸入的污水的實(shí)時(shí)污水?dāng)?shù)據(jù)，包括污水流量、水質(zhì)指標(biāo)；
4、從與該污水處理廠對(duì)應(yīng)的數(shù)字孿生模型中提取得出各設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，利用獨(dú)立于數(shù)字孿生模型的若干虛擬孿生子模型基于各所述運(yùn)行數(shù)據(jù)、所述耦合關(guān)系數(shù)據(jù)和所述實(shí)時(shí)污水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行仿真預(yù)測，得出潛在故障設(shè)備和受影響的關(guān)聯(lián)設(shè)備；
5、在數(shù)字孿生模型中輸出與潛在故障設(shè)備和受影響的關(guān)聯(lián)設(shè)備相關(guān)的提示信息。
6、本發(fā)明第二方面，提供了一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的污水處理廠監(jiān)測管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括獲取單元、仿真單元、提示單元；
7、所述獲取單元，確定污水處理廠各設(shè)備之間的耦合關(guān)系數(shù)據(jù)，以及本運(yùn)行周期輸入的污水的實(shí)時(shí)污水?dāng)?shù)據(jù)，包括污水流量、水質(zhì)指標(biāo)；
8、所述仿真單元，從與該污水處理廠對(duì)應(yīng)的數(shù)字孿生模型中提取得出各設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，利用獨(dú)立于數(shù)字孿生模型的若干虛擬孿生子模型基于各所述運(yùn)行數(shù)據(jù)、所述耦合關(guān)系數(shù)據(jù)和所述實(shí)時(shí)污水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行仿真預(yù)測，得出潛在故障設(shè)備和受影響的關(guān)聯(lián)設(shè)備；
9、所述提示單元，在數(shù)字孿生模型中輸出與潛在故障設(shè)備和受影響的關(guān)聯(lián)設(shè)備相關(guān)的提示信息。
10、本發(fā)明第三方面，提供了一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括：至少一個(gè)處理器、存儲(chǔ)器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述至少一個(gè)處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如前述任一項(xiàng)所述的方法。
11、本發(fā)明第四方面，提供一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有可被處理器執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)如前述任一項(xiàng)所述方法的計(jì)算機(jī)程序。
12、本發(fā)明第五方面，提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包含可被處理器執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)如前述任一項(xiàng)所述方法的計(jì)算機(jī)程序。
13、本發(fā)明通過為高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備構(gòu)建獨(dú)立運(yùn)行的虛擬孿生子模型，結(jié)合耦合關(guān)系數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)污水?dāng)?shù)據(jù)及設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)仿真未來狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)故障預(yù)測。這樣，既拓展了數(shù)字孿生模型的故障預(yù)警功能，又因虛擬孿生子模型運(yùn)行于后臺(tái)獨(dú)立單元，不干擾主模型正常運(yùn)行，確保監(jiān)測管理連續(xù)性，同時(shí)提升故障預(yù)判精準(zhǔn)度與設(shè)備連鎖影響分析效率。
1.一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的污水處理廠監(jiān)測管理方法，其特征在于：包括如下方法步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的污水處理廠監(jiān)測管理方法，其特征在于：從與該污水處理廠對(duì)應(yīng)的數(shù)字孿生模型中提取得出各設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的污水處理廠監(jiān)測管理方法，其特征在于：利用獨(dú)立于數(shù)字孿生模型的若干虛擬孿生子模型基于各所述運(yùn)行數(shù)據(jù)、所述耦合關(guān)系數(shù)據(jù)和所述實(shí)時(shí)污水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行仿真預(yù)測，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的污水處理廠監(jiān)測管理方法，其特征在于：按照所述仿真步長驅(qū)動(dòng)各高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備對(duì)應(yīng)的虛擬孿生子模型基于各所述運(yùn)行數(shù)據(jù)、所述耦合關(guān)系數(shù)據(jù)和所述實(shí)時(shí)污水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行仿真，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的污水處理廠監(jiān)測管理方法，其特征在于：按照所述仿真步長驅(qū)動(dòng)各高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備對(duì)應(yīng)的虛擬孿生子模型基于各所述運(yùn)行數(shù)據(jù)、所述耦合關(guān)系數(shù)據(jù)和所述實(shí)時(shí)污水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行仿真，還包括：
6.一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的污水處理廠監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括獲取單元、仿真單元、提示單元；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的污水處理廠監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于：所述獲取單元，用于：