恭喜生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所)杨蕊获国家专利权
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龙图腾网恭喜生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所)申请的专利基于弗雷歇距离的污水处理厂异常进水溯源方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119648472B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510175092.5,技术领域涉及:G06Q50/06;该发明授权基于弗雷歇距离的污水处理厂异常进水溯源方法及系统是由杨蕊;宋巍巍;姚雅雯;冯丽晶;张娅兰设计研发完成,并于2025-02-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于弗雷歇距离的污水处理厂异常进水溯源方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于弗雷歇距离的污水处理厂异常进水溯源方法及系统,结合地块信息、管网信息、汇流情况、监测站点等对污水厂来水范围进行单元划分,分析总磷与电导率的相关关系;布设管网水质监测微站,梳理“厂‑网‑地块‑源”指针关系库;构建污水处理厂大数据仓库,清洗与治理相关数据,将数据接入污染物溯源可视化平台;构建污水厂水污染溯源模型,选取进水口总磷超标事件开展溯源研究,将溯源模型嵌入可视化平台,实现污水处理厂总磷浓度超标溯源可视化。本发明与污水处理厂异常进水溯源方法相比,节省大量人力物力的同时能够极大提高大数据资源利用率,为锁定偷排企业,预测污染扩散,为环境应急提供依据。
本发明授权基于弗雷歇距离的污水处理厂异常进水溯源方法及系统在权利要求书中公布了:1.基于弗雷歇距离的污水处理厂异常进水溯源方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S1、确定污水处理厂的溯源范围并获取基础数据,对溯源范围进行单元划分,形成至少两个子单元;步骤S2、读取基础数据并针对溯源范围内的每个子单元构建GIS模型,分析GIS模型并确定监测站的布点方案,基于布点方案生成厂-网-地块-源指针关系库,构建污染溯源监测网络;步骤S3、通过污染溯源监测网络收集和获取污染源的监测数据,并构建包含污水处理厂信息、地块管网信息、基本水质信息以及溯源信息在内的基础数据库;步骤S4、从监测数据中提取水质数据,并从GIS模型中提取空间特征,作为溯源输入数据,构建水质预测模块和弗雷歇距离污染溯源模块,将计算结果输出至污染物溯源可视化平台,实现污水处理厂总磷浓度超标溯源可视化;所述步骤S4进一步为:步骤S41、构建ARIMA模型,获取水质数据的线性关系和自相关性;步骤S42、构建SSA-CNN-LSTM-Attention模型,获取N个变量的水质数据的非线性关系和长期依赖性,N为大于2的自然数;步骤S43、构建PMF模型对水质数据进行因子分析,识别影响水质的主要因子,并计算各因子的贡献率;步骤S44、构建并采用ASFA方法对ARIMA模块、SSA-CNN-LSTM-Attention模块和PMF模型的参数进行优化,获得优化后的各个模型的参数;步骤S45、构建ARIMA模块、SSA-CNN-LSTM-Attention模块和PMF模型的权重矩阵;步骤S46、基于权重矩阵和各个模型的输出结果给出最终水质预测结果,并与监测值比较;计算预测误差和评价指标;步骤S47、基于水质监测值或水质预测结果,判断是否存在关键污染物超标的情况;所述关键污染物至少包括总磷浓度和电导率;若存在,调用已构建的弗雷歇距离污染溯源模块,采用弗雷歇距离算法,通过比较进水口总磷浓度曲线和管网节点总磷浓度或电导率曲线的相似性,定位污染源所在的关键管网节点;步骤S48、根据定位到的关键管网节点,结合预存储的动态水污染排放清单和厂-网-地块-源指针关系库,追溯到具体的污染源类型和位置,并进行现场排查和取证;步骤S49、根据追溯到的目标污染源的类型和特征信息,在案例库中搜索符合相应特征的案例,并结合案例提出针对性的管控方案,并通过可视化平台展示溯源结果和管控方案;所述步骤S47中,构建和使用弗雷歇距离污染溯源模块过程进一步为:步骤S47a、基于弗雷歇距离算法构建研究区域内污水处理厂的水污染溯源模型;步骤S47b、结合污水处理厂总磷数据,选取总磷超标时段作为一次溯源事件;步骤S47c、结合所选取的污水处理厂总磷超标时段,根据各第一类监测站到污水处理厂的管网距离和水流流速,推算出各第一类监测站所应选取总磷数据的时间段;根据各第二类监测站到第一类监测站的管网距离和水流流速,推算出各第二类监测站所应选取电导率数据的时间段;步骤S47d、对所选取的污水处理厂进水口总磷浓度数据、第一类监测站总磷浓度、电导率数据、以及第二类监测站电导率数据,进行最大-最小归一化处理,以消除指标量纲差异对溯源结果的影响;步骤S47e、基于弗雷歇距离污染溯源算法,计算污水处理厂总磷浓度曲线和第一类监测站总磷浓度曲线的弗雷歇距离,找到距离最小的第一类监测站;再次计算该第一类监测站电导率与逻辑指针关系库中其对应的多个第二类监测站电导率的弗雷歇距离,找到距离最小的第二类监测站;步骤S47f、结合厂-网-地块-源连通逻辑指针库,找到该第二类监测站对应的排水地块和排污企业,通过人工排查找出污染源。
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