本技术涉及异常检测,尤其是涉及一种水利工程异常检测方法及系统。
背景技术:
1、水库作为水利工程的重要组成部分,承担着供水、灌溉、发电、防洪等多种功能,然而,随着时间的推移,水库底部会积累大量的淤泥,这不仅减少了水库的有效库容,还可能导致水质恶化、下流河道淤积等一系列问题。因此计时准确地检测水库中淤泥的厚度,对水库的管理和维护至关重要。
2、现有技术中大多是超声波等回声探测法,通过分析声波从发射到接触并反射回传感器的时间,以得到对应的测试结果,或振动钻探法,通过利用转头的进度和阻力来估计淤泥的厚度。
3、针对上述中的相关技术,回声探测法受到水中悬浮物影响,使得声波接收器接收到大量的杂波信号,从而导致干扰性较强,需要多次测量,检测效率低;震动钻探法不仅会对水库底部地质产生影响,同时也会由于大型水库的深度较高,导致无法有效测量,进而导致检测效率低,存在改进之处。
技术实现思路
1、为了提高淤泥厚度检测效率,本技术提供了一种水利工程异常检测方法及系统。
2、第一方面,本技术提供了一种水利工程异常检测方法,采用如下的技术方案:
3、一种水利工程异常检测方法,包括:
4、获取水库的修建结构信息和淤泥堆积预警数据;
5、基于修建结构信息对水库进行水域划分,得到监测区域和比对区域;
6、获取水库的历史水质检测报告,并对水质检测报告中微生物信息进行提取,得到微生物信息数据库;
7、获取对应历史水质检测报告时间点,并根据历史水质检测报告时间点确定对应历史淤泥厚度数据;
8、对监测区域、比对区域、微生物信息数据库和历史淤泥厚度数据进行综合分析,确定微生物与淤泥厚度之间的数据关系,并记为淤泥厚度评估关系;
9、获取当前水库的水质检测报告,并对当前水质检测报告进行浊度数和微生物信息进行读取,并分别记为当前浊度数据和当前微生物信息数据;
10、对当前微生物信息数据进行微生物类别判断,若当前微生物信息数据中存在厌氧性微生物,则根据当前浊度数据对水库的透光层进行计算,得到透光层数据;
11、基于水库的修建结构信息和透光层数据,确定水库淤泥厚度的最大值,并将水库淤泥厚度的最大值与淤泥堆积预警数据进行比较,若水库淤泥厚度的最大值大于淤泥堆积预警数据,则输出报警信号;
12、若水库淤泥厚度的最大值小于淤泥堆积预警数据和/或当前微生物信息数据中不存在厌氧性微生物,则将当前微生物信息数据输入至淤泥厚度评估关系中进行淤泥厚度评估,得到并输出淤泥厚度估算数据。
13、优选的,获取上游的位置方向,并以上游的位置方向为标准,对水库的修建结构进行剖面图像确定,得到剖面图像数据;
14、基于剖面图像数据确定水库的底部宽度,并以水库的底部宽度为基准对剖面图像数据进行划分,得到以水库底部为基准的矩形区域并记为监测区域和剖面图像数据中除去监测区域的其余区域并记为比对区域;
15、基于剖面图像数据确定水库的顶部位置,并基于顶部位置确定监测区域的顶部宽度数据和比对区域的顶部宽度数据;
16、基于监测区域的顶部宽度数据和比对区域的顶部宽度数据,确定两个顶部宽度数据之间的最大公因数;
17、基于最大公因数对监测区域和比对区域进行等比例划分,得到监测子区域和比对子区域。
18、优选的,基于监测区域和比对区域对微生物信息数据库进行划分,以确定对应区域内的微生物类别和数量,并记为区域信息库;
19、基于水质检测报告确定水库水质的浊度数据,以确定对应浊度数据下不同水深度情况下的光照强度;
20、基于区域信息库确定各个微生物的生存习性,并根据生存习性和光照强度,确定微生物信息库中各个微生物在水库中的生存区域;
21、基于不同水质检测报告时间点的历史淤泥厚度数据和对应的生存区域,确定淤泥厚度与生存区域之间的关系,并记为淤泥厚度评估关系。
22、优选的,获取监测区域的微生物类别和比对区域的微生物类别,并将监测区域的微生物类别和比对区域的微生物类别进行比对,以筛选具有独特性的微生物类别,并记为特殊微生物;
23、获取特殊微生物的生存习性,并对生存习性进行判别,以确定特殊微生物中是否能够出现生物分层现象;
24、若判定能够出现生物分层现象,则对能够出现生物分层现象的微生物进行选取,并将该微生物记为标记微生物,对能够出现生物分层现象的微生物的分层因素进行选取,得到标记分析项;
25、基于标记分析项对微生物进行筛选,以筛选得到出现生物分层现象的分层因素相同的微生物;
26、基于监测子区域和比对子区域,对出现生物分层现象的分层因素相同的微生物进行数量统计和密度统计,得到对应的对应区域的区域信息库。
27、优选的,获取特殊微生物的生存习性;所述生存习性包含多个生存需求项;
28、基于水质检测报告对特殊微生物的生存需求项的需求进行匹配,以确定各个特殊微生物在水库中的分布情况,得到微生物分布图;
29、对微生物分布图进行图像判断,以确定对应微生物分布图中是否存在多个特殊微生物之间存在明显生存区域界限;
30、若存在多个特殊微生物之间存在明显生存区域界限,则判定特殊微生物中存在生物分层现象;
31、若不存在多个特殊微生物之间存在明显生存区域界限,则判定特殊微生物中不存在生物分层现象。
32、优选的,将历史淤泥厚度数据加入至对应水质检测报告时间点的微生物分布图中,以得到包含淤泥厚度和微生物分布的水库状况图;
33、基于淤泥厚度数据的大小对水库状况图进行排列,得到具有排列顺序的水库状况图组;
34、基于迁移学习算法对水库状况图组进行微生物密度与淤泥厚度之间的变化关系进行分析判断,得到数据关系;
35、基于迁移学习算法对水库状况图进行微生物生存区域与淤泥厚度之间的变化关系进行分析判断,得到区域关系;
36、基于数据关系和区域关系确定淤泥厚度评估关系。
37、优选的,获取水质检测报告,并对水质检测报告中微生物的类别进行筛选,对筛选出的特殊微生物进行密度读取和生存区域读取;
38、基于筛选出的特殊微生物的密度数据和生存区域确定对应特殊微生物的生存需求项的需求量;
39、获取该水质检测报告的浊度数据,并根据生存区域确定深度数据;
40、基于深度数据和浊度数据确定对应生存区域的光照强度数据;
41、基于数据关系和区域关系确定在距离特殊微生物的生存区域的不同距离下淤泥对各个特殊微生物的生存需求项的释放量;
42、将光照强度数据、生存需求项的需求量和淤泥对各个特殊微生物的生存需求项的释放量,确定淤泥与各个特殊微生物的最大距离值,并对最大距离值进行均值计算,得到距离均值数据;
43、基于水库的修建结构信息和距离均值数据确定淤泥厚度数据,并输出淤泥估算数据。
44、第二方面,本技术提供了一种水利工程异常检测系统,采用如下的技术方案:
45、一种水利工程异常检测系统,包括:数据获取模块、区域划分模块、数据分析模块、数据关系模型和厚度估算模块;
46、所述数据获取模块,获取水库的修建结构信息和淤泥堆积预警数据;
47、所述区域划分模块,基于修建结构信息对水库进行水域划分,得到监测区域和比对区域;
48、所述数据分析模块,获取水库的历史水质检测报告,并对水质检测报告中微生物信息进行提取,得到微生物信息数据库;获取对应历史水质检测报告时间点,并根据历史水质检测报告时间点确定对应历史淤泥厚度数据;
49、所述数据关系模型,对监测区域、比对区域、微生物信息数据库和历史淤泥厚度数据进行综合分析,确定微生物与淤泥厚度之间的数据关系,并记为淤泥厚度评估关系;
50、所述厚度估算模块,获取当前水库的水质检测报告,并对当前水质检测报告进行浊度数和微生物信息进行读取,并分别记为当前浊度数据和当前微生物信息数据;对当前微生物信息数据进行微生物类别判断,若当前微生物信息数据中存在厌氧性微生物,则根据当前浊度数据对水库的透光层进行计算,得到透光层数据;基于水库的修建结构信息和透光层数据,确定水库淤泥厚度的最大值,并将水库淤泥厚度的最大值与淤泥堆积预警数据进行比较,若水库淤泥厚度的最大值大于淤泥堆积预警数据,则输出报警信号;若水库淤泥厚度的最大值小于淤泥堆积预警数据和/或当前微生物信息数据中不存在厌氧性微生物,则将当前微生物信息数据输入至淤泥厚度评估关系中进行淤泥厚度评估,得到并输出淤泥厚度估算数据。
51、综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:
52、1.通过对水库的水质检测报告进行信息提取,并将提取到的微生物信息数据库与对应时间点的历史淤泥厚度数据进行数据关系建立,从而使得能够根据每次的水质检测报告判断出对应水库的淤泥厚度,减少了对淤泥厚度的额外检测成本和步骤,进而提高了对淤泥厚度检测的效率,同时在根据淤泥厚度评估关系进行评估之前,通过水库的水质检测报告确定水质的浊度数据,进而根据浊度数据确定水库的透光层,根据透光层和厌氧性微生物的生物特性,对淤泥情况做评估,从而判定淤泥厚度,简化了估算过程,进一步提高了对淤泥厚度的检测效率;
53、2.通过监测区域和比对区域对微生物信息数据库进行划分,以对水库中存在的所有微生物进行筛选,进而选取最佳的微生物作为评判水库淤泥厚度的指标,减少了分析的数据量,进而提高分析效率,再基于水质检测报告确定选取的微生物在对应水质下的生存区域,使得能够根据微生物的数量和对应生存区域的变化以确定淤泥厚度的变化,进而根据该数据变化关系建立对应的淤泥厚度评估关系,对淤泥的厚度进行估算,减少了对淤泥进行单独测量的步骤,提高了检测效率,降低了成本;
54、3.综合利用水质检测报告中特殊微生物的密度数据和生存区域确定对应特殊微生物的数量,从而根据数量对该微生物的生存需求项的需求量进行计算,再根据当前光照条件确定对应情况下的淤泥的生存需求项的释放量,进而根据释放量和需求量的关系确定对应淤泥与特殊微生物之间的位置关系,进而判断出对应的淤泥厚度数据,使得估算结果更为准确。
1.一种水利工程异常检测方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种水利工程异常检测方法,其特征在于:所述基于修建结构信息对水库进行水域划分,得到监测区域和比对区域,具体为:
3.根据权利要求2所述的一种水利工程异常检测方法,其特征在于:所述对监测区域、比对区域、微生物信息数据库和历史淤泥厚度数据进行综合分析,确定微生物与淤泥厚度之间的数据关系,并记为淤泥厚度评估关系,具体为:
4.根据权利要求3所述的一种水利工程异常检测方法,其特征在于:所述基于监测区域和比对区域对微生物信息数据库进行划分,以确定对应区域内的微生物类别和数量,并记为区域信息库,具体为:
5.根据权利要求4所述的一种水利工程异常检测方法,其特征在于:所述获取特殊微生物的生存习性,并对生存习性进行判别,以确定特殊微生物中是否能够出现生物分层现象,具体为:
6.根据权利要求5所述的一种水利工程异常检测方法,其特征在于:所述基于不同水质检测报告时间点的历史淤泥厚度数据和对应的生存区域,确定淤泥厚度与生存区域之间的关系,并记为淤泥厚度评估关系,具体为:
7.根据权利要求6所述的一种水利工程异常检测方法,其特征在于:所述基于数据关系和区域关系确定淤泥厚度评估关系,具体为:
8.一种水利工程异常检测系统,其特征在于,所述系统用于实现权利要求1-7中任意一项所述的一种水利工程异常检测方法:包括:数据获取模块、区域划分模块、数据分析模块、数据关系模型和厚度估算模块;
