[01233936]水环境智能监测模拟预警平台

针对水质和洪涝灾害的特点和形成规律,及国家治理防范目前存在的问题,以互联网、人工智能、大数据和虚拟现实等新一代信息技术为核心,结合动力系统、深度学习和小波分析等计算机模拟方法,以及云计算、网络爬虫等现代网络技术,研发的一套智能化、自动化、信息化和可视化的水环境实时监控预警系统平台。 本平台主要包括数据传感器采集系统、风能和太阳供电模块、天气预报信息获取系统、数据通信系统、数据管理系统、数据分析、挖掘系统、模拟系统、污染物溯源系统、重大事故报警系统、应急处理系统、专家建议及评估报告生成系统和后台管理系统13个系统。 主要技术性能指标： 1、监控指标：20多个水质和水文指标 2、跨平台: 良好的跨平台性能 3、可扩展性：采用模块化设计,易于扩展,可以与第三方应用程序集成 4、传输单元供电：锂电池,太阳能和风能 5、传感器连接：485总线/LoRa网关 6、数据传输：4G/5G无线网络 7、服务器：Linux CentOS 7 64位 8、模型准确性： ＞=90% 9、有效性： ＞=90% 10、逻辑一致性： ＞=99% 11、系统平均响应时间： ＜=5秒 12、采样频率：可达到1秒 先进性： 1、提前预警功能：实时监控和报警,重点是提前预警。 2、大数据处理平台：可以1秒接收一个数据,实现了实时的监控和预警。 3、分布式大数据计算系统,1秒处理百万多数据,每天每个监测点每个传感器86400个实时数据流及时得到处理。 4、虚拟现实（VR）技术：展示水质和水文情况,如污染和洪水形成及漫延过程,给人一种“身临其境”的感觉。 6、深度机器学习模拟：预测的准确率可达到90%以上。 7、自动化和智慧化：系统出现问题前自动报警,自动生成客户所需要的不同时间段的报告。 可解决的问题： 1、解决水环境检测以人工现场采样、实验室分析为主;监测频次低,采样误差大,不能及时反映突发事件的问题。 2、解决单一的监控,缺乏预警的问题。本系统利用机器学习自动算法建立预警预测模型,对潜在的问题和灾害进行提前模拟预测。 3、提供了污染溯源方法,科学的有效的计算各排污者污染物在水体中所占的比例,从而为从源头控制污染提供了有效的证据。 4、为发现污染物偷排企业的方法,为有效的惩罚提供科学的依据。 5、解决了多数情况下事故发生后不知污染物从何处来的问题。 6、模拟了污染物在水中的扩算过程,提供了污染事件中及时污染拦截的方案。 7、对洪水和受灾区进行提前模拟,从而为提前进行科学有效的预防起到了重要作用。 8、为水库科学的蓄水和泄水提供指导建议,真正发挥水库蓄水和调节水流的作用。 本平台符合国家水污染防治和智慧城市建设的发展战略。具体技术性能指标均符合《中华人民共和国地面水环境质量标准（GB3838-2002）》、《中华人民共和国生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006 ）》、《中华人民共和国水利信息化标准指南2013》和《中华人民共和国国家环境保护标准（HJ 511－2009）》。获得19项计算机软件著作权和3项实用新型专利,并通过山东省软件协会的软件产品和国家质量管理体系认证。