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申请/专利权人：泰澄水务(青岛)有限公司

摘要：本发明公开了一种基于排水管网系统实时液位高程数据的模型分析方法，包括以下步骤：S1：收集城市地下排水管网的实时液面高程数据、管网结构和历史流量数据。本发明通过收集城市地下排水管网的实时液面高程数据、管网结构和历史流量数据，开发水力学和流量计算模型，并利用MATLAB的3D绘图功能生成立体的地下三维排水面图，可以直观地观察到排水系统中的水流动态，并将这些数据进一步转化为随时间变化的水波动画，不仅增加了可视化的直观性，还能通过水波的特点分析出污水量大小、管道阻塞关键信息，且成本较低，数据稳定，通过将持续稳定低成本的数据形成大量的分析结果，并根据分析结果提供智慧决策。

主权项：1.一种基于排水管网系统实时液位高程数据的模型分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：收集城市地下排水管网的实时液面高程数据、管网结构和历史流量数据，并使用MATLAB内置函数和数据处理工具对收集到的数据进行清洗、去噪和格式化处理；S2：根据排水系统的特点，选择合适的水力学和流量计算模型,在MATLAB中编写脚本，实现所选水力学和流量计算模型中公式的计算，实现对水力学和流量计算模型的开发，以便模拟和分析排水管网的流动情况；S3：利用S2中开发的水力学和流量计算模型，结合S1中处理的实时液面高程数据，以及结合水厂泵站流量数据计算各测点的流量；S4：使用MATLAB的机器学习工具箱，基于S1中处理的历史和实时数据训练S2中开发的模型，以预测排水系统的流量变化、异常检测；S5：利用MATLAB的3D绘图功能，根据S1中处理的实时液面高程和管网结构数据，创建城市地下排水管网的三维模型，生成三维排水面图，并通过MATLAB提供的动画创建工具，将连续时间点的三维排水面图串联起来，生成显示水波动态变化的动画；S6：利用MATLAB的高级可视化工具，将分析结果以图形、图表或动画的形式直观展示出来，基于模型分析和动画结果，提出排水系统的优化建议或维护决策，以改善城市排水管理；S7：使用MATLAB的文档编写和发布功能，整理模型分析的过程和动画结果，撰写详细的项目报告，并使用MATLAB代码和函数编写详尽的注释和文档，生成代码文档；S8：设置自动化脚本或使用MATLAB的DataAcquisitionToolbox来实时收集排水管网的液面高程数据，编写MATLAB代码以定时执行数据分析，利用S4中训练好的模型进行实时预测，并且在检测到异常时触发预警；S9：将水力学和流量计算模型以及机器学习预测的结果与S8中收集的实际观测数据进行对比，验证模型的准确性和可靠性，并根据验证结果调整水力学和流量计算模型参数和算法，优化预测性能，提高分析结果的准确度；S10：可以利用MATLABAppDesigner设计一个友好的用户界面，使得工程师和决策者能够轻松地访问实时数据、模型预测结果和三维排水面图，并在用户界面中集成滑块和按钮，使用户可以根据需求调整参数或选择不同的数据集进行查看；S11：使用MATLAB编译器或MATLABProductionServer将MATLAB应用程序转换为独立的可执行文件或Web应用，以供没有MATLAB环境的用户使用；并将三维排水面图和分析结果共享给公众或其他利益相关方，在分享时，将MATLAB生成的图表和数据转换为PNG、PDF和CSV；S12：定期检查并维护数据收集硬件和软件，确保系统的连续运行，随着MATLAB版本的更新和项目需求的变化，定期更新MATLAB代码和应用程序，添加新功能或改进现有功能；S13：对排水系统的操作人员和决策者进行关于如何使用MATLAB工具和应用程序的培训，确保他们能够充分利用系统提供的功能，并建立一个支持机制，以帮助用户解决使用过程中遇到的技术问题。

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