信息技術(shù) 人工智能 城市污水處理過程智能預(yù)警技術(shù)要求

ICS35.240在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同

L70支持性文件一并附上

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CESAXXXX—XXXX

信息技術(shù)人工智能城市污水處理過程

智能預(yù)警技術(shù)要求

Informationtechnology-Artificialintelligence-Specificationofintelligent

early-warningsystemformunicipalwastewatertreatmentprocess

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會發(fā)布

T/XXXXXXXX—XXXX

前??言

本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院提出并歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：。

II

Q/XXXXXXXX—XXXX

信息技術(shù)人工智能城市污水處理過程智能預(yù)警技術(shù)要求

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了城市污水處理過程智能預(yù)警技術(shù)要求，包含預(yù)警狀態(tài)信息感知、預(yù)警狀態(tài)信息智能處

理、預(yù)警狀態(tài)信息智能預(yù)測、運(yùn)行狀態(tài)智能預(yù)警。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于城市污水處理過程中進(jìn)水水質(zhì)變化、環(huán)境因素變化、過程變量變化、出水水質(zhì)變化、

設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)變化的智能預(yù)警。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T18919-2002城市污水再生利用分類

3術(shù)語和定義

GB/T18919-2002界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

城市污水處理過程municipalwastewatertreatmentprocess

使城市污水達(dá)到水質(zhì)排放要求的凈化過程。

3.2

特征提取featureextraction

應(yīng)用人工智能技術(shù)從原始特征集合中提取代表性特征。

3.3

軟測量softsensor

針對難測量或者暫時不能測量的變量，應(yīng)用人工智能技術(shù)，通過構(gòu)造其與易測量相關(guān)變量之間的數(shù)

學(xué)關(guān)系實現(xiàn)推斷或者估計。

3.4

智能預(yù)警系統(tǒng)intelligentearly-warningsystem

應(yīng)用人工智能技術(shù)，利用傳感器采集的過程檢測數(shù)據(jù)監(jiān)測風(fēng)險因素的變化趨勢，評價各種風(fēng)險偏離

預(yù)警線的等級，發(fā)出預(yù)警信號的系統(tǒng)。

1

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4縮略語

下列縮略語適用于本文件。

ORP：氧化還原電位(Oxidation-reductionPotential)

BOD：生化需氧量(BiochemicalOxygenDemand)

COD：化學(xué)需氧量(ChemicalOxygenDemand)

5系統(tǒng)架構(gòu)

城市污水處理過程智能預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)見圖1，應(yīng)包含預(yù)警狀態(tài)信息感知、預(yù)警狀態(tài)信息智能處理、

預(yù)警狀態(tài)信息智能預(yù)測、運(yùn)行狀態(tài)智能預(yù)警。

圖1城市污水處理過程智能預(yù)警系統(tǒng)各部分關(guān)系圖

城市污水處理過程智能預(yù)警是針對進(jìn)水水質(zhì)變化、環(huán)境因素變化、過程變量變化、出水水質(zhì)變化、

以及設(shè)備運(yùn)行變化進(jìn)行智能分類和分級預(yù)警。智能預(yù)警系統(tǒng)各部分功能要求包括：

a)應(yīng)具備預(yù)警狀態(tài)信息感知的能力，包括：合理布置預(yù)警狀態(tài)傳感器，獲取進(jìn)水水質(zhì)、環(huán)境因素、

過程變量、出水水質(zhì)、以及設(shè)備運(yùn)行預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)；利用無線或有線進(jìn)行預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸，

實現(xiàn)預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲；以及預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)預(yù)處理等，保證數(shù)據(jù)的有效性，供預(yù)警狀態(tài)信息智

能處理和預(yù)警狀態(tài)信息智能預(yù)測調(diào)用。

b)應(yīng)具備預(yù)警狀態(tài)信息智能處理的能力，包括：特征提取、軟測量等，供預(yù)警狀態(tài)信息智能預(yù)測

和運(yùn)行狀態(tài)智能預(yù)警調(diào)用。

c)應(yīng)具備預(yù)警狀態(tài)信息智能預(yù)測的能力，包括：預(yù)測變量分析，獲取預(yù)測變量與相關(guān)易測變量間

的關(guān)系，利用預(yù)測模型實現(xiàn)預(yù)警狀態(tài)預(yù)測；運(yùn)用多步預(yù)測描述進(jìn)水水質(zhì)、環(huán)境因素、過程變量、

出水水質(zhì)、以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)在未來一段時間內(nèi)的變化趨勢，供運(yùn)行狀態(tài)智能預(yù)警調(diào)用。

d)應(yīng)具備運(yùn)行狀態(tài)智能預(yù)警的能力，包括：分類預(yù)警、分級預(yù)警以及預(yù)警輸出等，實現(xiàn)對城市污

水處理過程運(yùn)行狀態(tài)的智能預(yù)警。

6預(yù)警狀態(tài)信息感知

6.1預(yù)警狀態(tài)傳感器布置

6.1.1技術(shù)要求

預(yù)警狀態(tài)傳感器布置技術(shù)要求如下：

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Q/XXXXXXXX—XXXX

a)預(yù)警狀態(tài)傳感器的測量誤差值不大于±5%；

b)預(yù)警狀態(tài)傳感器的放置和使用方法應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品使用說明，保證正常使用；

c)預(yù)警狀態(tài)傳感器走線規(guī)范；

d)預(yù)警狀態(tài)傳感器便于檢測、清洗與置換。

預(yù)警狀態(tài)傳感器布置見表1。

表1預(yù)警狀態(tài)傳感器布置

預(yù)警過程傳感器名稱數(shù)量安裝位置作用

液位傳感器至少2個進(jìn)水泵與格柵附近實時測量進(jìn)水水量

pH傳感器至少1個格柵附近檢測進(jìn)水pH值

進(jìn)水狀況ORP傳感器至少1個格柵附近表征污水中的氧化還原電位

氨氮傳感器至少1個進(jìn)水口附近檢測進(jìn)水氨氮濃度

流量計至少1個進(jìn)水管道附近檢測進(jìn)水流量

溫度傳感器至少1個格柵附近檢測當(dāng)前溫度

環(huán)境因素

雨量計至少1個進(jìn)水泵附近檢測降雨量

溶解氧傳感器至少3個均勻分布于反應(yīng)器中檢測反應(yīng)器的好氧狀態(tài)

ORP傳感器至少1個反應(yīng)器附近表征污水中的氧化還原電位

氨氮傳感器至少3個均勻分布于反應(yīng)器中檢測反應(yīng)器的氨氮濃度

硝態(tài)氮傳感器至少1個反應(yīng)器附近檢測反應(yīng)器的硝態(tài)氮濃度

過程變量總磷/正磷酸鹽傳感檢測反應(yīng)器的總磷/正磷酸鹽濃

至少1個反應(yīng)器附近

器度

污泥濃度計至少1個反應(yīng)器附近檢測反應(yīng)器的污泥濃度

pH傳感器至少1個反應(yīng)器附近檢測反應(yīng)器的pH

溫度傳感器至少1個反應(yīng)器附近檢測反應(yīng)器的溫度

ORP傳感器至少1個出水端檢測出水端的氧化還原電位

pH傳感器至少1個出水端檢測出水端的pH值

溫度傳感器至少1個出水端檢測出水端反應(yīng)系統(tǒng)的溫度

固體懸浮物濃度傳感

至少1個出水端檢測出水端的懸浮物濃度

出水水質(zhì)器

氨氮傳感器至少1個出水端檢測出水端的氨氮濃度

硝態(tài)氮傳感器至少1個出水端檢測出水端的硝態(tài)氮濃度

總磷/正磷酸鹽傳感檢測出水端的總磷/正磷酸鹽濃

至少1個出水端

器度

電流傳感器至少1套相應(yīng)泵的附近判斷泵的異常

設(shè)備運(yùn)行狀

轉(zhuǎn)速測量傳感器至少1套風(fēng)機(jī)附近判斷風(fēng)機(jī)的異常

態(tài)

電機(jī)扭矩傳感器至少1套電機(jī)附近判斷電機(jī)的異常

6.1.2功能要求

預(yù)警狀態(tài)傳感器布置功能要求如下：

a)應(yīng)支持對進(jìn)水水質(zhì)檢測的功能；

b)應(yīng)支持對環(huán)境因素檢測的功能；

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c)應(yīng)支持對過程變量檢測的功能；

d)應(yīng)支持對出水水質(zhì)檢測的功能；

e)應(yīng)支持對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測的功能。

6.2預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)獲取

6.2.1技術(shù)要求

預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)獲取技術(shù)要求如下：

a)數(shù)據(jù)獲取頻率與數(shù)據(jù)采樣頻率一致；

b)支持多通道數(shù)據(jù)獲取方式；

c)數(shù)據(jù)獲取過程中具有多種數(shù)據(jù)格式。

6.2.2功能要求

預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)獲取功能要求如下：

a)應(yīng)支持不同格式數(shù)據(jù)獲取的功能；

b)應(yīng)支持多通道數(shù)據(jù)獲取的功能；

c)應(yīng)支持多源數(shù)據(jù)獲取的功能；

d)宜支持不同格式數(shù)據(jù)間轉(zhuǎn)換的功能。

6.3預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸

6.3.1技術(shù)要求

預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)要求如下：

a)數(shù)據(jù)傳輸過程中每秒所傳的數(shù)據(jù)不低于100兆(Mb)；

b)每個數(shù)據(jù)采集點數(shù)據(jù)傳輸速率不低于30千比特率(Kbps)；

c)數(shù)據(jù)傳輸過程中丟包率不高于2%；

d)數(shù)據(jù)傳輸過程中的誤碼率不高于10-6；

e)支持一對一和一對多通信；

f)可傳輸開關(guān)信號或脈沖信號。

6.3.2功能要求

預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸功能要求如下：

a)應(yīng)具有無線/有線傳輸?shù)墓δ埽?/p>

b)應(yīng)具有多通道傳輸?shù)墓δ埽?/p>

c)應(yīng)具有傳輸校驗的功能；

d)應(yīng)具有多串口傳輸?shù)墓δ埽?/p>

e)應(yīng)具有實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ埽?/p>

f)應(yīng)具有通信斷線重連的功能；

g)應(yīng)具有固定IP或域名解析的功能。

6.4預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲

6.4.1技術(shù)要求

預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲技術(shù)要求如下：

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a)數(shù)據(jù)的存儲時間不少于半年；

b)數(shù)據(jù)的存儲量應(yīng)不小于500太(TB)；

c)儲存的數(shù)據(jù)可通過通信接口導(dǎo)出到外部存儲介質(zhì)；

d)在不間斷電源的支持下實現(xiàn)不小于6小時的不間斷存儲。

6.4.2功能要求

預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲功能要求如下：

a)應(yīng)具有多通道數(shù)據(jù)存儲的功能；

b)應(yīng)具有完整保存所獲取數(shù)據(jù)的功能；

c)應(yīng)具有用戶可修改數(shù)據(jù)存儲模塊的功能；

d)應(yīng)具有數(shù)據(jù)歷史記錄、查詢與調(diào)用的功能；

e)應(yīng)具有數(shù)據(jù)備份的功能；

f)宜支持預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲校準(zhǔn)的功能。

6.5預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)預(yù)處理

6.5.1技術(shù)要求

預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)要求如下：

a)利用小波分析等人工智能技術(shù)消除數(shù)據(jù)噪聲，保證數(shù)據(jù)的信噪比不低于95分貝(dB)；

b)利用模糊聚類等人工智能技術(shù)保證數(shù)據(jù)的完整性不低于99%；

c)利用深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)保證數(shù)據(jù)格式的一致性；

d)利用數(shù)據(jù)融合技術(shù)對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行集成處理，保證數(shù)據(jù)重復(fù)率不高于2%。

6.5.2功能要求

預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)預(yù)處理功能要求如下：

a)應(yīng)具有數(shù)據(jù)噪聲處理的功能；

b)應(yīng)具有數(shù)據(jù)無效值與缺失值處理的功能；

c)應(yīng)具有數(shù)據(jù)正確率和完整性評估的功能；

d)應(yīng)具有數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的功能。

7預(yù)警狀態(tài)信息智能處理

7.1預(yù)警狀態(tài)特征提取

7.1.1技術(shù)要求

預(yù)警狀態(tài)特征提取技術(shù)要求如下：

a)利用專家知識等人工智能技術(shù)獲得城市污水處理過程易測變量和難測變量；

b)利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)挖掘出易測變量，每個難測變量相關(guān)的易測變量不少于3

個；

c)利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)提取特征變量，每個難測變量的特征變量不少于2個。

7.1.2功能要求

預(yù)警狀態(tài)特征提取功能要求如下：

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a)應(yīng)具有過程變量檢測分類的功能；

b)應(yīng)具有過程變量特征挖掘的功能；

c)應(yīng)具有難測變量相關(guān)特征變量提取的功能。

7.2軟測量

7.2.1技術(shù)要求

軟測量技術(shù)要求如下：

a)利用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)實現(xiàn)難測變量的軟測量；

b)軟測量輸入變量個數(shù)不少于2個；

c)軟測量的輸入數(shù)據(jù)頻率不小于輸出數(shù)據(jù)頻率；

d)軟測量的可校正參數(shù)不少于2個；

e)軟測量的精度不小于95%。

7.2.2功能要求

軟測量功能要求如下：

a)應(yīng)具有軟測量輸入變量和輸出變量個數(shù)可調(diào)的功能；

b)應(yīng)具有軟測量輸入數(shù)據(jù)頻率可調(diào)的功能；

c)應(yīng)具有軟測量輸出步長可調(diào)的功能；

d)應(yīng)具有軟測量參數(shù)自校正的功能。

8預(yù)警狀態(tài)信息智能預(yù)測

8.1預(yù)測變量分析

8.1.1技術(shù)要求

預(yù)測變量分析技術(shù)要求如下：

a)利用專家知識等人工智能技術(shù)確定智能預(yù)警所需的預(yù)測變量；

b)利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)挖掘出預(yù)測變量的易測變量，每個預(yù)測變量相關(guān)的易測變量

不少于3個；

c)利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)挖掘出預(yù)測變量的特征變量，特征變量不少于2個。

8.1.2功能要求

預(yù)測變量分析功能要求如下：

a)應(yīng)具有預(yù)測變量檢測分類的功能；

b)應(yīng)具有預(yù)測變量特征挖掘的功能；

c)應(yīng)具有預(yù)測變量相關(guān)特征變量提取的功能。

8.2預(yù)警狀態(tài)智能預(yù)測

8.2.1技術(shù)要求

預(yù)警狀態(tài)智能預(yù)測技術(shù)要求如下：

a)利用深度置信網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)建立預(yù)警狀態(tài)的預(yù)測模型；

b)利用遺傳算法等人工智能技術(shù)校正預(yù)測模型參數(shù)；

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c)預(yù)測模型的輸入變量不少于2個；

d)預(yù)測模型的輸入數(shù)據(jù)頻率不小于輸出數(shù)據(jù)頻率；

e)預(yù)測模型的可校正參數(shù)不少于2個；

f)預(yù)測模型的精度不小于95%。

8.2.2功能要求

預(yù)警狀態(tài)智能預(yù)測模型功能要求如下：

a)應(yīng)具有預(yù)警狀態(tài)智能預(yù)測模型輸入變量和輸出變量個數(shù)可調(diào)的功能；

b)應(yīng)具有預(yù)警狀態(tài)智能預(yù)測模型輸入數(shù)據(jù)頻率可調(diào)的功能；

c)應(yīng)具有預(yù)警狀態(tài)智能預(yù)測模型輸出步長可調(diào)的功能；

d)應(yīng)具有預(yù)警狀態(tài)智能預(yù)測模型參數(shù)自校正的功能；

e)宜支持關(guān)于預(yù)警狀態(tài)智能預(yù)測模型計算速率和精度評價的功能。

8.3預(yù)警狀態(tài)多步預(yù)測

8.3.1技術(shù)要求

預(yù)警狀態(tài)多步預(yù)測技術(shù)要求如下：

a)利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)建立預(yù)警狀態(tài)預(yù)測的多步預(yù)測模型；

b)預(yù)測步長不少于2小時；

c)評估指標(biāo)不少于2個；

d)多步預(yù)測精度不小于75%。

8.3.2功能要求

預(yù)警狀態(tài)多步預(yù)測功能要求如下：

a)應(yīng)具有預(yù)警狀態(tài)多步預(yù)測模型輸入變量和輸出變量個數(shù)可調(diào)的功能；

b)應(yīng)具有預(yù)警狀態(tài)多步預(yù)測模型輸入數(shù)據(jù)頻率可調(diào)的功能；

c)應(yīng)具有預(yù)警狀態(tài)多步預(yù)測模型輸出步長可調(diào)的功能；

d)應(yīng)具有預(yù)警狀態(tài)多步預(yù)測模型參數(shù)自校正的功能；

e)應(yīng)具有智能預(yù)警結(jié)果可視化的功能；

f)宜支持關(guān)于預(yù)警狀態(tài)多步預(yù)測模型計算速率和精度評價的功能。

9運(yùn)行狀態(tài)智能預(yù)警

9.1分類預(yù)警

9.1.1技術(shù)要求

分類預(yù)警技術(shù)要求如下：

a)利用知識推理等人工智能技術(shù)完成預(yù)警分類設(shè)計，包括進(jìn)水水質(zhì)變化、環(huán)境因素變化、過程變

量變化、出水水質(zhì)變化和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)變化等；

b)利用顯著性分析等人工智能技術(shù)確定分類預(yù)警閾值置信范圍；

c)預(yù)警閾值的置信度達(dá)到90%以上。

9.1.2功能要求

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分類預(yù)警功能要求如下：

a)應(yīng)具有預(yù)警分類的功能；

b)應(yīng)具有預(yù)警閾值置信范圍設(shè)計的功能；

c)應(yīng)具有預(yù)警閾值置信范圍自適應(yīng)調(diào)整的功能；

d)應(yīng)具有智能預(yù)警分類可視化的功能。

9.2分級預(yù)警

9.2.1技術(shù)要求

分級預(yù)警技術(shù)要求如下：

a)利用智能決策等人工智能技術(shù)完成不同預(yù)警類型的級別設(shè)計；

b)利用顯著性分析等人工智能技術(shù)確定分級預(yù)警閾值置信范圍；

c)分級級別數(shù)不小于4種；

d)分級預(yù)警閾值的置信度達(dá)到90%以上。

9.2.2功能要求

分級預(yù)警功能要求如下：

a)應(yīng)具有不同預(yù)警類別分級的功能；

b)應(yīng)具有預(yù)警分級自適應(yīng)的功能；

c)應(yīng)具有分級預(yù)警閾值置信范圍設(shè)計的功能；

d)應(yīng)具有分級預(yù)警閾值置信范圍自適應(yīng)調(diào)整的功能；

e)應(yīng)具有智能預(yù)警分級可視化的功能。

9.3預(yù)警輸出

9.3.1技術(shù)要求

預(yù)警輸出技術(shù)要求如下：

a)預(yù)警輸出包括進(jìn)水水質(zhì)、環(huán)境因素、過程變量、出水水質(zhì)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等預(yù)警級別的不間斷

顯示；

b)預(yù)警趨勢不小于2小時；

c)不同預(yù)警級別差異化警示。

9.3.2功能要求

預(yù)警輸出功能要求如下：

a)應(yīng)具有預(yù)警分類分級顯示的功能；

b)應(yīng)具有良好人機(jī)交互的功能；

c)應(yīng)具有應(yīng)急處理決策接口的功能。

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中國電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會（CESA）是全國電子信息產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化組織和標(biāo)準(zhǔn)化工作者自愿組成的

社會團(tuán)體。廣泛聯(lián)系全國電子信息產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化工作者，協(xié)助政府部門搞好電子信息產(chǎn)業(yè)標(biāo)

準(zhǔn)化工作，開拓信息技術(shù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作是中國電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會的主要工作內(nèi)容之一。中國

境內(nèi)從事科研開發(fā)、制造、營銷和服務(wù)的企事業(yè)單位、高等院校、社會組織和個人均可隨時向中國電子

工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)工作部提出團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)項目建議。

中國電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)按照《電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》進(jìn)行制

定和管理。

在本標(biāo)準(zhǔn)實施過程中，如發(fā)現(xiàn)需要修改或補(bǔ)充之處，請將意見和有關(guān)資料寄至中國電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化

技術(shù)協(xié)會，以便修訂時參考。

本標(biāo)準(zhǔn)版權(quán)歸中國電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會所有。

中國電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會地址：北京市海淀區(qū)萬壽路27號

電話子郵箱：standards@

網(wǎng)址：

9

T/XXXXXXXX—XXXX

目??次

前??言...............................................................................................................................................................II

1范圍.....................................................................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件.................................................................................................................................................1

3術(shù)語和定義.........................................................................................................................................................1

4縮略語...............................................................................................................................................................2

5系統(tǒng)架構(gòu)...........................................................................................................................................................2

6預(yù)警狀態(tài)信息感知...........................................................................................................................................2

6.1預(yù)警狀態(tài)傳感器布置................................................................................................................................2

6.2預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)獲取....................................................................................................................................4

6.3預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸....................................................................................................................................4

6.4預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲....................................................................................................................................4

6.5預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)預(yù)處理................................................................................................................................5

7預(yù)警狀態(tài)信息智能處理...................................................................................................................................5

7.1預(yù)警狀態(tài)特征提取....................................................................................................................................5

7.2軟測量........................................................................................................................................................6

8預(yù)警狀態(tài)信息智能預(yù)測...................................................................................................................................6

8.1預(yù)測變量分析............................................................................................................................................6

8.2預(yù)警狀態(tài)智能預(yù)測....................................................................................................................................6

8.3預(yù)警狀態(tài)多步預(yù)測....................................................................................................................................7

9運(yùn)行狀態(tài)智能預(yù)警...........................................................................................................................................7

9.1分類預(yù)警....................................................................................................................................................7

9.2分級預(yù)警....................................................................................................................................................8

9.3預(yù)警輸出....................................................................................................................................................8

I

Q/XXXXXXXX—XXXX

信息技術(shù)人工智能城市污水處理過程智能預(yù)警技術(shù)要求

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了城市污水處理過程智能預(yù)警技術(shù)要求，包含預(yù)警狀態(tài)信息感知、預(yù)警狀態(tài)信息智能處

理、預(yù)警狀態(tài)信息智能預(yù)測、運(yùn)行狀態(tài)智能預(yù)警。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于城市污水處理過程中進(jìn)水水質(zhì)變化、環(huán)境因素變化、過程變量變化、出水水質(zhì)變化、

設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)變化的智能預(yù)警。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T18919-2002城市污水再生利用分類

3術(shù)語和定義

GB/T18919-2002界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

城市污水處理過程municipalwastewatertreatmentprocess

使城市污水達(dá)到水質(zhì)排放要求的凈化過程。

3.2

特征提取featureextraction

應(yīng)用人工智能技術(shù)從原始特征集合中提取代表性特征。

3.3

軟測量softsensor

針對難測量或者暫時不能測量的變量，應(yīng)用人工智能技術(shù)，通過構(gòu)造其與易測量相關(guān)變量之間的數(shù)

學(xué)關(guān)系實現(xiàn)推斷或者估計。

3.4

智能預(yù)警系統(tǒng)intelligentearly-warningsystem

應(yīng)用人工智能技術(shù)，利用傳感器采集的過程檢測數(shù)據(jù)監(jiān)測風(fēng)險因素的變化趨勢，評價各種風(fēng)險偏離

預(yù)警線的等級，發(fā)出預(yù)警信號的系統(tǒng)。

1

Q/XXXXXXXX—XXXX

4縮略語

下列縮略語適用于本文件。

ORP：氧化還原電位(Oxidation-reductionPotential)

BOD：生化需氧量(BiochemicalOxygenDemand)

COD：化學(xué)需氧量(ChemicalOxygenDemand)

5系統(tǒng)架構(gòu)

城市污水處理過程智能預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)見圖1，應(yīng)包含預(yù)警狀態(tài)信息感知、預(yù)警狀態(tài)信息智能處理、

預(yù)警狀態(tài)信息智能預(yù)測、運(yùn)行狀態(tài)智能預(yù)警。

圖1城市污水處理過程智能預(yù)警系統(tǒng)各部分關(guān)系圖

城市污水處理過程智能預(yù)警是針對進(jìn)水水質(zhì)變化、環(huán)境因素變化、過程變量變化、出水水質(zhì)變化、

以及設(shè)備運(yùn)行變化進(jìn)行智能分類和分級預(yù)警。智能預(yù)警系統(tǒng)各部分功能要求包括：

a)應(yīng)具備預(yù)警狀態(tài)信息感知的能力，包括：合理布置預(yù)警狀態(tài)傳感器，獲取進(jìn)水水質(zhì)、環(huán)境因素、

過程變量、出水水質(zhì)、以及設(shè)備運(yùn)行預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)；利用無線或有線進(jìn)行預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸，

實現(xiàn)預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲；以及預(yù)警狀態(tài)數(shù)據(jù)預(yù)處理等，保證數(shù)據(jù)的有效性，供預(yù)警狀態(tài)信息智

能處理和預(yù)警狀態(tài)信息智能預(yù)測調(diào)用。

b)應(yīng)具備預(yù)警狀態(tài)信息智能處理的能力，包括：特征提取、軟測量等，供預(yù)警狀態(tài)信息智能預(yù)測

和運(yùn)行狀態(tài)智能預(yù)警調(diào)用。

c)應(yīng)具備預(yù)警狀態(tài)信息智能預(yù)測的能力，包括：預(yù)測變量分析，獲取預(yù)測變量與相關(guān)易測變量間

的關(guān)系，利用預(yù)測模型實現(xiàn)預(yù)警狀態(tài)預(yù)測；運(yùn)用多步預(yù)測描述進(jìn)水水質(zhì)、環(huán)境因素、過程變量、

出水水質(zhì)、以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)在未來一段時間內(nèi)的變化趨勢，供運(yùn)行狀態(tài)智能預(yù)警調(diào)用。

d)應(yīng)具備運(yùn)行狀態(tài)智能預(yù)警的能力，包括：分類預(yù)警、分級預(yù)警以及預(yù)警輸出等，實現(xiàn)對城市污

水處理過程運(yùn)行狀態(tài)的智能預(yù)警。

6預(yù)警狀態(tài)信息感知

6.1預(yù)警狀態(tài)傳感器布置

6.1.1技術(shù)要求

預(yù)警狀態(tài)傳感器布置技術(shù)要求如下：

2

Q/XXXXXXXX—XXXX

a)預(yù)警狀態(tài)傳感器的測量誤差值不大于±5%；

b)預(yù)警狀態(tài)傳感器的放置和使用方法應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品使用說明，保證正常使用；

c)預(yù)警狀態(tài)傳感器走線規(guī)范；

d)預(yù)警狀態(tài)傳感器便于檢測、清洗與置換。

預(yù)警狀態(tài)傳感器布置見表1。

表1預(yù)警狀態(tài)傳感器布置

預(yù)警過程傳感器名稱數(shù)量安裝位置作用

液位傳感器至少2個進(jìn)水泵與格柵附近實時測量進(jìn)水水量

pH傳感器至少1個格柵附近檢測進(jìn)水pH值

進(jìn)水狀況ORP傳感器至少1個格柵附近表征污水中的氧化還原電位

氨氮傳感器至少1個進(jìn)水口附近檢測進(jìn)水氨氮濃度

流量計至少1個進(jìn)水管道附近檢測進(jìn)水流量

溫度傳感器至少1個格柵附近檢測當(dāng)前溫度

環(huán)境因素

雨量計至少1個進(jìn)水泵附近檢測降雨量

溶解氧傳感器至少3個均勻分布于反應(yīng)器中檢測反應(yīng)器的好氧狀態(tài)

ORP傳感器至少1個反應(yīng)器附近表征污水中的氧化還原電位

氨氮傳感器至少3個均勻分布于反應(yīng)器中檢測反應(yīng)器的氨氮濃度

硝態(tài)氮傳感器至少1個反應(yīng)器附近檢測反應(yīng)器的硝態(tài)氮濃度

過程變量總磷/正磷酸鹽傳感檢測反應(yīng)器的總磷/正磷酸鹽濃

至少1個反應(yīng)器附近

器度

污泥濃度計至少1個反應(yīng)器附近檢測反應(yīng)器的污泥濃度

pH傳感器至少1個反應(yīng)器附近檢測反應(yīng)器的pH

溫度傳感器至少1個反應(yīng)器附近檢測反應(yīng)器的溫度

ORP傳感器至少1個出水端檢測出水端的氧化還原電位

pH傳感器至少1個出水端檢測出水端的pH值

溫度傳感器至少1個出水端檢測出水端反應(yīng)系統(tǒng)的溫度

固體懸浮物濃度傳感

至少1個出水端檢測出水端的懸浮物濃度

出水水質(zhì)器

氨氮傳感器至少1個出水端檢測出水端的氨氮濃度

硝態(tài)氮傳感器至少1個出水端檢測出水端的硝態(tài)氮濃度

總磷/正磷酸鹽傳感檢測出水端的總磷/正磷酸鹽濃

至少1個出水端

器度

電流傳感器至少1套相應(yīng)泵的附近判斷泵的異常

設(shè)備運(yùn)行狀

轉(zhuǎn)速測量傳感器至少1套風(fēng)機(jī)附近判斷風(fēng)機(jī)的異常

態(tài)

電機(jī)扭矩傳感器至少1套電機(jī)附近判斷電機(jī)的異常

6.1.2功能要求

預(yù)警狀態(tài)傳感器布置功能要求如下：