(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210995674.4 (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 四川省水网信息科技有限责任公司 地址 610218 四川省成 都市天府新区正兴 街道蜀州路2828号 (72)发明人 郎波　胡梅子　马璐　何干皓　 杨思毅　林子然　 (74)专利代理 机构 成都坤伦厚朴专利代理事务 所(普通合伙) 51247 专利代理师 李红灵 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G01F 1/00(2022.01)G16Y 10/35(2020.01) G16Y 40/10(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种基于物联网的智慧水利监测方法和系 统 (57)摘要 本发明涉及水利监测建模领域， 具体提供一 种基于物联网的智慧水利监测方法和系统， 包括 在水系中设置多个传感器， 并收集传感器数据， 将水系地图及传感器数据映射至网格中， 使用神 经网络识别网格数据中的特征数据网格， 并使用 特征数据网格中的数据建立数字孪生， 使用数字 孪生进行水利监测及预演。 本发明能够有效、 准 确、 智能地对水利进行监测。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115081157 A 2022.09.20 CN 115081157 A 1.一种基于物联网的智慧水利监测方法， 其特 征在于包括如下步骤： 步骤S1， 在每一水系均设置多个传感器， 所述传感器可以采集至少一种数据； 步骤S2， 周期性 地且同步 地采集各 所述传感器数据得到第一数据； 步骤S3， 对所述每一水系均沿其流径对每一周期的所述第一数据进行插值， 得到第二 数据； 步骤S4， 将水系地图映射至N* M的网格中， 其中N、 M为网格横向、 纵向的格子数目； 获取每一水系与所述网格相交的格子； 使用所述第二数据填充所述相交的格子， 所有 未填充的数据格子均以0填充， 得到第一网格数据； 步骤S5， 采集多个周期的第一数据， 并使用所述步骤S3 ‑S4对所述多个周期的第一数据 进行处理得到多个第一网格数据； 步骤S6， 将所述多个第一网格数据输入第一神经网络， 训练所述第一神经网络得到第 一训练好的模型； 通过所述第一训练好的模型提取所述第一网格数据中的特征数据对应的 网格； 步骤S7， 建立所述每一水系的数字孪生， 所述数字孪生的参数变量包括所述特征数据 对应的网格； 步骤S8， 实时采集所述多个传感器的第二传感器数据， 并使用所述步骤S3 ‑S4对所述第 二传感器数据进行处理， 得到第二网格数据， 将所述第二网格数据中所述特征数据对应的 网格的数据做为 参数输入所述数字 孪生； 步骤S9， 使用所述数字 孪生实时检测所述每一水系； 步骤S10， 人工修改所述数字 孪生的数据对所述每一水系的变化进行 预演。 2.如权利要求1所述的一种基于物联网的智慧水利监测方法， 其特征在于： 每5KM设置 一个传感器。 3.如权利要求1所述的一种基于物联网的智慧水利监测方法， 其特征在于： 在各水系的 交汇处设置一个传感器。 4.如权利要求1所述的一种基于物联网的智慧水利监测方法， 其特征在于： 所述至少一 种数据包括 流量数据。 5.如权利要求1所述的一种基于物联网的智慧水利监测方法， 其特征在于： 所述N*M的 网格为512* 512的网格。 6.如权利要求1所述的一种基于物联网的智慧水利监测方法， 其特征在于： 所述插值采 用双线性插值。 7.如权利要求1所述的一种基于物联网的智慧水利监测方法， 其特征在于： 所述第 一神 经网络为 Inception v4或SENet。 8.一种基于物联网的智慧水利监测系统， 其特征在于使用 如权利要求1 ‑7任意一项所 述的基于物联网的智慧水利监测方法进行 水利监测。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115081157 A 2一种基于物联网的智慧水利监测方 法和系统 技术领域 [0001]本发明涉及水利监测建模领域， 尤其涉及 一种基于物联网的智慧水利监测方法和 系统。 背景技术 [0002]目前的水利监测系统主要用于监视河流、 湖泊、 水库的水利运行情况， 及时反应各 水域的水文特征， 以便相关部门做出安排， 防范洪涝灾害事故的发生。 水利监测系统， 通过 各种探测器， 探测到水利的温度、 湿度、 风速、 风向、 雨量、 水质、 水流速、 水量、 视频图像或图 片等数字化信息， 通过有线或无线网络上传到在线监测中心， 使得监控人员能及时监视水 利设施的现场情况， 及时对 水利设施的意外事故提出警示， 同时监控 数据供监控 人员参考， 提高监控人员对现场情况判断的准确 性。 随着物联网技术的进步， 物联网设备越来越多地 应用于水利检测系统中， 如在水库、 河流、 渠道等地布置各种传感器采集数据， 并对各种设 备进行联网， 使得采集的数据能够集中处 理。 [0003]然而现有的物联网水利系统存在如下技术问题： 一方面， 虽然水利监测使用了物 联网， 收集到了各种传感器数据， 但对于数据的分析依然是靠单个分析， 如洪峰分析通常只 考虑了相应河流流量， 而支流的流量难以参考； 另一方面， 现有的传感器数据量巨大， 还是 以洪峰为例， 干流的洪峰受到会受到支 流的流量影响， 但每一支 流的数据具体影响多 大， 通 常靠人工进行处理， 导致建模过程复杂， 并且建模的精度低不够智能； 再者， 现有系统中通 常使用实时数据进 行分析、 预测， 监测人员在进 行事故预警时无法对实时数据进 行修改， 使 得现有系统不具有预演功能。 发明内容 [0004]为了上述的问题， 本发明提供一种基于物联网的智慧水利监测方法和系统。 [0005]一方面， 本发明提供一种基于物联网的智慧水利监测方法， 其特征在于包括如下 步骤： 步骤S1， 在每一水系 均设置多个传感器， 所述传感器可以采集至少一种数据； 步骤S2， 周期性地且同步地采集各所述传感器数据得到第一数据； 步骤S3， 对所述每一水系均沿其 流径对每一周期的所述第一数据进行插值， 得到第二数据； 步骤S4， 将水系地图映射至N*M 的网格中， 其中N、 M为网格横向、 纵向的格子数目； 获取每一水系 与所述网格相交的格子； 使 用所述第二数据填充 所述相交的格子， 所有 未填充的数据格子均以0填充， 得到第一网格数 据； 步骤S5， 采集多个周期的第一数据， 并使用所述步骤S3 ‑S4对所述多个周期的第一数据 进行处理得到多个第一网格数据； 步骤S 6， 将所述多个第一网格数据输入第一神经网络， 训 练所述第一神经网络得到第一训练好的模型； 通过所述第一训练好的模型提取所述第一网 格数据中的特征数据对应的网格； 步骤S7， 建立所述每一水系的数字孪生， 所述数字孪生的 参数变量包括所述特征数据对应的网格； 步骤S8， 实时采集所述多个传感器的第二传感器 数据， 并使用所述步骤S3 ‑S4对所述第二传感器数据进行处理， 得到第二网格数据， 将所述 第二网格数据中所述特征数据对应的网格的数据做为参数输入所述数字孪生； 步骤S9， 使说　明　书 1/5 页 3 CN 115081157 A 3