排水系统中的网络监控图像识别控制设计与实现

论文摘要

环保和节能一直以来都倍受关注,城市污水排放系统是高能耗系统,存在着巨大的节能潜力。污水泵站及管网污水流量存在着非线性、大滞后等特点,控制不当或者信号故障而造成污水溢出污染环境,污水泵站的安全监控尤其重要。目前杭州市污水排放管网系统由两座污水处理厂及60多座泵站构成,大部分泵站机泵处于分时段恒速运行或变频运行,并人工监视运行状态。这些控制方式缺少故障检测功能,不利于安全运行,并且易导致机泵运行耗能过多;一旦发生故障,故障信息无法立即得到共享,不利于管理者全局决策调度。论文根据污水管网系统特性,详细探讨和研究了基于网络的图像识别控制系统。首先,依据排水系统网络安全监控的要求,构建了本地视频监控系统,设计了图像识别控制系统网络结构及功能,分析了各模块的工作原理,并结合关键技术问题提出了解决方案并部分实现。其次,实现了图像识别模块中系统故障画面捕捉功能;针对不同环境因素的影响,研究提出了故障画面中系统关键参数区域的定位方法:预处理、投影分割及基于先验知识校验,分析了实验结果并提出了改进方法。然后,针对本系统关键参数区域特点,分析了字符分割的常用方法,提出了Ostu全局阈值分割结合垂直投影的字符分割方法;对分割后的单个字符进行细化处理,选用基于字符结构特征的分类方法进行识别。最后,针对城市污水管网系统的时滞性、不确定性、非线性等特点建立了数学模型,根据泵站排污工作原理分析了节能机理,提出了自适应模糊控制策略,并进行了实例仿真,验证了控制策略的有效性。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 污水泵站视频监控系统简介
• 1.2 视频监控系统的发展历史、现状及趋势
• 1.3 污水泵站监控系统的发展历史、现状及趋势
• 1.4 课题的意义和所做工作
• 第二章 排水系统中网络监控图像识别控制系统结构、工作原理及实现
• 2.1 引言
• 2.2 图像识别控制系统的组成及网络结构
• 2.3 图像识别控制系统的模块工作原理
• 2.4 图像识别控制系统的相关问题及解决方案
• 2.5 本章小结
• 第三章 系统故障画面获取及关键参数区域定位
• 3.1 引言
• 3.2 系统故障画面获取及预处理
• 3.3 系统关键参数区域定位
• 3.4 系统关键参数区域筛选
• 3.5 实验结果
• 3.6 本章小结
• 第四章 系统关键参数字符分割及识别
• 4.1 引言
• 4.2 常见字符分割方法
• 4.3 系统关键参数区域预处理
• 4.4 垂直投影字符分割
• 4.5 基于形态结构的字符识别
• 4.6 系统关键参数识别实验结果
• 4.7 本章小结
• 第五章 污水泵站智能控制策略研究
• 5.1 引言
• 5.2 污水泵站的时滞扰动数学模型及节能机理
• 5.3 自适应模糊控制器设计
• 5.4 实例仿真
• 5.5 本章小结
• 第六章 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历