一种应用于数字孪生智慧水务人工智能通讯模组的制作方法

allin2026-06-13  4


本发明属于信息,具体而言,涉及一种应用于数字孪生智慧水务人工智能通讯模组。


背景技术:

1、随着智慧城市和物联网技术的快速发展,数字孪生技术在城市水务管理中的应用变得越来越普遍。传统的水务管理系统主要依赖人工监测和固定式的自动化系统,这些系统通常缺乏实时性和精确性,无法有效应对日益复杂的水务管理需求。尤其是在涉及广泛区域的水质、水流和水位监测时,传统系统在数据采集、传输和处理过程中常面临延迟、误差和数据丢失等问题。随着水务系统的复杂性增加,对数据实时性、准确性以及系统智能化程度的要求也随之提高。

2、为了应对这些挑战,数字孪生技术结合人工智能算法的通讯模组应运而生。这种技术能够在虚拟环境中实时复现实体水务环境,通过多个监测点部署的传感器,持续采集和分析水务系统的各类数据。这些数据经过人工智能算法的处理,能够快速识别异常情况,提供预警,并通过调整通讯参数提高数据传输效率,确保水务系统的稳定运行。该技术的应用不仅提升了水务管理的精确性和智能化水平,还为应对复杂多变的水务管理场景提供了有效的解决方案。然而面对水务环境中获取到的海量数据的输入,对数字孪生系统的数据通讯要求提出巨大挑战,需要根据监测数据的实际情况,优化网络通讯参数,从而提高数据传输的效率。

3、查阅相关的公开技术,公告号为cn212909563u的技术方案提出一种应用人工智能技术的5g通信方案,其通过在5g通讯端口上设置具有人工智能运算能力的处理装置,在网络状态异动时作出快速响应,以保证5g通信的网络质量;公告号为cn210780832u的技术方案提出一种应用人工智能抗干扰的通信专用平台,当中采用人工智能技术训练网络抗干扰的处理模型,以网络提高在处理干扰时的质量和效率。

4、以上技术方案均提出了若干应用人工智能优化网络传输的方法,但在应对数字孪生技术应用方面的多种类海量数据时,目前的技术方案还少有提及。

5、背景技术的前述论述仅意图便于理解本发明。此论述并不认可或承认提及的材料中的任一种公共常识的一部分。


技术实现思路

1、本发明的目的在于,提供一种应用于数字孪生智慧水务系统的人工智能通讯模组,属于信息技术领域。所述通讯模组配置用于处理和传输来自实体水务环境、水务实体系统与数字孪生系统之间的数据交互。通讯模组包括传感器发送模组、实体接收模组及孪生接收模组,通过相互通信连接,实现数据的动态传输与处理。接收主模组作为核心组件,利用人工智能算法对采集数据进行预处理、分析,并将数据映射到标准化数值范围内,以反映其重要性和严重程度;接收主模组只配置有多个监测模块,分别用于处理不同传感器的监测数据,并根据监测数据与正常值的偏离程度,确定出数字孪生系统发送这些监测数据时的通讯参数。

2、本发明采用如下技术方案:一种应用于数字孪生智慧水务人工智能通讯模组,所述通讯模组被配置为至少用于传输并处理来自实体水务环境、水务实体系统与数字孪生系统三者之间的数据;

3、所述水务实体系统包括设置在实体水务环境的多个监测点的多个传感器,通过传感器获得实体水务环境中的各项数据并传输到所述水务实体系统中进行存储和处理;

4、所述数字孪生系统运行有应用数字孪生技术所构建的、映射实体水务环境的水务孪生模型,以基于实体水务环境中各个关键节点的不同物理或化学属性,结合水文水动力学分析模型对物理环境全过程进行数据记录,将水务区域的各个关键节点进行真实复现;

5、所述通讯模组包括设置于实体水务环境的传感器发送模组,设置于水务实体系统的实体接收模组,以及设置于所述数字孪生系统的孪生接收模组;所述传感器发送模组、所述实体接收模组以及所述孪生接收模组相互通信连接;

6、其中,设置至少一个实体接收模组由运行有人工智能算法的计算机系统支持,并作为接收主模组;所述接收主模组被配置为预处理实体水务环境的监测数据,并基于多个关于多项水务参数的处理规则进行对所述监测数据进行解释,以确定待发送到所述数字孪生系统的孪生数据集;

7、优选的,所述接收主模组包括接收以下数据:

8、甲数据集,即来自多个传感器发送模组的监测数据;

9、乙数据集,即来自一个或以上除当前接收主模组外的其他实体接收模组的、已处理或未处理的监测数据;

10、丙数据集,即来自一个或以上除当前接收主模组外的其他实体接收模组,以及一个或以上的传感器发送模组,以及孪生接收模组的运行状态数据;

11、优选的,所述接收主模组在接收所述甲数据集、乙数据集以及丙数据集后,对以上三个数据集内数据进行按次序的分层次数据分析,获得每层次的数据分析结果;

12、所述接收主模组依据所述每层次的数据分析结果,选择合适数据,以生成待发送到所述数字孪生系统的孪生数据集;

13、优选的,所述通讯模组还可以包括一个或以上信号增强设备、信号交换设备或路由设备,并将以上设备的任意一个或一个以上的组合配置在传感器与传感器发送模组的通信连接当中,或者传感器发送模组、实体接收模组、孪生接收模组三者之间的任意通信连接当中;

14、优选的,所述接收主模组中设置有多个监测模块;每个监测模块被划分为负责处理多个传感器中指定的部分传感器的监测数据;

15、优选的,每个所述监测模块将来自所负责的一个或一个以上传感器的监测数据进行分析,以确定监测数据与正常值的偏离程度,并将监测数据映射到区间[0,1];

16、优选的,所述接收主模组还包括将每个所述监测模块所负责的传感器的所发送的监测数据形成数组;在完成将监测数据映射到区间[0,1]的分析后,形成监测数据映射值数组;

17、并且,所述接收主模组计算每个监测模块的监测数据映射值数组的平均值和/标准差,依据预设的规则,确定对于每个监测模块的监测数据的输出用的通讯参数后,将监测数据输出到孪生接收模组。

18、本发明所取得的有益效果是:

19、1.本技术方案的通讯模组通过将数字孪生技术和人工智能算法的结合,能够实时采集并处理实体水务环境中的多种监测数据;通过将数据映射到标准化的数值区间),系统能够快速识别异常情况和潜在风险,从而提高数字孪生系统的精确性和响应速度,确保系统在复杂多变的环境下高效运行;

20、2.本技术方案的接收主模组能够根据各监测模块的数据平均值和标准差,动态调整通讯参数,包括带宽、输出频次等;通过优先传输重要性较高的数据,系统能够优化网络资源的使用,减少通讯负荷,提升数据传输效率,确保关键数据的及时传递;

21、3.本技术方案的通讯模组采用模块化架构,各监测模块根据不同的水务事务类型独立处理对应的传感器数据,使得系统具有很高的灵活性和可扩展性,能够根据具体的应用场景进行个性化配置,便于扩展新的功能模块或集成更多类型的传感器,满足不同水务管理需求;

22、4.本技术方案的定位系统的软、硬件部分采用模块化设计,系统中硬件部分的各工作模块、部件,以及软件部分的指令、参数、算法均可以通过后期进行方便的替换和/或升级,从而降低本系统的搭建成本与维护成本。


技术特征:

1.一种应用于数字孪生智慧水务人工智能通讯模组,其特征在于,所述通讯模组被配置为至少用于传输并处理来自实体水务环境、水务实体系统与数字孪生系统三者之间的数据;

2.如权利要求1所述通讯模组,其特征在于,所述接收主模组包括接收以下数据:

3.如权利要求2所述通讯模组,其特征在于,所述接收主模组在接收所述甲数据集、乙数据集以及丙数据集后,对以上三个数据集内数据进行按次序的分层次数据分析,获得每层次的数据分析结果;

4.如权利要求3所述通讯模组,其特征在于,所述通讯模组还可以包括一个或以上信号增强设备、信号交换设备或路由设备,并将以上设备的任意一个或一个以上的组合配置在传感器与传感器发送模组的通信连接当中,或者传感器发送模组、实体接收模组、孪生接收模组三者之间的任意通信连接当中。

5.如权利要求4所述通讯模组,其特征在于,所述接收主模组中设置有多个监测模块;每个监测模块被划分为负责处理多个传感器中指定的部分传感器的监测数据。

6.如权利要求5所述通讯模组,其特征在于,每个所述监测模块将来自所负责的一个或一个以上传感器的监测数据进行分析,以确定监测数据与正常值的偏离程度,并将监测数据映射到区间[0,1]。

7.如权利要求6所述通讯模组,其特征在于,所述接收主模组还包括将每个所述监测模块所负责的传感器的所发送的监测数据形成数组;在完成将监测数据映射到区间[0,1]的分析后,形成监测数据映射值数组;


技术总结
本发明涉及一种应用于数字孪生智慧水务系统的人工智能通讯模组,属于信息技术领域。所述通讯模组配置用于处理和传输来自实体水务环境、水务实体系统与数字孪生系统之间的数据交互。通讯模组包括传感器发送模组、实体接收模组及孪生接收模组,通过相互通信连接,实现数据的动态传输与处理。接收主模组作为核心组件,利用人工智能算法对采集数据进行预处理、分析,并将数据映射到标准化数值范围内,以反映其重要性和严重程度;接收主模组配置有多个监测模块,分别用于处理不同传感器的监测数据,并根据监测数据与正常值的偏离程度,确定出数字孪生系统发送这些监测数据时的通讯参数。

技术研发人员:刘炉棋,周述军,唐杨
受保护的技术使用者:长沙集俊智能设备有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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