基于数据挖掘的智慧水务平台构建及控制技术

一、所属领域 环境科学与工程、数据科学与人工智能

二、技术或产品名称 基于数据挖掘的智慧水务平台构建及控制技术 （包括：水环境虚拟监控平台、水环境大数据分析中心、智慧水务平台构建技术。）

三、技术水平 团队在国内外率先开展了智慧水务基础支撑技术的研究工作，在国外及国内多省份已开展了市场推广，在该领域国际著名期刊发表论文多篇，技术水平处于世界先进水平。

四、技术简介 青岛理工大学研究团队与挪威生命科技大学联合研发的水环境虚拟监测技术解决了制约水处理行业智能化发展的瓶颈问题，可以作为智慧水务建设的基础支撑技术。该技术是基于数据挖掘和机器学习算法开发的工艺监测方法，利用现有仪表网络，对数据进行深度挖掘并构建机器学习算法模型用于实时运算难获取的水质指标，为解决制约实现智能水务管理的瓶颈问题提供了可能性。

青岛理工大学研究团队联合挪威生命科技大学、青岛道斯康环保科技有限公司联合开发的污水处理智能控制系统是智慧水务领域的先驱技术产品，该技术成果利用大数据技术对水处理系统进行实时监测、诊断、预测与控制，可在实现优化工艺运行的基础上降低20-50%的物料消耗。

五、创新点及性能指标 （1）用于解决污水处理过程在线监测仪表投资及维护成本高的问题。部分在线水质指标变量监测分析仪（如COD、总磷）响应时间过长，而其他状态变量则无法实时在线监测，无法满足实时控制的需求。本项目基于数据挖掘算法构建虚拟监测模型用于取代部分难监测变量的仪表硬件，同时将虚拟监测模型输出变量作为高级控制算法的输入变量，克服制约污水处理厂智能化的主要瓶颈，是本项目的特色与创新之处，同时也对污水处理工艺过程监测控制机制的研究具有普遍的借鉴意义。

（2）利用大数据分析和人工智能算法对污水处理智能化运行过程中的异常现象进行模式识别，确保污水处理厂运行过程中的数据和网络安全。

六、知识产权情况 已发表多篇论文，尚未申请专利。

七、投资概算及经济效益分析 本项目拟在基础研究领域投入200-300万元，在技术产品研发方面需200-450万元科研经费的支持。

项目成果可在国内外进行推广使用，利用山东水发集团、江苏鹏鹞环保集团等合作伙伴的平台进行前期推广应用。利用跨国企业挪威道斯康公司和青岛道斯康环保科技有限公司在世界其他地区，特别是“一带一路”沿线国家进行推广使用，预计产生经济效益50亿元人民币。

一、所属领域

环境科学与工程、数据科学与人工智能

二、技术或产品名称

基于数据挖掘的智慧水务平台构建及控制技术

（包括：水环境虚拟监控平台、水环境大数据分析中心、智慧水务平台构建技术。）

三、技术水平

团队在国内外率先开展了智慧水务基础支撑技术的研究工作，在国外及国内多省份已开展了市场推广，在该领域国际著名期刊发表论文多篇，技术水平处于世界先进水平。

四、技术简介

青岛理工大学研究团队与挪威生命科技大学联合研发的水环境虚拟监测技术解决了制约水处理行业智能化发展的瓶颈问题，可以作为智慧水务建设的基础支撑技术。该技术是基于数据挖掘和机器学习算法开发的工艺监测方法，利用现有仪表网络，对数据进行深度挖掘并构建机器学习算法模型用于实时运算难获取的水质指标，为解决制约实现智能水务管理的瓶颈问题提供了可能性。

青岛理工大学研究团队联合挪威生命科技大学、青岛道斯康环保科技有限公司联合开发的污水处理智能控制系统是智慧水务领域的先驱技术产品， 该技术成果利用大数据技术对水处理系统进行实时监测、诊断、预测与控制， 可在实现优化工艺运行的基础上降低 20 -50%的物料消耗。

五、创新点及性能指标

（1）用于解决污水处理过程在线监测仪表投资及维护成本高的问题。部

分在线水质指标变量监测分析仪（如COD、总磷）响应时间过长，而其他状

态变量则无法实时在线监测，无法满足实时控制的需求。本项目基于数据挖掘算法构建虚拟监测模型用于取代部分难监测变量的仪表硬件，同时将虚拟监测模型输出变量作为高级控制算法的输入变量，克服制约污水处理厂智能化的主要瓶颈，是本项目的特色与创新之处，同时也对污水处理工艺过程监测控制机制的研究具有普遍的借鉴意义。

（2）利用大数据分析和人工算法对污水处理智能化运行过程中的异常现象进行模式识别，确保污水处理厂运行过程中的数据和网络安全。

六、知识产权情况

已发表多篇论文，尚未申请专利。

七、投资概算及经济效益分析

本项目拟在基础研究领域投入 200-300 万元，在技术产品研发方面需

200-450 万元科研经费的支持。

项目继承成果可在在国内外进行推广使用，利用山东水发集团、江苏鹏鹞环保集团等合作伙伴的平台进行前期推广应用，利用跨国企业挪威道斯康公司和青岛道斯康环保科技有限公司在世界其他地区，特别是“一带一路”沿线国家进行推广使用，预计产生经济效益 50 亿元人民币。