一种应用于河涌巡测的系统的制作方法

1.本发明涉及河流巡测技术领域，具体是一种应用于河涌巡测的系统。


背景技术：

2.水利信息主要指是河流、湖泊、水库的水利运行情况，反映各水域的水文水质，水利监测可以便于相关部门做出安排，防范洪涝灾害事故的发生，水利监测的基础是各水域的水利水质数据采集。
3.当前，水利监测技术是通过各种检测仪所带有的传感器，探测水域的温度、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；各专业检测数据单独存放、分析和执行监督操作，缺乏数据共享，无法实现联动，容易造成重复投资；同时当存在洪涝灾害威胁时，目前的巡河系统存在无法根据灾害波及区域的抗灾系数执行不同等级抗灾方案的问题，无法实现抗灾资源分配利用最大化，为此，我们提出一种应用于河涌巡测的系统。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种应用于河涌巡测的系统。
5.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种应用于河涌巡测的系统，包括水文数据采集模块、数据分析模块、第三方接口模块以及洪涝威胁分析模块；所述水文数据采集模块用于采集巡航路线上各点的水文数据并将水文数据传输至数据分析模块；所述数据分析模块用于接收水文数据进行检测分析，计算得到水污系数ry，若ry≥水污系数阈值，则生成水质异常信号；所述第三方接口模块用于获取通过气象平台采集巡航路线上各点的微气象数据，并将微气象数据传输至洪涝威胁分析模块；汛情期间水位上涨时，所述洪涝威胁分析模块用于获取微气象数据和水文数据并进行相关处理，判断是否存在洪涝风险，具体为：根据微气象数据对当前河段的气象敏感度ht进行评估；获取水文数据中的水位信息和水流速度信息，并依次标记为wa、v1；利用公式hw=wa
×
z1+v1
×
z2+ht
×
z3计算得到当前河段的洪涝威胁系数hw；其中z1、z2、z3为权重因子；若hw≥洪涝威胁阈值，则生成洪涝威胁信号；所述洪涝威胁分析模块用于将洪涝威胁信号和与对应河段的定位数据一并上传至监控中心；所述监控中心接收到洪涝威胁信号和与对应河段的定位数据后，估算出对应的灾害波及区域进行预警，并发送抗灾救援任务至抗灾分析模块；所述抗灾分析模块用于对接收到的抗灾救援任务进行抗灾系数分析，并根据抗灾系数执行不同等级的抗灾方案。
6.进一步地，所述抗灾分析模块的具体分析步骤为：
获取抗灾救援任务对应的灾害波及区域，采集所述灾害波及区域的人文经济数据，计算得到人文系数wc；调取所述灾害波及区域的历史洪涝受灾情况，统计灾害波及区域的受灾次数为p1；将该灾害波及区域每次受灾的受灾时长、灾害等级依次标记为pti、pdi，利用公式pwi=pti
×
b4+pdi
×
b5计算得到受灾值pwi，其中b4、b5为系数因子；统计pwi≥受灾阈值的次数为p2，当pwi≥受灾阈值时，获取pwi与受灾阈值的差值并求和得到超灾值zt，利用公式cs=p2
×
b6+zt
×
b7计算得到超灾系数cs，其中b6、b7为系数因子；利用公式zh=p1
×
g1+cs
×
g2计算得到该灾害波及区域的受灾系数zh，其中g1、g2为系数因子；利用公式计算得到该抗灾救援任务的抗灾系数kz，g3、g4为系数因子；根据抗灾系数kz执行不同等级的抗灾方案。
7.进一步地，根据抗灾系数kz执行不同等级的抗灾方案，具体为：将抗灾系数kz与预设阈值相比较，其中预设阈值包括kl1、kl2，且kl1＞kl2；若kz＞kl1，则对该灾害波及区域执行第一等级抗灾方案；若kl2＜kz≤kl1，则对该灾害波及区域执行第二等级抗灾方案；若kz≤kl2，则对该灾害波及区域执行第三等级抗灾方案；其中抗灾方案表现为：在对应时限内筹措派遣对应规格数量的应急资源送至灾害波及区域进行抗灾；其中第一等级＞第二等级＞第三等级。
8.进一步地，历史洪涝受灾情况携带有受灾时长以及灾害等级，灾害等级由抗灾救援中心根据建筑物损害、人员伤亡和应急资源投入三个维度的数据评估得出。
9.进一步地，所述数据分析模块的具体分析步骤为：获取当前河段的水文数据，将水文数据中ph值信息、浊度信息、溶解氧信息、硫化物信息以及水温信息依次标记为r1、r2、r3、r4、r5；利用公式ry=(|r1-8|
×
q1+r2
×
q2+r3
×
q3+r5
×
q5)/(r4
×
q4)计算得到水污系数ry，其中q1、q2、q3、q4、q5为权重因子；若ry≥水污系数阈值，则生成水质异常信号；所述数据分析模块用于将水质异常信号与当前河段的定位数据一并上传至监控中心，以提醒监控中心的管理人员及时采取对应措施对该河段进行治理。
10.进一步地，还包括gps定位航线规划模块、自主巡航模块；所述gps定位航线规划模块用于爬取流域内各河流的上下游汇水关系，并根据爬取到的数据为无人船规划巡航路线，所述自主巡航模块用于控制无人船按照gps定位航线规划模块规划的巡航路线航行。
11.进一步地，还包括声呐探测模块，所述声呐探测模块用于探测当前河段以及河岸是否有人，当探测到有人时，通过语音播报器播放安全提醒信息，以提醒人员远离河流。
12.进一步地，水文数据包括水质信息、水温信息、水位信息和水流速度信息，其中水质信息包括ph值信息、浊度信息、溶解氧信息以及硫化物信息；微气象数据包括风速、风向、温度、湿度、气压以及雨量预测数据。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明中数据分析模块用于接收水文数据进行检测分析，计算得到水污系数ry，以提醒监控中心的管理人员及时采取对应措施对该河段进行治理；声呐探测模块用于
探测当前河段以及河岸是否有人，当探测到有人时，通过语音播报器播放安全提醒信息，以提醒人员远离河流；第三方接口模块用于获取通过气象平台采集巡航路线上各点的微气象数据；通过汇聚水文数据、声呐探测数据和第三方数据，实现对河流监测的综合分析、预警和统一指挥，解决了目前河流监测各专业独立数据采集和分析的现状，避免了系统建设重复投资的问题，提高了数据使用价值；2、汛情期间水位上涨时，洪涝威胁分析模块用于获取微气象数据和水文数据并进行相关处理，根据微气象数据对当前河段的气象敏感度ht进行评估，对水位信息、水流速度信息和气象敏感度分配权重，计算得到当前河段的洪涝威胁系数，当存在洪涝风险时，及时预警并发送抗灾救援任务至抗灾分析模块；抗灾分析模块用于对接收到的抗灾救援任务进行抗灾系数分析，并根据抗灾系数执行不同等级的抗灾方案，有效提高抗灾效率，实现抗灾资源分配利用最大化。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
16.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
17.如图1所示，一种应用于河涌巡测的系统，应用于无人船，包括gps定位航线规划模块、自主巡航模块、水文数据采集模块、数据分析模块、监控中心、声呐探测模块、第三方接口模块、洪涝威胁分析模块以及抗灾分析模块；gps定位航线规划模块用于爬取流域内各河流的上下游汇水关系，并根据爬取到的数据为无人船规划巡航路线，自主巡航模块用于控制无人船按照gps定位航线规划模块规划的巡航路线航行；水文数据采集模块用于采集巡航路线上各点的水文数据并将水文数据传输至数据分析模块，水文数据包括水质信息、水温信息、水位信息、水流速度信息等水文参数；水质信息包括ph值信息、浊度信息、溶解氧信息以及硫化物信息；数据分析模块用于接收水文数据进行检测分析，具体分析步骤为：获取当前河段的水文数据，将水文数据中ph值信息、浊度信息、溶解氧信息、硫化物信息以及水温信息依次标记为r1、r2、r3、r4、r5；对ph值信息、浊度信息、溶解氧信息、硫化物信息和水温信息分配权重，权重依次分配为q1、q2、q3、q4、q5，其中q1+q2+q3+q4+q5=1且q1＞q2＞q3＞q4＞q5；利用公式ry=(|r1-8|
×
q1+r2
×
q2+r3
×
q4+r5
×
q5)/r4计算得到水污系数ry；例如：q1取值0.41，q2取值
0.29，q3取值0.18，q4取值0.08，q5取值0.04；将水污系数ry与水污系数阈值相比较；若ry≥水污系数阈值，则生成水质异常信号；数据分析模块用于将水质异常信号与当前河段的定位数据一并上传至监控中心，以提醒监控中心的管理人员及时采取对应措施对该河段进行治理；声呐探测模块用于探测当前河段以及河岸是否有人，当探测到有人时，通过语音播报器播放安全提醒信息，以提醒人员远离河流；第三方接口模块用于通过第三方接口收集第三方数据，为河流综合治理提供数据支撑；第三方接口模块用于获取通过气象平台采集巡航路线上各点的微气象数据，并将微气象数据传输至洪涝威胁分析模块；微气象数据包括风速、风向、温度、湿度、气压以及雨量预测数据；在本实施例中，通过汇聚水文数据、声呐探测数据和第三方数据，实现对河流监测的综合分析、预警和统一指挥，解决了目前河流监测各专业独立数据采集和分析的现状，避免了系统建设重复投资的问题，提高了数据使用价值；汛情期间水位上涨时，洪涝威胁分析模块用于获取微气象数据和水文数据并进行相关处理；具体处理步骤为：根据微气象数据对当前河段的气象敏感度ht进行评估，具体为：将微气象数据中对应的风速、温度、湿度气压以及雨量预测数据依次标记为f1、w1、x1、n1以及l1；利用公式计算得到当前河段的气象敏感度ht，其中a1、a2、a3、a4、a5均为系数因子；获取水文数据中的水位信息和水流速度信息，将水位信息标记为wa，将水流速度信息标记为v1；对水位信息、水流速度信息和气象敏感度分配权重，权重依次分配为z1、z2、z3；其中z1+z2+z3=1且z1＞z2＞z3；z1、z2、z3均为管理员预设值；利用公式hw=wa
×
z1+v1
×
z2+ht
×
z3计算得到当前河段的洪涝威胁系数hw；将洪涝威胁系数hw与洪涝威胁阈值相比较；若hw≥洪涝威胁阈值，则生成洪涝威胁信号；洪涝威胁分析模块用于将洪涝威胁信号和与对应河段的定位数据一并上传至监控中心；监控中心接收到洪涝威胁信号和与对应河段的定位数据后，估算出对应的灾害波及区域进行预警，并发送抗灾救援任务至抗灾分析模块；抗灾分析模块用于对接收到的抗灾救援任务进行抗灾系数分析，并根据抗灾系数执行不同等级的抗灾方案，具体分析步骤为：获取抗灾救援任务对应的灾害波及区域，采集灾害波及区域的人文经济数据；人文经济数据包括人口数量、人均gdp以及就业率；将灾害波及区域的人口数量、人均gdp以及就业率依次标记为k1、k2和k3；利用公式wc=k1
×
b1+k2
×
b2+k3
×
b3计算得到灾害波及区域的人文系数wc，其中b1、b2、b3均为系数因子；调取灾害波及区域的历史洪涝受灾情况，统计灾害波及区域的受灾次数为p1；历史洪涝受灾情况携带有受灾时长以及灾害等级，其中灾害等级由抗灾救援中心根据建筑物
损害、人员伤亡和应急资源投入三个维度的数据评估得出；将该灾害波及区域每次受灾的受灾时长、灾害等级依次标记为pti、pdi，利用公式pwi=pti
×
b4+pdi
×
b5计算得到受灾值pwi，其中b4、b5均为系数因子；将受灾值pwi与受灾阈值相比较；统计pwi≥受灾阈值的次数为p2，当pwi≥受灾阈值时，获取pwi与受灾阈值的差值并求和得到超灾值zt，利用公式cs=p2
×
b6+zt
×
b7计算得到超灾系数cs，其中b6、b7均为系数因子；将受灾次数、超灾系数进行归一化处理并取其数值，利用公式zh=p1
×
g1+cs
×
g2计算得到该灾害波及区域的受灾系数zh，其中g1、g2均为系数因子；将人文系数、受灾系数进行归一化处理并取其数值；利用公式计算得到该抗灾救援任务的抗灾系数kz，其中g3、g4均为系数因子；根据抗灾系数kz执行不同等级的抗灾方案，具体为：将抗灾系数kz与预设阈值相比较，其中预设阈值包括kl1、kl2，且kl1＞kl2；若kz＞kl1，则对该灾害波及区域执行第一等级抗灾方案；若kl2＜kz≤kl1，则对该灾害波及区域执行第二等级抗灾方案；若kz≤kl2，则对该灾害波及区域执行第三等级抗灾方案；其中抗灾方案表现为：在对应时限内筹措派遣对应规格数量的应急资源送至灾害波及区域进行抗灾；其中第一等级＞第二等级＞第三等级，等级越高，则表明筹措的应急资源的规格数量越多、筹措的时限越短，有效提高抗灾效率，实现抗灾资源分配利用最大化。
18.上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
19.本发明的工作原理：一种应用于河涌巡测的系统，在工作时，gps定位航线规划模块用于爬取流域内各河流的上下游汇水关系，并根据爬取到的数据为无人船规划巡航路线，自主巡航模块用于控制无人船按照gps定位航线规划模块规划的巡航路线航行；水文数据采集模块用于采集巡航路线上各点的水文数据并将水文数据传输至数据分析模块，数据分析模块用于接收水文数据进行检测分析，计算得到水污系数ry，若ry≥水污系数阈值，则生成水质异常信号，以提醒监控中心的管理人员及时采取对应措施对该河段进行治理；声呐探测模块用于探测当前河段以及河岸是否有人，当探测到有人时，通过语音播报器播放安全提醒信息，以提醒人员远离河流；第三方接口模块用于获取通过气象平台采集巡航路线上各点的微气象数据；汛情期间水位上涨时，洪涝威胁分析模块用于获取微气象数据和水文数据并进行相关处理；根据微气象数据对当前河段的气象敏感度ht进行评估，对水位信息、水流速度信息和气象敏感度分配权重，计算得到当前河段的洪涝威胁系数，当存在洪涝风险时，及时预警并发送抗灾救援任务至抗灾分析模块；抗灾分析模块用于对接收到的抗灾救援任务进行抗灾系数分析，并根据抗灾系数执行不同等级的抗灾方案，有效提高抗灾效率，实现抗灾资源分配利用
最大化。
20.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
21.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。