基于物联网的防汛会商监测装置及方法与流程

1.本发明涉及防汛会商监测技术领域，具体为基于物联网的防汛会商监测装置及方法。


背景技术：

2.防洪是关系国计民生的大事，决策正确与否意义重大，防汛会商是防汛抗旱决策过程中最重要的工作环节，它通过会议的形式，利用现代信息等高科技技术，集中研讨当日的水情、气象、工情的形势和发展趋势，从预制的各种可行防洪调度方案中，防汛决策人员做出科学决策，以确保防洪工程安全、充分发挥工程效益、尽量减少洪灾损失和对环境生态的不利影响等原则，防汛会商决策支持系统就是防汛指挥的信息化电子平台，以数字化和信息化方式实现防汛指挥决策现代化；但在现有技术中，不能够事先将各个区域进行分析，导致防汛的准确性能降低，造成汛情监测存在误差；同时，不能够对区域进行验证，导致采集的数据准确性降低，严重导致预警的正确性；此外，不能够准确的为汛情设置级别，导致无法合理匹配同等级的预警措施，降低了预警的效率且对预警成本无法进行把控。


技术实现要素：

3.本发明的目的就在于提出基于物联网的防汛会商监测装置及方法，通过区域分析单元对监测区域进行区域划分，并对划分后的区域进行分析，分析各个区域的地理环境，提高了防汛的准确性能，减少监测误差；对洪灾进行提前预测，降低灾害的突发性，减少突发灾害带来的损失；根据当前环境生成预警信号防止出现预警信号不及时，导致洪水发生造成重大损失；对区域分析进行验证，提高了数据库区域数据的准确性，防止出现数据异常导致预警错误；根据河流分析生成不同级别的危险信号，通过实时数据判定洪水的影响，从而合理匹配同等级的预警措施，有效提高了预警的效率且降低了预警的输出成本。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于物联网的防汛会商监测装置，包括防汛监测平台与应急处理终端，防汛监测平台内设置有服务器，服务器双向通讯连接有数据分析单元、实时环境分析单元、监测预警单元以及区域分析单元；防汛监测平台用于对区域进行防汛分析监测，通过区域分析单元将监测区域划分为若干个子区域，并对划分后的子区域进行分析；将子区域划分为雨季频繁区域和雨季偶尔区域，并将其发送至数据库；通过数据分析单元对各个子区域进行洪灾风险分析，从而判定各个子区域是否会发生洪灾，将各个子区域划分为洪水危害区域与洪水无危害区域，并将其发送至数据库；通过实时环境分析单元对各个子区域的实时环境进行分析，从而对各个子区域进行实时预警，生成降雨异常信号或者降雨正常信号以及排水风险信号或者排水无风险信号，并将对应信号发送至服务器；
服务器接收到实时环境分析单元发送的信号与对应子区域后，对各个子区域进行信号分析，生成洪水延迟预警信号或者洪水预警信号并将洪水延迟预警信号或者洪水预警信号发送至监测预警单元；通过监测预警单元接收到洪水延迟预警信号或者洪水预警信号后，将对应子区域内河流进行分析，根据河流分析生成不同级别的危险信号。
5.进一步地，区域分析单元具体分析监测过程如下：获取到区域边界并将区域边界内标记为监测区域，将监测区域划分为i个子区域，i为大于1的自然数，设置监测时间阈值，采集到监测时间阈值内各个子区域的平均风速、蒸发量以及平均日照时长，通过分析获取到各个子区域的区域环境分析系数xi；将区域环境分析系数xi与区域环境分析系数阈值进行比较：若区域环境分析系数≥区域环境分析系数阈值，则将对应子区域标记为雨季频繁区域；若区域环境分析系数＜区域环境分析系数阈值，则将对应子区域标记为雨季偶尔区域；将雨季频繁区域和雨季偶尔区域发送至数据库。
6.进一步地，数据分析单元具体分析过程如下：以历史24个月为预测时间阈值，获取到预测时间阈值内各个子区域的最大降雨量与最长降雨时长；采集到各个子区域的最低海拔高度，通过分析获取到各个子区域的环境影响系数si；采集到各个子区域内旷地面积与树林面积的比值；采集到各个子区域内树林开采速度；通过分析获取到各个子区域的人为影响系数bi；将各个子区域的环境影响系数与人为影响系数分别与对应系数阈值进行比较：若环境影响系数与人为影响系数中任一系数大于对应系数阈值，则将对应子区域标记为洪水危害区域；若环境影响系数与人为影响系数均未大于对应系数阈值，则将对应子区域标记为洪水无危害区域；并将洪水危害区域与洪水无危害区域发送至数据库。
7.进一步地，实时环境分析单元具体分析预警过程如下：实时采集到各个子区域的每分钟降雨量，通过每分钟的降雨量采集到各个子区域的间隔降雨量浮动值；若各个子区域的每分钟降雨量与对应间隔降雨量浮动值任一大于对应阈值，则判定对应子区域的降雨异常，生成降雨异常信号并将降雨异常信号和对应子区域发送至服务器；若各个子区域的每分钟降雨量与对应间隔降雨量浮动值均未大于对应阈值，则判定对应子区域的降雨正常，生成降雨正常信号并将降雨正常信号和对应子区域发送至服务器；实时采集到各个子区域每分钟的最大排水量，并将其与对应子区域内每分钟降雨量进行差值计算，且将其标记为雨量差值，若雨量差值为正，则判定对应子区域排水正常；若雨量差值为负，则判定对应子区域排水异常；采集到各个子区域的雨量差值数值与雨量差值为负的时长，并将各个子区域的雨量差值数值与雨量差值为负的时长分别与对应阈值进行比较：若子区域的雨量差值数值与雨量差值为负的时长均大于对应阈值，则生成排水风险信号，并将排水风险信号和对应子区域发送至服务器；若子区域的雨量差值数值与雨量差值为负的时长均未大于对应阈值，则生成排水无风险信号，并将排水无风险信号与对应子区域发送至服务器。
8.进一步地，服务器接收到实时环境分析单元发送的信号与对应子区域后，对各个子区域进行信号分析，生成洪水延迟预警信号或者洪水预警信号并将洪水延迟预警信号或者洪水预警信号发送至监测预警单元；若对应子区域仅存在降雨异常信号，则对数据库内对应子区域进行分析，若对应
子区域为雨季频繁区域，则判定数据分析单元分析合格；若对应子区域为雨季偶尔区域，则判定数据分析单元分析不合格，并对各个子区域进行重新分析；若对应子区域仅存在排水风险信号，将对应子区域进行排水量加大，将子区域内的水排至河流，且生成洪水延迟预警信号，并将洪水延迟预警信号发送至监测预警单元；并对数据库内对应子区域进行分析，若对应子区域为洪水危害区域，则判定区域分析单元分析合格；若对应子区域为洪水无危害区域，则判定区域分析单元分析不合格，并对各个子区域进行重新分析；若对应子区域存在降雨异常信号与排水风险信号，则生成洪水预警信号并将洪水预警信号发送至监测预警单元。
9.进一步地，监测预警单元接收到洪水延迟预警信号或者洪水预警信号后，将对应子区域内河流进行分析，根据河流分析生成不同级别的危险信号；将对应子区域的河流分为上游段和下游段，并对上游段和下游段分别进行预警分析，采集到上游段的实时排水量与最大排水量的比值与上游段的实时水位高度与预警水位高度的差值；通过分析获取到上游段预警分析系数mi，采集到下游段的实时水位高度与预警水位高度的差值以及下游段的实时水位上涨速度；通过分析获取到下游段预警分析系数ki；将上游段预警分析系数与下游段预警分析系数分别与对应分析系数阈值进行比较：若上游段预警分析系数与下游段预警分析系数均大于对应分析系数阈值，则生成一级危险信号并将一级危险信号发送至服务器，并将对应子区域标记为一级危险子区域；若上游段预警分析系数未大于对应分析系数阈值，且下游段预警分析系数大于对应分析系数阈值，则生成二级危险信号并将二级危险信号发送至服务器，并将对应子区域标记为二级危险子区域；若上游段预警分析系数大于对应分析系数阈值，且下游段预警分析系数未大于对应分析系数阈值，则生成三级危险信号并将三级危险信号发送至服务器，并将对应子区域标记为三级危险子区域。
10.进一步地，基于物联网的防汛会商监测方法，具体监测方法步骤如下：步骤一、通过防汛监测平台对区域进行防汛分析监测，通过区域分析单元将监测区域划分为若干个子区域，并对划分后的子区域进行分析；将子区域划分为雨季频繁区域和雨季偶尔区域，并将其发送至数据库；步骤二、通过数据分析单元对各个子区域进行洪灾风险分析，从而判定各个子区域是否会发生洪灾，将各个子区域划分为洪水危害区域与洪水无危害区域，并将其发送至数据库；步骤三、通过实时环境分析单元对各个子区域的实时环境进行分析，从而对各个子区域进行实时预警，生成降雨异常信号或者降雨正常信号以及排水风险信号或者排水无风险信号，并将对应信号发送至服务器；服务器接收到实时环境分析单元发送的信号与对应子区域后，对各个子区域进行信号分析，生成洪水延迟预警信号或者洪水预警信号并将洪水延迟预警信号或者洪水预警信号发送至监测预警单元；
步骤四、通过监测预警单元接收到洪水延迟预警信号或者洪水预警信号后，将对应子区域内河流进行分析，根据河流分析生成不同级别的危险信号。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中，通过区域分析单元对监测区域进行区域划分，并对划分后的区域进行分析，分析各个区域的地理环境，提高了防汛的准确性能，减少监测误差；对洪灾进行提前预测，降低灾害的突发性，减少突发灾害带来的损失；根据当前环境生成预警信号防止出现预警信号不及时，导致洪水发生造成重大损失；对区域分析进行验证，提高了数据库区域数据的准确性，防止出现数据异常导致预警错误；根据河流分析生成不同级别的危险信号，通过实时数据判定洪水的影响，从而合理匹配同等级的预警措施，有效提高了预警的效率且降低了预警的输出成本。
附图说明
12.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
13.图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
14.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作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。
15.实施例1如图1所示，基于物联网的防汛会商监测装置，包括防汛监测平台与应急处理终端，防汛监测平台内设置有服务器，服务器双向通讯连接有数据分析单元、实时环境分析单元、监测预警单元以及区域分析单元，其中数据分析单元与区域分析单元均为与数据库双向通信连接；防汛监测平台用于对区域进行防汛分析监测，通过区域分析单元对监测区域进行区域划分，并对划分后的区域进行分析，分析各个区域的地理环境，提高了防汛的准确性能，减少监测误差，具体分析监测过程如下：步骤s1：获取到区域边界并将区域边界内标记为监测区域，将监测区域划分为i个子区域，i为大于1的自然数，设置监测时间阈值，采集到监测时间阈值内各个子区域的平均风速、蒸发量以及平均日照时长，并将各个子区域的平均风速、蒸发量以及平均日照时长分别标记为fsi、zfi以及sci；步骤s2：通过公式获取到各个子区域的区域环境分析系数xi，其中，a1、a2以及a3均为比例系数，且a1＞a2＞a3＞0，β为误差修正因子，取值为1.23；区域环境分析系数是将子区域的特征参数进行归一化处理得到一个用于评定子区域出现雨季机率的数值；通过公式可得蒸发量越小，平均风速和平均日照时长越大，区域环境分析系数越大，表示子区域出现雨季的机率越小；
步骤s3：将区域环境分析系数xi与区域环境分析系数阈值进行比较：若区域环境分析系数≥区域环境分析系数阈值，则将对应子区域标记为雨季频繁区域；若区域环境分析系数＜区域环境分析系数阈值，则将对应子区域标记为雨季偶尔区域；将雨季频繁区域和雨季偶尔区域发送至数据库；本技术中雨季频繁表示为降雨量频繁，具体为：时间阈值内区域降雨量频繁超过对应降雨量阈值；数据分析单元对各个子区域进行洪灾风险分析，从而判定各个子区域是否会发生洪灾，对洪灾进行提前预测，降低灾害的突发性，减少突发灾害带来的损失，具体分析过程如下：步骤ss1：以历史24个月为预测时间阈值，获取到预测时间阈值内各个子区域的最大降雨量与最长降雨时长，并将各个子区域的最大降雨量与最长降雨时长分别标记为jyli和jysi；采集到各个子区域的最低海拔高度，并将其标记为hbi；通过公式 获取到各个子区域的环境影响系数si，其中，b1、b2以及b3均为比例系数，且b1＞b2＞b3＞0；环境影响系数是将子区域的特征参数进行归一化处理得到一个用于评定子区域受环境因素引起洪灾发生机率的数值；通过公式可得最低海拔高度越小，最大降雨量与最长降雨时长越大，环境影响系数越大，表示子区域发生洪水的机率越大；步骤ss2：采集到各个子区域内旷地面积与树林面积的比值，并将其标记为bzi；采集到各个子区域内树林开采速度，并将其标记为kci；通过公式获取到各个子区域的人为影响系数bi，其中，b4和b5均为比例系数，且b4＞b5＞0，α为误差修正因子，取值为2.36；人为影响系数是将子区域的特征参数进行归一化处理得到一个用于评定子区域受人为因素引起洪灾发生机率的数值；通过公式可得旷地面积与树林面积的比值与树林开采速度越大，人为影响系数越大，表示子区域发生洪水的机率越大；步骤ss3：将各个子区域的环境影响系数与人为影响系数分别与对应系数阈值进行比较：若环境影响系数与人为影响系数中任一系数大于对应系数阈值，则将对应子区域标记为洪水危害区域；若环境影响系数与人为影响系数均未大于对应系数阈值，则将对应子区域标记为洪水无危害区域；并将洪水危害区域与洪水无危害区域发送至数据库；实时环境分析单元用于对各个子区域的实时环境进行分析，从而对各个子区域进行实时预警，根据当前环境生成预警信号防止出现预警信号不及时，导致洪水发生造成重大损失，具体分析预警过程如下：步骤t1：实时采集到各个子区域的每分钟降雨量，通过每分钟的降雨量采集到各个子区域的间隔降雨量浮动值；若各个子区域的每分钟降雨量与对应间隔降雨量浮动值任一大于对应阈值，则判定对应子区域的降雨异常，生成降雨异常信号并将降雨异常信号和对应子区域发送至服务器；若各个子区域的每分钟降雨量与对应间隔降雨量浮动值均未大于对应阈值，则判定对应子区域的降雨正常，生成降雨正常信号并将降雨正常信号和对应子区域发送至服务器；
步骤t2：实时采集到各个子区域每分钟的最大排水量，并将其与对应子区域内每分钟降雨量进行差值计算，且将其标记为雨量差值，若雨量差值为正，则判定对应子区域排水正常；若雨量差值为负，则判定对应子区域排水异常；采集到各个子区域的雨量差值数值与雨量差值为负的时长，并将各个子区域的雨量差值数值与雨量差值为负的时长分别与对应阈值进行比较：若子区域的雨量差值数值与雨量差值为负的时长均大于对应阈值，则生成排水风险信号，并将排水风险信号和对应子区域发送至服务器；若子区域的雨量差值数值与雨量差值为负的时长均未大于对应阈值，则生成排水无风险信号，并将排水无风险信号与对应子区域发送至服务器；服务器接收到实时环境分析单元发送的信号与对应子区域后，对各个子区域进行信号分析，生成洪水延迟预警信号或者洪水预警信号并将洪水延迟预警信号或者洪水预警信号发送至监测预警单元，若对应子区域仅存在降雨异常信号，则对数据库内对应子区域进行分析，若对应子区域为雨季频繁区域，则判定数据分析单元分析合格；若对应子区域为雨季偶尔区域，则判定数据分析单元分析不合格，并对各个子区域进行重新分析；若对应子区域仅存在排水风险信号，将对应子区域进行排水量加大，将子区域内的水排至河流，且生成洪水延迟预警信号，并将洪水延迟预警信号发送至监测预警单元；并对数据库内对应子区域进行分析，若对应子区域为洪水危害区域，则判定区域分析单元分析合格；若对应子区域为洪水无危害区域，则判定区域分析单元分析不合格，并对各个子区域进行重新分析；若对应子区域存在降雨异常信号与排水风险信号，则生成洪水预警信号并将洪水预警信号发送至监测预警单元；对区域分析进行验证，提高了数据库区域数据的准确性，防止出现数据异常导致预警错误；洪水延迟预警信号表示为若将水排至河流内仍存在排水风险信号则生成洪水预警信号；监测预警单元接收到洪水延迟预警信号或者洪水预警信号后，将对应子区域内河流进行分析，根据河流分析生成不同级别的危险信号，通过实时数据判定洪水的影响，从而合理匹配同等级的预警措施，有效提高了预警的效率且降低了预警的输出成本，具体分析过程如下：将对应子区域的河流分为上游段和下游段，并对上游段和下游段分别进行预警分析，采集到上游段的实时排水量与最大排水量的比值与上游段的实时水位高度与预警水位高度的差值，并将其分别标记为ssi和syi；通过公式获取到上游段预警分析系数mi，其中，c1和c2均为比例系数，且c1＞c2＞0；采集到下游段的实时水位高度与预警水位高度的差值以及下游段的实时水位上涨速度，并将其分别标记为xsi和xzi；通过公式获取到下游段预警分析系数ki，其中，c3和c4均为比例系数，且c3＞c4＞0；将上游段预警分析系数与下游段预警分析系数分别与对应分析系数阈值进行比较：若上游段预警分析系数与下游段预警分析系数均大于对应分析系数阈值，则生成一级危险信号并将一级危险信号发送至服务器，并将对应子区域标记为一级危险子区域；若上游段预警分析系数未大于对应分析系数阈值，且下游段预警分析系数大于对应分析系数阈值，则生成二级危险信号并将二级危险信号发送至服务器，并将对应子区域标记为二级危险子区域；若上游段预警分析系数大于对应分析系数阈值，且下游段预警分析系数未大于
对应分析系数阈值，则生成三级危险信号并将三级危险信号发送至服务器，并将对应子区域标记为三级危险子区域；其中，上游段预警分析系数未大于对应分析系数阈值但下游段预警分析系数大于对应分析系数阈值，则判定下游段不仅仅受到上游段的影响，故生成二级危险信号；基于物联网的防汛会商监测方法，具体监测方法步骤如下：步骤一、通过防汛监测平台对区域进行防汛分析监测，通过区域分析单元将监测区域划分为若干个子区域，并对划分后的子区域进行分析；将子区域划分为雨季频繁区域和雨季偶尔区域，并将其发送至数据库；步骤二、通过数据分析单元对各个子区域进行洪灾风险分析，从而判定各个子区域是否会发生洪灾，将各个子区域划分为洪水危害区域与洪水无危害区域，并将其发送至数据库；步骤三、通过实时环境分析单元对各个子区域的实时环境进行分析，从而对各个子区域进行实时预警，生成降雨异常信号或者降雨正常信号以及排水风险信号或者排水无风险信号，并将对应信号发送至服务器；服务器接收到实时环境分析单元发送的信号与对应子区域后，对各个子区域进行信号分析，生成洪水延迟预警信号或者洪水预警信号并将洪水延迟预警信号或者洪水预警信号发送至监测预警单元；步骤四、通过监测预警单元接收到洪水延迟预警信号或者洪水预警信号后，将对应子区域内河流进行分析，根据河流分析生成不同级别的危险信号。
16.实施例2基于物联网的防汛会商监测方法，用于应急处理终端，应急处理终端包括控制器、影响分析单元以及排水分析单元，且控制器与影响分析单元与排水分析单元均为双向通讯连接；应急处理终端用于对安全子区域进行分析并筛选采集，同时对危险子区域的排水点进行检测；将一级危险子区域、二级危险子区域以及三级危险子区域标记为危险子区域，以危险子区域为中心点，通过影响分析单元采集到监测区域内危险子区域周边最近的无风险子区域，并将其标记为对应危险子区域的安全转移点，将安全转移点发送至对应危险子区域；通过排水分析单元对危险子区域进行排水点分析，通过传感器采集到各个排水点的实际每分钟排水量，并将实时每分钟排水量与排水点额定排水量进行比较，若实时每分钟排水量未达到额定排水量，则判定对应排水点异常，并将其标记为异常排水点，并将异常排水点的位置发送至救援人员的手机终端。
17.基于物联网的防汛会商监测方法，在工作时，通过区域分析单元对监测区域进行区域划分，并对划分后的区域进行分析；通过数据分析单元对各个子区域进行洪灾风险分析，从而判定各个子区域是否会发生洪灾，将各个子区域划分为洪水危害区域与洪水无危害区域，并将其发送至数据库；通过实时环境分析单元对各个子区域的实时环境进行分析，从而对各个子区域进行实时预警，生成降雨异常信号或者降雨正常信号以及排水风险信号或者排水无风险信号，并将对应信号发送至服务器；服务器接收到实时环境分析单元发送的信号与对应子区域后，对各个子区域进行信号分析，生成洪水延迟预警信号或者洪水预
警信号并将洪水延迟预警信号或者洪水预警信号发送至监测预警单元；通过监测预警单元接收到洪水延迟预警信号或者洪水预警信号后，将对应子区域内河流进行分析，根据河流分析生成不同级别的危险信号。上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
18.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。