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堰塞湖溃决监测预警方法及系统 

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申请/专利权人:中国安能集团第二工程局有限公司;中国安能建设集团有限公司

摘要:本发明适用于灾害管理领域灾害管理领域,提供了堰塞湖溃决监测预警方法及系统,所述系统包括:数据监测模块、实时状态采集模块、避险方案规划模块、风险警示模块。采取即时获取当前可用路线的措施,并结合预测的溃决影响区域进行疏散路径的规划。这种即时的、基于当前实际情况的路径规划大大提高了撤离效率,可以快速核定疏散路径,这大幅提升了紧急响应的效率和有效性。又获得的自动化处理和实时数据分析相结合,进一步优化了应对策略的策划和执行,不仅节约了宝贵的时间而且明显提升了公共安全的整体水平。

主权项:1.一种堰塞湖溃决监测预警方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:实时监测堰塞湖的全部指标,并为每一项指标设定风险阈值,将实时监测到的全部指标与相对应的风险阈值进行比对分析;当识别出溃决信号时,实时采集堰塞湖当前图像,并识别出溃决位置、当前的水流状态以及水流经过部分的城区损坏状态;建立风险评断模型,结合所识别的当前的水流状态以及水流经过部分的城区损坏状态,对此次溃决进行等级判定,同时设定风险等级阈值,当所判定的等级超过风险等级阈值时,获取城区当前的全部道路状态信息,读取出当前通畅的全部道路,并依据溃决位置、当前的水流状态以及水流经过部分的城区损坏状态,预测此次溃决的潜在影响区域及影响速度,并结合当前通畅的全部道路和预测结果,生成疏散路径;发出疏散警示信号,并同步发送所生成的疏散路径;所述将实时监测到的全部指标与相对应的风险阈值进行比对分析,具体包括:通过传感器采集堰塞湖的全部指标,包括:水位高度、水流速度、湖体容积、流入量、湖堤稳定性和湍流度;获取每一项指标的历史数据,并针对历史数据,为每一项指标设定安全阈值和风险阈值;将实时收集的检测数据与安全阈值和风险阈值进行比对,当识别出实时收集的检测数据超过风险阈值时,则为其添加溃决信号标记;将实时收集的检测数据与安全阈值和风险阈值进行比对,当识别出实时收集的检测数据超过风险阈值时,则为其添加溃决信号标记的步骤具体包括如下子步骤:基于实时收集的检测数据、安全阈值以及风险阈值,分别计算得到水位风险指数、水流风险指数、湖体容积风险指数、流入量风险指数、湖堤稳定性风险指数以及湍流度风险指数;当判断到水位风险指数、水流风险指数、湖体容积风险指数、流入量风险指数以及湍流度风险指数大于1时,则分别对水位项、水流项、湖体容积项、流入量项和湍流度项添加溃决信号标记;当判断到湖堤稳定性风险指数小于1时,则对湖堤稳定项添加溃决信号标记;水位风险指数的表达式为: ;其中,表示水位风险指数,表示实时水位高度,表示安全水位阈值,表示风险水位阈值,表示历史水位数据中的第个水位数据点,表示历史水位数据点的总数;水流风险指数的表达式为: ;其中,表示水流风险指数,表示实时水流速度,表示水流速度的风险阈值,表示历史平均水流速度;湖体容积风险指数的表达式为: ;其中,表示湖体容积风险指数,表示实时湖体容积,表示湖体容积的安全阈值,表示湖体容积的风险阈值,表示历史湖体容积的标准差;流入量风险指数的表达式为: ;其中,表示流入量风险指数,表示实时流入量,表示流入量的安全阈值,表示流入量的风险阈值,表示历史流入量数据中的第个流入量,表示历史平均流入量,表示历史流入量数据点的数量;湍流度风险指数的表达式为: ;其中,表示湍流度风险指数,表示实时湍流度,表示上一次检测到的湍流度,表示湍流度的风险阈值;湖堤稳定性风险指数的表达式为: ;其中,表示湖堤稳定性风险指数,表示实时检测到的湖堤稳定性值,表示历史湖堤稳定性数据中湖堤稳定性的最大值,表示历史湖堤稳定性数据中湖堤稳定性的最小值;所述结合当前通畅的全部道路和预测结果,生成疏散路径,具体包括:建立风险评断模型,通过所辨识的当前水流动向和水流经过部分的城区损坏状态,并结合所采集的全部指标,对此次溃决的风险等级进行判定;设定风险等级阈值,并将风险评断模型所获得的风险评断等级与风险等级阈值进行比对;当风险评断等级超过风险等级阈值时,获取当前无损城区的道路状态信息,识别每一条道路的可通行性,并对全部可通行的道路进行标记;结合溃决位置、当前的水流状态以及水流经过部分的城区损坏状态,对此次溃决的潜在影响区域范围进行预测,并删除潜在影响区域中可通行道路的标记;以全部存在标记的道路为主通行道路,为区域中存在的全部楼栋规划疏散路径;在风险评断模型中,风险评断指数的表达式为: ;其中,表示风险评断指数,表示通过图像处理识别出的第个潜在溃决位置的特征值,表示第个潜在溃决位置的特征值的权重,表示第个潜在溃决位置发生溃决的概率,表示通过图像处理识别出的第个水流状态的特征值,表示第个水流状态的特征值的权重,表示第个水流状态对应的潜在破坏力,表示通过图像处理识别出的第个城区损坏状态的特征值,表示第个城区损坏状态的特征值的权重,表示第个城区损坏状态对应的损失程度,分别表示潜在溃决位置、水流状态以及城区损坏状态的数量;溃决的风险等级的表达式为: ;其中,表示溃决的风险等级,表示调整系数,表示当前水位与警戒水位的差值,表示水流速度与平均水流速度的差值,表示警戒水位,表示平均水流速度,表示向上取整操作;在结合溃决位置、当前的水流状态以及水流经过部分的城区损坏状态,对此次溃决的潜在影响区域范围进行预测,并删除潜在影响区域中可通行道路的标记的步骤中,潜在影响区域范围对应的面积的计算公式表示为: ;其中,表示潜在影响区域范围对应的面积,均表示经验系数,表示实时水流速度,表示水流速度的风险阈值,表示水流经过部分的城区损坏程度,表示城区可能达到的最大损坏程度,表示溃决位置的坐标,表示城区中心或关键位置的坐标,表示标准差参数,表示经验指数。

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权利要求:

百度查询: 中国安能集团第二工程局有限公司 中国安能建设集团有限公司 堰塞湖溃决监测预警方法及系统

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