一种水库大坝水位监测预警系统的制作方法

allin2025-09-13  54


本发明涉及数据监测,特别涉及一种水库大坝水位监测预警系统。


背景技术:

1、我国水库数量众多,很多水库都是连着河流的或者常年存水,使得水库中的鱼越来越丰富;同时为了保证水库的水质,也会采用人工投放鱼苗的方式增加养鱼量,做到净化水质的作用。因而鱼群资源丰富的水库通常会吸引大量钓鱼爱好者前往,并且部分中小型水库为提高水库经济效益,通常会对外承包进行养鱼,同时配合垂钓经营,为钓鱼人提供钓鱼服务。但由于水库在容易受到气候影响,水库水位发生变化;为保证水库安全,需要长期对水库水位进行监测,如公开号为cn110675579b一种水库预警监测方法及系统,已实现对水库大坝水位的智能化监测,并结合水库下泄流量与下游影响对象防御标准关联的方式提供下游预警。但现有技术主要是针对水库本身的预警水位线进行预警,以及对下游进行预警;很少考虑到水位变化对于水库钓鱼人的安全影响,若水库上游发生强降雨时,上游水位上涨,而此时水库周围水位还未发生变化,而当上游支流的水汇入水库时则会使得水库水位上涨,若不能及时撤离,则容易发生危险。同时由于现有的预警水位主要是针对水库本身结构,通常在涨水期间,未到水位预警线时,就可能淹没钓鱼人常用钓点位置,现有的水位预警系统不适用对水库钓鱼人进行水位监测预警,因此需对现有水位监测预警系统进行改进,以保证钓鱼人的人身安全。


技术实现思路

1、针对现有技术不足,本发明解决的技术问题是提供一种水库大坝水位监测预警系统,解决现有水位监测系统不能适用于钓鱼人水位监测预警的问题。

2、为了解决上述问题,本发明所采用的技术方案是: 一种水库大坝水位监测预警系统,包括中央控制模块,以及分别与中央处理模块电连接的数据采集模块、数据库、参数处理模块和预警模块,

3、所述数据采集模块包括水位监测单元和钓鱼人监测单元,水位监测单元包括若干液位计,若干液位计分别布置在上游水位监测点和钓鱼监测点;钓鱼人检测单元包括若干视频监控,若干视频监控安装于各钓鱼检测点;

4、所述参数处理模块用于接收水位监测单元发送的上游水位监测点水位数据、钓鱼监测点水位数据,参数处理模块还用于接收视频监控数据,并通过训练好的钓鱼人检测模型获取钓鱼监测点是否有人钓鱼的使用钓点数据,所述参数处理模块还用于将使用钓点数据、钓鱼监测点水位数据取交集获得使用钓点水位数据;

5、所述中央处理模块用于接收参数处理模块的上游监测点水位集合、使用钓点水位数据,并根据上游监测点水位数据、使用钓点水位数据,利用训练好的水位变化模型得出钓鱼监测点预测水位数据,将钓鱼监测点预测水位数据与钓鱼监测点水位数据进行对比,得到钓鱼监测点水位对比数据;根据钓鱼监测点水位对比数据得到危险钓鱼监测点,并发送预警指令至预警模块,预警模块对危险钓鱼监测点发出预警。

6、本方案技术原理及产生的有益效果是:首先,通过设置上游水位监测点并配合液位计对当前水库的多个上游支流水位进行监测,当上游发生降雨而水库周围未降雨时,上游水位发生变化,从而可通过上游支流水位变化情况结合当前各钓鱼监测点的水位,中央处理模块利用训练好的水位变化模型,得出各钓鱼监测点在上游水位变化影响下的预测水位,以及到达预测水位的时间;利用参数模块进行对监测到的水位参数、钓鱼人检测参数进行预处理,获取有人钓鱼的使用钓点数据,通过预测水位值与安全水位值的对比,中央处理模块从使用钓点中得出危险钓鱼监测点集合,从而控制预警模块发出预警。

7、通过本方案改进的水库大坝水位监测预警系统,利用对上游水位进行监测,从而可根据上游水位变化及时预测出水库钓鱼监测点水位变化,从而得出在水位变化影响下的危险钓鱼监测点,从而及时对危险钓鱼监测点发出预警,使得钓鱼人及时撤离,保证人身安全。

8、进一步,所述参数处理模块还用于通过训练好的钓鱼人检测模型获取使用钓点的使用人数,并根据各钓鱼监测点使用人数对钓鱼监测点进行权重分级,中央处理模块根据分级权重从高至低分批计算不同权重等级的钓鱼监测预警水位,并根据分批计算结果分批发出预警指令。

9、当钓鱼监测点的钓鱼人较多时,需要更多的撤离时间完成全部人员的撤离,因此根据对钓鱼使用频繁的钓鱼监测点分配高权重,从而进行优先计算,进而优先得出使用频繁的钓鱼监测点的预测水位,若为危险钓鱼监测点,可提早发出预警,从而使得在使用频繁的钓鱼监测点钓鱼人有充足时间做出反应。

10、进一步,还包括场地识别模块,危险定义模块和阈值设定模块;所述场地识别模块,用于获取钓点场景图像,根据场景图像识别钓点面积s,以及钓鱼点距离安全位置的距离r;所述危险定义模块,用于设定危险评分函数d=(y,x,s,w,r,t),计算公式为d=(y*x)/s+(w-y*t)/r;其中y为涨水速度,x为钓鱼人数量,s为钓鱼点面积,w为水位警戒线,r为钓鱼点距离安全点位距离,t为撤离时间,所述阈值设定模块用于置危险阈值dmax,当d>dmax时,进行预警。通过上述计算公式可知,当涨水速度越快,钓鱼人员越多、钓鱼点面积越小,危险程度越高;同时,如果水位接近警戒线且撤离时间不足以让人员到达安全区域,也会增加危险程度。

11、根据钓鱼人钓鱼特性,不同钓点的鱼获不同,鱼获越高的钓点会吸引更多钓鱼人聚集,而越多钓鱼人聚集则需要的撤离时间越大,钓点面积越小越容易在涨水撤离过程中踩空从而发生危险;因此本方案在区分不同钓鱼监测点的基础上,获取钓鱼监测点的场景图,从而获得钓点面积;并根据此前获取的钓鱼人数、钓鱼点距离安全点位距离、撤离时间、涨水速度;利用危险评分函数得出当前钓鱼点的危险阈值,进而根据危险阈值提高预警触发速度。可以根据实际情况,动态调整预警触发机制,如涨水快时,触发较快,人员较为密集时,触发较快等,从而实现针对钓鱼人的聚集特性进行动态预警调整,实现对高危钓鱼监测点的快速预警进而保证钓鱼人的人身安全。

12、进一步,还包括预警点创建模块,预警点创建模块包括钓点创建单元和上游水位监测创建单元,钓点创建单元用于在水库三维图内标注钓鱼监测点。

13、进一步,所述钓鱼监测点包括春季钓鱼监测点、夏季钓鱼监测点、秋季钓鱼监测点和冬季钓鱼监测点。不同季节受气候、雨量影响存在不同的水位,从而根据不同季节划分不同匹配不同批次的钓鱼监测点,以适应不同季节的水位变化。

14、进一步,所述中央处理模块还用于获取各危险钓鱼监测点到达预测水位的涨水时间,并根据涨水时间的从小到大分批发出预警。

15、进一步,所述参数处理模块还用于根据视频监控数据和水库三维数据模型,通过训练好的钓鱼人检测模型获取钓鱼人在水库三维模型的钓鱼人三维坐标;所述中央处理模块还用于根据钓鱼人三维坐标匹配最近的钓鱼监测点,并对比最近的钓鱼监测点三维坐标与钓鱼人三维坐标的差值,并根据z坐标轴的差值将钓鱼人三维坐标添加为临时钓鱼监测点;中央处理模块利用训练好的水位变化模型得出临时钓鱼监测点预测水位数据,根据临时钓鱼监测点预测水位数据与临时钓鱼监测点水位数据对比得到危险临时钓鱼监测点。

16、当部分钓鱼监测点位于缓坡段时,若受天气影响该点的水位下降较多时,则在原钓鱼监测点钓鱼时难以将钓鱼够抛至预期水位处,钓鱼较为困难,钓鱼人通常会在接近该点的水面处进行垂钓,因此系统内的钓鱼监测点无法与钓鱼人实际所在位置进行匹配,通过对比钓鱼人与钓鱼监测点的三维坐标,当z轴坐标成的差值超过设定值时,增加钓鱼人三维坐标为临时钓鱼监测点,临时钓鱼监测点的当前水位通常与该点最近的钓鱼监测点的水位一致,因此选择最近的钓鱼监测点的水位为该临时钓鱼监测点水位,并通过中央处理模块对该钓鱼监测点的水位变化进行预测,从而获取危险的临时钓鱼监测点;通过预警模块发出预警。从而避免钓鱼人位置低于钓鱼监测点时,而该钓鱼监测点在预测时为安全钓点,造成钓鱼监测点漏报的情况,无法及时发布预警信息,且在缓坡段时,位置越低的地方容积越小,涨水越快,容易对钓鱼人发生危险;通过增加临时钓鱼监测点,并实现对临时钓鱼监测点的水位预测,从而实现预警,保证钓鱼人的人身安全。

17、进一步,所述数据库还用于存储临时钓鱼监测点坐标数据,以及临时钓鱼监测点在设定时间段内出现频次,所述预警点创建模块将出现频次超过设定值的临时钓鱼监测点添加为钓鱼监测点。将高频使用的临时钓鱼监测点添加为钓鱼监测点,便于后续管理及水位监测预警。

18、进一步,所述数据库还用于存储钓鱼监测点坐标数据,以及钓鱼监测点在设定时间段内出现频次,所述预警点创建模块还用于将出现频次低于设定值的钓鱼监测点删除。删除长期不使用的钓鱼监测点,减少无用数据监测量,数据处理量,提高系统处理速度。

19、进一步,所述中央处理器还用于根据钓鱼监测点水位对比集合得到安全钓鱼监测点,还包括设置于水库钓鱼监测点附近的并于中央处理器电连接的显示器,所述显示器用于展示中央处理器的危险钓鱼监测点和推荐安全钓鱼监测点。通过显示器安全钓鱼监测点推荐,使得钓鱼人可以有选择地前往安全钓鱼监测点。

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