CN105681421A - 车载真实灾害数据采集实验平台及数据采集方法 - Google Patents

车载真实灾害数据采集实验平台及数据采集方法 Download PDF

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武金模
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Abstract

一种车载真实灾害数据采集实验平台，其包括灾害事故现场环境参数测量***、灾害事故特征参量测量***、现场视频信号获取***、采样收集和数据传输***、数据分析和危险评估***、车载移动平台***，所述车载移动平台***可移动与固定自身位置，用于承载所述灾害事故现场环境参数测量***、灾害事故特征参量测量***、现场视频信号获取***、采样收集和数据传输***、数据分析和危险评估***。本发明与固定实验室相比，其具有机动灵活、反应迅速、应急监测能力强等优点，可以在较短时间内抵达事故现场，快速、准确获得固定实验室无法复制的突发事件现场的各项参数，实现指挥中心与现场交互。

Description

车载真实灾害数据采集实验平台及数据采集方法
技术领域
本发明属于公共安全应急监测领域，涉及一种车载真实灾害数据采集实验平台及数据采集方法。
背景技术
应急监测装备是应急管理和突发事件处置工作的物质基础，在突发事件应急处置过程中，完备、高效的应急监测装备至关重要。突发事件往往具有发生时间及发生地点不确定、来势迅猛的特征，例如危化品泄漏、危化品火灾导致的水质污染、空气污染等突发环境事故；地震灾害、泥石流和山体滑坡、气象灾害、水旱灾害、森林草原火灾等自然灾害以及城区火灾***、石油天然气管道泄漏及其***引起的火灾、煤矿瓦斯***等事故灾害，是威胁人类健康、破坏生态环境、造成人民生命财产损失的重要因素。当突发事件发生时，经常需要对较大区域范围进行现场监测，但由于现场已有监测***遭到破坏，且无法快速布设覆盖事件现场的固定式监测***和数据传输***，从而无法实时采集和传送事件现场数据，导致指挥和决策人员不能对现场进行全方位、实时的监测，影响预测评估和优化决策。准确、及时、全面地获取已发生或正在发生的灾害事故第一现场的第一手资料，建设能够支持突发灾害事故现场应急监测技术的相关***或装备变得尤为重要，是事件评估、预警及启动预案、应急决策指挥、灾后事故原因分析的重要依据。
以往灾害事故现场的取样分析必须在远离灾害事故现场的固定实验室中进行，在采样送样的过程中存在相当长的延迟和不可预知的变化，而且还存在安全隐患，这就意味着所获取的相关信息可能不准确。其结果是不仅延误了对灾害事故现场情况的迅速分析并进行及时应急处置的时机，同时失去了实时获取更多重要灾害数据的能力，还可能带来巨大的数据偏差。因此，灾害事故现场第一时间的第一手数据采集分析，可以获取现场的各项信息(环境参数、音视频、图像、有毒有害气体浓度、地理信息等)，能够实时跟踪事件在空间的发展，对于公共安全领域的科技研究具有非常重要的意义，同时也是公共安全与应急研究中不可或缺的重要环节。现有技术目前还不能达到上述要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种车载真实灾害数据采集实验平台，其包括灾害事故现场环境参数测量***、灾害事故特征参量测量***、现场视频信号获取***、采样收集和数据传输***、数据分析和危险评估***、车载移动平台***，所述车载移动平台***可移动与固定自身位置，用于承载所述灾害事故现场环境参数测量***、灾害事故特征参量测量***、现场视频信号获取***、采样收集和数据传输***、数据分析和危险评估***；
其中所述灾害事故现场环境参数测量***用于实时测量灾害区域的环境参数；
所述灾害事故特征参量测量***用于获取灾害事故的特征参量；
所述现场视频信号获取***用于获取灾害区域的可见光和红外波段的高分辨率可视图像；
所述采样收集和数据传输***可完成灾害区域的样本采样操作，并实现一定范围内的数据传输与共享；
所述数据分析和危险评估***根据测得的环境参数和灾害事故的特征参量，基于***中内置的分析预测模型评估当前灾害事故的危险程度、灾害事故扩大蔓延的趋势及未来波及和危害范围。
较佳地，所述灾害事故现场环境参数测量***包括车载的风速测量仪、温度、湿度以及大气压力测量传感器。
较佳地，所述灾害事故特征参量测量***包括挂载在多旋翼无人机平台上的气体探测器、电磁辐射仪，通过无人机运输到灾害事故现场完成灾害区域的事故特征参量的测量。
较佳地，所述现场视频信号获取***包括挂载在多旋翼无人机平台上的可见光和红外摄像仪、车载视频监控，分别获取事故现场的可见光和红外波段的可视图像，以及现场视频图像。
较佳地，所述采样收集和数据传输***包括数据传输模块、数据存储模块、采样袋、采样瓶，所述采样袋、采样瓶对灾害现场的空气与土壤进行采样，所述数据存储模块用于存储灾害区域的环境参数、事故特征参量，所述数据传输模块用于数据传输。
较佳地，还包括安全防护***，所述安全防护***包括防化服和防毒面罩。
本发明还提供了一种基于车载的真实灾害数据采集方法，其包括以下步骤：
用车载的气象参数测量传感器实时获取现场气象环境参数；
利用多旋翼无人机平台挂载气体探测器、电磁辐射仪，从车载移动平台***按照规划的航线飞行至事件现场上空，车载地面站发送控制指令至气体探测器、电磁辐射仪，气体探测器、电磁辐射仪实时获取灾害事故特征参量；
通过多旋翼无人机平台挂载可见光和红外摄像仪、车载视频监控以及红外测温设备获取灾害事故现场区域的实时图像、音视频、温度空间分布数据；
将上述采集的灾害事故特征参量与灾害事故现场实时图像、音视频、温度空间分布数据进行汇总，并分别作为变量输入至风险评估模型来评估事故的影响范围、发展趋势；
移动真实灾害数据采集实验平台将评估结果传输至指挥中心端，指挥中心端根据评估结果得到应急处置命令并通过无线通信发送给现场处置端。
较佳地，所述灾害事故特征参量包括气体浓度、成分、电磁辐射强度。
较佳地，所述风险评估模型的输入变量为灾害事故特征参量以及现场气象环境参数，风险评估模型的输出为灾害事故现场一段时间内的各项灾害事故特征参量以及灾害扩散范围。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的车载真实灾害数据采集实验平台可以实现突发事件应急监测需求，与固定实验室相比，其具有机动灵活、反应迅速、应急监测能力强等优点，可以在较短时间内抵达事故现场，快速、准确获得固定实验室无法复制的突发事件现场的各项参数，实现指挥中心与现场交互，获取重要的研判和决策依据，可广泛应用于消防、环境监测等部门。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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。
图1为本发明实施例提供的车载真实灾害数据采集实验平台组成示意图；
图2为本发明实施例提供的车载真实灾害数据采集实验平台实施流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。
本发明实施例提供了一种车载真实灾害数据采集实验平台，如图1与图2所示，其包括灾害事故现场环境参数测量***、灾害事故特征参量测量***、现场视频信号获取***、采样收集和数据传输***、数据分析和危险评估***、车载移动平台***，所述车载移动平台***可移动与固定自身位置，用于承载所述灾害事故现场环境参数测量***、灾害事故特征参量测量***、现场视频信号获取***、采样收集和数据传输***、数据分析和危险评估***；
其中所述灾害事故现场环境参数测量***用于实时测量灾害区域的环境参数；
所述灾害事故特征参量测量***用于获取灾害事故的特征参量；
所述现场视频信号获取***用于获取灾害区域的可见光和红外波段的高分辨率可视图像；
所述采样收集和数据传输***可完成灾害区域的样本采样操作，并实现一定范围内的数据传输与共享；
所述数据分析和危险评估***根据测得的环境参数和灾害事故的特征参量，基于***中内置的分析预测模型评估当前灾害事故的危险程度、灾害事故扩大蔓延的趋势及未来波及和危害范围。
所述灾害事故现场环境参数测量***包括车载的风速测量仪、温度、湿度以及大气压力测量传感器。
所述灾害事故特征参量测量***包括挂载在多旋翼无人机平台上的气体探测器、电磁辐射仪，通过无人机运输到灾害事故现场完成灾害区域的事故特征参量的测量。
所述现场视频信号获取***包括挂载在多旋翼无人机平台上的可见光和红外摄像仪、车载视频监控，分别获取事故现场的可见光和红外波段的可视图像，以及现场视频图像。
所述采样收集和数据传输***包括数据传输模块、数据存储模块、采样袋、采样瓶，所述采样袋、采样瓶对灾害现场的空气与土壤进行采样，所述数据存储模块用于存储灾害区域的环境参数、事故特征参量，所述数据传输模块用于数据传输。
还包括安全防护***，所述安全防护***包括防化服和防毒面罩。
本发明实施例还提供了一种基于车载的真实灾害数据采集方法，其包括以下步骤：
用车载的气象参数测量传感器实时获取现场气象环境参数；
利用多旋翼无人机平台挂载气体探测器、电磁辐射仪，从车载移动平台***按照规划的航线飞行至事件现场上空，车载地面站发送控制指令至气体探测器、电磁辐射仪，气体探测器、电磁辐射仪实时获取灾害事故特征参量；
通过多旋翼无人机平台挂载可见光和红外摄像仪、车载视频监控以及红外测温设备获取灾害事故现场区域的实时图像、音视频、温度空间分布数据；
将上述采集的灾害事故特征参量与灾害事故现场实时图像、音视频、温度空间分布数据进行汇总，并分别作为变量输入至风险评估模型来评估事故的影响范围、发展趋势；
移动真实灾害数据采集实验平台将评估结果传输至指挥中心端，指挥中心端根据评估结果得到应急处置命令并通过无线通信发送给现场处置端。
所述灾害事故特征参量包括气体浓度、成分、电磁辐射强度。当然不同的灾害事故，其灾害事故特征参量也不相同，本发明实施例仅为本发明的一种实施方式。
所述风险评估模型的输入变量为灾害事故特征参量以及现场气象环境参数，风险评估模型的输出为灾害事故现场一段时间内的各项灾害事故特征参量以及灾害扩散范围。
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所述的具体实施方式。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。

Claims (9)

1.一种车载真实灾害数据采集实验平台，其特征在于，包括灾害事故现场环境参数测量***、灾害事故特征参量测量***、现场视频信号获取***、采样收集和数据传输***、数据分析和危险评估***、车载移动平台***，所述车载移动平台***可移动与固定自身位置，用于承载所述灾害事故现场环境参数测量***、灾害事故特征参量测量***、现场视频信号获取***、采样收集和数据传输***、数据分析和危险评估***；
其中所述灾害事故现场环境参数测量***用于实时测量灾害区域的环境参数；
所述灾害事故特征参量测量***用于获取灾害事故的特征参量；
所述现场视频信号获取***用于获取灾害区域的可见光和红外波段的高分辨率可视图像；
所述采样收集和数据传输***可完成灾害区域的样本采样操作，并实现一定范围内的数据传输与共享；
所述数据分析和危险评估***根据测得的环境参数和灾害事故的特征参量，基于***中内置的分析预测模型评估当前灾害事故的危险程度、灾害事故扩大蔓延的趋势及未来波及和危害范围。
2.如权利要求1所述的车载真实灾害数据采集实验平台，其特征在于，所述灾害事故现场环境参数测量***包括车载的风速测量仪、温度、湿度以及大气压力测量传感器。
3.如权利要求1所述的车载真实灾害数据采集实验平台，其特征在于，所述灾害事故特征参量测量***包括挂载在多旋翼无人机平台上的气体探测器、电磁辐射仪，通过无人机运输到灾害事故现场完成灾害区域的事故特征参量的测量。
4.如权利要求1所述的车载真实灾害数据采集实验平台，其特征在于，所述现场视频信号获取***包括挂载在多旋翼无人机平台上的可见光和红外摄像仪、车载视频监控，分别获取事故现场的可见光和红外波段的可视图像，以及现场视频图像。
5.如权利要求1所述的车载真实灾害数据采集实验平台，其特征在于，所述采样收集和数据传输***包括数据传输模块、数据存储模块、采样袋、采样瓶，所述采样袋、采样瓶对灾害现场的空气、水质和土壤进行采样，所述数据存储模块用于存储灾害区域的环境参数、事故特征参量，所述数据传输模块用于数据传输。
6.如权利要求1所述的车载真实灾害数据采集实验平台，其特征在于，还包括安全防护***，所述安全防护***包括防化服、防毒面罩和灭火器。
7.一种基于车载的真实灾害数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
用车载的气象参数测量传感器实时获取现场气象环境参数；
利用多旋翼无人机平台挂载气体探测器、电磁辐射仪，从车载移动平台***按照规划的航线飞行至事件现场上空，车载地面站发送控制指令至气体探测器、电磁辐射仪，气体探测器、电磁辐射仪实时获取灾害事故特征参量；
通过多旋翼无人机平台挂载可见光和红外摄像仪、车载视频监控以及红外测温设备获取灾害事故现场区域的实时图像、音视频、温度空间分布数据；
将上述采集的灾害事故特征参量与灾害事故现场实时图像、音视频、温度空间分布数据进行汇总，并分别作为变量输入至风险评估模型来评估事故的影响范围、发展趋势；
移动真实灾害数据采集实验平台将评估结果传输至指挥中心端，指挥中心端根据评估结果得到应急处置命令并通过无线通信发送给现场处置端。
8.如权利要求2所述的基于车载的真实灾害数据采集方法，其特征在于，所述灾害事故特征参量包括气体浓度、成分、电磁辐射强度。
9.如权利要求2所述的真实灾害数据采集方法，其特征在于，所述风险评估模型的输入变量为灾害事故特征参量以及现场气象环境参数，风险评估模型的输出为灾害事故现场一段时间内的各项灾害事故特征参量以及灾害扩散范围。
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