CN111047491A - 一种三维防凌炸冰指挥平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三维防凌炸冰指挥平台，其特征在于：包括综合监视***、信息服务***、防凌防汛***、应急管理***、破冰炸冰管理***、洪水演进分析***、蓄滞洪区调度管理***、灾情评价***及会商***。本发明设计科学合理，能够实现河道实时监测，通过凌情信息动态监测、分析与查询，为防凌减灾决策提供支持，减少河流凌汛灾害带来的损失。
Description
技术领域
本发明属于防汛抢险技术领域，涉及一种三维防凌炸冰指挥平台。
背景技术
凌汛灾害作为我国特有的重大自然灾害形式之一，一直得不到有效遏制，给流域人民的生命财产安全带来了严重威胁和损失。目前所用到的防凌破冰方法可以概括为流量控制方法、***方法和机械破冰方法3类，但仍没有一个***的、能够直观、全局、动态掌握凌汛情况快捷、高效指挥平台。
本发明的意义在于保证防凌安全，未雨绸缪，统筹兼顾，调度和管理措施及时到位，确保各项防凌责任落实。
通过对公开专利文献的检索，并未发现与本专利申请相似的公开专利文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种三维防凌炸冰指挥平台，为防凌防汛工作提供数据、信息、平台等支持，全面提高防凌防汛决策水平和工作效率，减少汛、凌灾害损失，提高水利信息化建设水平。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种三维防凌炸冰指挥平台，其特征在于：包括综合监视***、信息服务***、防凌防汛***、应急管理***、破冰炸冰管理***、洪水演进分析***、蓄滞洪区调度管理***、灾情评价***及会商***。
而且，所述综合监视***设置有监测站点浏览、视频实时监视、凌情监视预警、汛情监视预警、凌汛信息发布及监测站点设定模块。
而且，所述信息服务***设置有汛、凌情相关信息查询模块，具体涉及气象信息查询、水情信息查询、雨情信息查询、凌情信息查询、工情信息查询、灾情信息查询、防汛防凌预案查询、社会经济查询、抢险避难信息查询、历史大洪水信息查询及相关法规查询。
而且，所述防凌防汛***设置有凌情信息上报、封开河动态展示、封开河对比分析、封开河预测预报、凌汛风险分析及凌情信息发布模块。
而且，所述应急管理***设置有应急事件定位、应急事件监测、事件风险分析、事件应急会商、事件应急处置、事件应急保障及事件信息管理模块。
而且，所述破冰炸冰管理***设置有基础信息管理、破炸冰监视定位、冰凌险情分析、破炸冰方式选择、破炸冰位置确定、过程再现与评估及破炸冰成果管理模块。
而且，所述洪水演进分析***设置有洪水方案设定、灾害影响评估及风险展示管理模块。
而且，所述蓄滞洪区调度管理***设置有蓄滞洪区调度的信息管理、调度预案、风险分析及预案展示模块。
而且，所述灾情评估***设置有洪水淹没方案设定、洪灾损失统计分析及评估成果展示管理模块。
而且，所述会商***设置有会商会议支持、会商结果发布及会商成果管理模块。
本发明的优点和有益效果为：
1、本发明能够实现河道实时监测，通过凌情信息动态监测、分析与查询，为防凌减灾决策提供支持，减少河流凌汛灾害带来的损失。
2、本发明为防凌防汛工作提供数据、信息、平台等支持，全面提高防凌防汛决策水平和工作效率，减少汛、凌灾害损失，提高水利信息化建设水平。
附图说明
图1为本发明的***功能框架；
图2为本发明中数据库建设范围示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
下面以黄河防凌防汛决策支持平台对本发明技术方案进行详细说明。
具体使用时，应完成以下内容：侦察探测***、信息查询***、辅助决策***、指挥作业***、信息管理***。
所述侦察探测***由航空侦察、地面侦察、雷达探测、河道监测和数据分发五个子***组成。
航空侦察子***通过集成高清摄影/摄像、红外热像仪、专用探冰雷达和无线图传设备等，实现对黄河险工河段上下游30～50公里河段水情、冰情监测，以及作业任务区域、重要防护目标的侦察监视和信息采集，并对采集到的视频、数据信息进行处理，为防凌决策提供有效和直观的数据支持。主要包括视频采集处理、图片采集处理、红外成像处理等功能模块。
(1)视频采集处理：***实时接收、显示无人机搭载摄像器材采集到的视频信息；通过图像处理软件，将机载相机参数及无人机的相关参数(如飞行高度、经纬度、相机焦距等)进行叠加、编辑处理；对接收的视频信息按日期时间节点进行存储。
(2)图片采集处理：***实时(或近实时)接收、显示无人机搭载摄像器材采集到的图片信息；通过图片处理软件，完成特征点匹配及图像融合拼接，生成作业区域一定范围的图片信息；在图上进行面积测定、计算等；对处理后的图片信息按日期时间节点进行存储。
(3)红外成像处理：***实时接收、显示无人机搭载红外成像器材采集到的视频信息；通过图像处理软件，将机载相机参数及无人机的相关参数(如飞行高度、经纬度、相机焦距等)进行叠加、编辑处理；对接收的视频信息按日期时间节点进行存储。
地面侦察子***以机动指挥车、前端单兵侦察小组为载体，携带图像采集设备、卫星定位设备、信息传输设备，对任务段实施抵近侦察，实时掌握河道区域浮冰面积、水流速度及车辆进出道路、可能的展开作业区域等情况，为指挥员处置情况提供综合判断依据。主要包括单兵数据采集、机动车数据采集等功能模块。
(1)单兵数据采：***实时接收、处理、存储、显示单兵侦察前端采集到的数据信息。要求实时存储和处理，并通过切换***显示在各监控终端上。
(2)机动车数据采集：***能实时接收、处理、存储、显示机动指挥车采集到的数据信息。要求实时存储和处理，并通过切换***显示在各监控终端上。
雷达探测子***以无人机、遥控车、地面人员为载体，携带机载、车载、人工手持探冰雷达设备，对任务河段进行探测，掌握冰厚、水深等基本情况。主要包括机载雷达探测、车载雷达探测、手持雷达探测等功能模块。
(1)机载雷达探测：***实时接收、处理、存储、显示无人机搭载雷达探测设备探测航道数据信息。
(2)车载雷达探测：***通过遥控车搭载雷达探测器材获取的冰层精确信息，处理得出被测河道任意点水深、冰厚数据，通过叠加确定主河道的位置。
(3)手持雷达探测：***通过人工手持式搭载雷达探测器材获取的冰层精确信息，处理得出被测河道任意点水深、冰厚数据，通过叠加确定主河道的位置。
河道监测子***通过连接内蒙古黄河段河道监测站点，实时调用监测到的汛情、凌情信息。主要包括监测信息浏览、视频实时监视、预警信息接收等功能模块。视内蒙现有网络建设情况确定。
(1)监测信息浏览：提供在WEBGIS上展示沿黄内蒙段上布设凌情监测站点的空间位置，并列表显示该站点主要信息。
(2)视频实时监视：提供在WEBGIS上利用沿黄内蒙段(重点位置)布设的监测站实时监视各站点的凌情(水情)。点击视频站点，弹出视频窗口，实时显示上传的视频数据信息。
(3)预警信息接收：实时接收各监测站上传的预警提示信息。
数据分发子***根据不同的功能处理需求，将采集到的各种信息分发至各作业席位。
所述信息查询***由气象服务信息查询、水情监测信息查询、凌情监测信息查询、水利设施信息查询、抢险行动预案查询、人员装备信息查询和凌汛相关资料检索七个子***组成。
气象服务信息查询子***通过卫星通信***接收上级信息数据并进行存储，并视情接入公网查询水文气象信息。水情监测信息查询子***提供各监测站上报的水情(水位、流量等)信息的查询。主要包括水情预报信息、实时监测信息、历史记录信息等功能模块。
凌情监测信息查询子***提供黄河内蒙段从流凌、封河、开河全过程各监测站上报的水情、气温、流凌、冰厚、封河长度、开河长度等信息查询。主要包括凌情预报信息、实时监测信息、历史记录信息等功能模块。
水利设施信息查询子***提供沿黄内蒙段主要水利工程设施信息查询(水库信息、堤防信息、水闸信息、跨河桥、重要设施等)。以地图标识符、列表、文档、图片等方式进行查询。主要包括水库信息、堤防信息、水闸信息、跨河桥信息、其它重要设施等功能模块。
抢险行动预案查询子***提供本级及所属单位制定的防汛、防凌及抢险救灾行动预案、方案、计划查询等。主要包括上级总体行动预案、本级拟制行动预案、下级抢险行动预案等功能模块。
人员装备信息查询子***主要包括人员数质量信息、装备数质量信息、救灾物资储备信息等功能模块。
(1)人员数质量信息：提供各地、市及相关单位防汛、防凌及抢险救灾行动人员数质量情况查询。
(2)装备数质量信息：提供防汛、防凌及抢险救灾行动装备数量、类别、性能等信息查询。
(3)救灾物资储备信息：提供各地、市及相关单位防凌(汛)及抢险救灾行动装备物资储备情况查询。
凌汛相关资料检索子***主要包括法规制度检索、专业理论检索、行动案例检索等功能模块。
所述辅助决策***由凌情信息分析、风险等级评估、作业进程推演、行动文书拟定和指令信息分发五个子***组成。
凌汛信息分析子***主要包括凌汛信息收集整理、封开河数据分析及封开河动态展示等功能模块。
(1)凌汛信息收集整理：内容包括凌情信息的上报、汇总、审核与管理，其中上报内容包括流凌、气温、水温、水位、风速、冰厚、冰坝等信息。采取方式：一是建立一个独立的凌情信息上报和管理***平台，接收各监测站上报凌情和管理凌情数据；二是调用现地侦察探测***获取的信息处理结果(包括流凌、气温、水温、水位、风速、冰厚、冰坝信息)，以图片、表格的形式表现出来。
(2)封开河数据分析：提供历年当前时刻整体封开河情况，以及各监测站和现地侦察探测到的气温、水温、水位、流量、流速、流凌密度、冰厚等数据指标进行对比分析。以对比图、差异图和列表等形式展示封开河差异，并利用预测模型，预测未来一段时间内的封开河趋势。
(3)封开河动态展示：提供黄河内蒙段任一时刻封开河的图形展示和全过程动态演示。
风险等级评估子***根据获取的凌情数据趋势及当地风险指标控制水平，分析未来可能出现凌汛灾害的情况，并利用统计分析工具，分析周边的社会经济情况，以判断可能造成的影响。主要包括凌灾险情分析评估、凌灾分析结果显示、凌情预警信息发布等功能模块。(挂接风险分析模型)。
(1)凌灾险情分析评估：能根据上游开河情况，根据预先设定的流凌风险值，如冰凌尺寸、流动速度、冰凌密度等数值，计算出流凌成像区域内流凌的密度、流凌速度、面积等。能根据洪水大小、可能的危害程度进行风险等级评估。***根据预警计算得到的数据与设定的阀值对比，预报险情可能发生的时间、地点，在相应的操作界面上进行报警提示。
(2)凌灾分析结果显示：以直观图、表、曲线形式显示结果；***能够处理、生成、存储与图像、视频信息相对应的分析结果文件。
(3)凌情预警信息发布：摘要信息发送主要以短信形式向有关人员发送凌情信息；凌情信息公布主要以列表和文档形式，在网上公布当天的凌情信息公告(要求图、表、文字形式结合)。
作业进程推演子***作业进程推演主要突出主动干预和应急处险两个阶段，分别采取机械破冰和***破冰两种方式进行。主要包括基础信息管理、破冰方式选择、破冰位置确定、破冰作业模拟等功能模块。
(1)基础信息管理：提供破冰炸冰活动的基础信息管理(如断面信息、主河槽、桥梁、薄弱堤段、险工险段、其它重要设施)；以列表方式管理基础信息，在地图上以不同标识展示，点击后可弹出相关信息查看。
(2)破冰方式选择：根据作业点的河槽、断面、冰厚及周边的社会经济情况分析后，选择破冰、炸冰形式；根据破冰、炸冰条件的分析，编制破冰、炸冰形式的选择理由。根据破冰、炸冰方式选择和理由分析，选择破冰、炸冰单位和组织指挥体系。
(3)破冰位置确定：根据破冰、炸冰的影响和效果分析，确定破冰、炸冰的位置；在确定的破冰、炸冰位置上采用标识符定位，并提供定位和标识信息管理。
(4)破冰作业模拟：根据计划或控制指令对各个作业单元行动进行模拟，并为处置人员自动生成作业条件。
作业模拟阶段主要包括：主动干预和应急处险两个阶段。
作业方式模拟主要包括：机械作业平台行动模拟。能根据开凿流凌通道的时机、位置、方式，模拟作业进程；***作业模拟。在三维场景中实现***流程展示，通过点击***点，展示该***点***的详细流程，包括***环境参数、药包属性、药包布设、***效果等流程。
作业文书拟定子***主要包括文书拟制、预案修订等功能模块。
(1)文书拟制根据风险等级评估结论和作业进程推演取得的结果，快速拟制文字表格式公文文书。
(2)预案修订辅助指挥员进一步修订行动预案，完善防凌(汛)及抢险救灾行动方案。
指令信息分发子***提供决策指令、行动预案分发功能，实时将各种信息分发至各个作业单元。
所述指挥作业***由作业行动组织、作业行动监视、作业进度分析、作业效能评估和作业成果管理五个子***组成。
作业行动组织子***主要包括作业行动筹划、现地勘察组织、除险行动展开等功能模块。
(1)作业行动筹划：提供筹划作业行动筹划的基本程序、内容等信息。
(2)现地勘察组织：提供组织现地勘察组织的基本程序、内容等信息。
(3)除险行动展开：提供防凌破冰主动干预、应急除险行动的基本手段、主要方式等信息。
开凿流凌通道开凿方式有：网络锯切法、机械破碎法、***破冰法。破碎大块流凌破碎方式有：机械破碎法、***破碎法。消除冰塞、破除冰坝主要采用***消除法。
作业行动监视子***提供用户位置跟踪定位、作业信息实时采集、无人机巡航监视等功能，全程掌握各作业平台实施作业情况。各作业单元完成任务信息通过无线传输***回传至指挥所。主要包括作业单元位置跟踪、无人机巡航监视、作业平台破冰监视等功能模块。
(1)作业单元位置跟踪：提供作业单元用户态势信息定位、位置跟踪、机动路线描绘等功能。显示方式包括：***内用户位置根据定位数据进行图上显示，对不同用户进行位置查询；***可以对指定用户进行位置跟踪，并能准确的在图上进行描绘用户的位置信息；在各作业单元执行不同任务机动过程中，***能跟踪网内用户位置，根据位置的变动情况，进行机动路线描绘。
(2)无人机巡航监视：提供无人机空中侦察拍照、录像，并将获取的信息实时回传等功能。
(3)作业平台破冰监视：提供作业平台破冰、炸冰监控视频信息实时采集、回传、显示的功能。
作业进度分析子***能以图、表形式显示当前作业进度信息，便于指挥员适时调整作业及抢险人员、装备。主要包括机械破冰进度分析、***破冰进度分析等功能模块。
作业效能评估子***对破冰、炸冰活动提供再现，对任务完成情况进行定性与定量分析、评估，并给出作业结论。主要包括作业结果评估、行动方案评估、作业标准评估等功能模块。
作业成果管理子***对破冰、炸冰活动所有信息材料和方案提供上传、下载和查询等管理。主要包括作业结果整理、作业结果归档、作业结果查询等功能模块。
所述信息管理***由地形信息管理、样本资料管理、人员装备管理和用户信息管理四个子***组成。
地形信息管理子***根据测绘像素图对地形进行矢量化；对量化的地图或数字地图进行地图拼接；在三维地形图上增加地理信息、选择作业地区等。主要包括地图量化、地域管理、地理信息等功能模块。
样本资料管理子***对业务知识进行信息管理；对人员装备、行动预案文书样本的格式和内容进行管理；对防凌破冰图例标号进行管理。主要包括业务知识、文书示例、图例标号等功能模块。
人员装备管理主要包括防凌破冰人员装备编制和装备性能。对不同作业任务编制人员装备数量和性能及标准进行信息管理。主要包括业务知识、文书示例、图例标号等功能模块。
用户信息管理对所属用户进行管理和控制；对各种资料信息进行导入、导出、增删、打印等；对设定的机构、访问权限进行维护。主要包括用户管理、资料管理、设置管理等功能模块。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (10)
1.一种三维防凌炸冰指挥平台，其特征在于：包括综合监视***、信息服务***、防凌防汛***、应急管理***、破冰炸冰管理***、洪水演进分析***、蓄滞洪区调度管理***、灾情评价***及会商***。
2.根据权利要求1所述的三维防凌炸冰指挥平台，其特征在于：所述综合监视***设置有监测站点浏览、视频实时监视、凌情监视预警、汛情监视预警、凌汛信息发布及监测站点设定模块。
3.根据权利要求1所述的三维防凌炸冰指挥平台，其特征在于：所述信息服务***设置有汛、凌情相关信息查询模块，具体涉及气象信息查询、水情信息查询、雨情信息查询、凌情信息查询、工情信息查询、灾情信息查询、防汛防凌预案查询、社会经济查询、抢险避难信息查询、历史大洪水信息查询及相关法规查询。
4.根据权利要求1所述的三维防凌炸冰指挥平台，其特征在于：所述防凌防汛***设置有凌情信息上报、封开河动态展示、封开河对比分析、封开河预测预报、凌汛风险分析及凌情信息发布模块。
5.根据权利要求1所述的三维防凌炸冰指挥平台，其特征在于：所述应急管理***设置有应急事件定位、应急事件监测、事件风险分析、事件应急会商、事件应急处置、事件应急保障及事件信息管理模块。
6.根据权利要求1所述的三维防凌炸冰指挥平台，其特征在于：所述破冰炸冰管理***设置有基础信息管理、破炸冰监视定位、冰凌险情分析、破炸冰方式选择、破炸冰位置确定、过程再现与评估及破炸冰成果管理模块。
7.根据权利要求1所述的三维防凌炸冰指挥平台，其特征在于：所述洪水演进分析***设置有洪水方案设定、灾害影响评估及风险展示管理模块。
8.根据权利要求1所述的三维防凌炸冰指挥平台，其特征在于：所述蓄滞洪区调度管理***设置有蓄滞洪区调度的信息管理、调度预案、风险分析及预案展示模块。
9.根据权利要求1所述的三维防凌炸冰指挥平台，其特征在于：所述灾情评估***设置有洪水淹没方案设定、洪灾损失统计分析及评估成果展示管理模块。
10.根据权利要求1所述的三维防凌炸冰指挥平台，其特征在于：所述会商***设置有会商会议支持、会商结果发布及会商成果管理模块。
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