CN111898890A - 一种城市输电线路的洪涝诊断及调度方法及*** - Google Patents

一种城市输电线路的洪涝诊断及调度方法及*** Download PDF

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Abstract

一种城市输电线路的洪涝诊断及调度方法，该方法通过数据采集模块获取输电线路周边的遥感影像数据，将其传输至数据分析预警模块，判断是否发生洪涝灾害，继而结合电力监控数据和交通监控数据确定灾害情况，诊断完成后将结果传输至调度模块；调度模块根据分析结果直接调节地下管网的流量开关阀，加强或减弱流量控制。本发明整合电力数据、交通数据、气候灾害数据资源，实现了资源优化配置，减少基础设施建设的投入，本发明通过获取多源数据信息，使得洪涝灾害诊断更加准确可靠，提高了输电线路在洪涝灾害种的安全系数，保障城市居民生命财产安全。

Description

一种城市输电线路的洪涝诊断及调度方法及***
技术领域
本发明属于综合能源运行控制技术领域，具体涉及一种城市输电线路的洪涝诊断及调度方法及***。
背景技术
随着全球气候变暖等环境问题，世界范围内重大自然灾害频发，尤其是洪涝灾害发生的概率明显增加，给城市居民生活及电力***供应带来了严重的威胁。现阶段，我国电力***、防灾减灾、交通监控等部门分别有一套自己的信息监测***，导致部分基础设施重复建设，分散无序，浪费资源，从长远来看资源整合势在必行，综合信息监测调度***将更加高效灵敏。
电力***输电线路作为城市电力供应的“主动脉”遍布城市各个角落，依托城市输电线路杆塔进行洪涝灾害诊断可以充分利用资源，并且提高了输电线路在自然灾害中的安全系数，从而有效降低因停电造成的损失。专利CN 107066927 A公布了一种确定输电线路在洪涝灾害中的损毁程度的方法，可以有效确定洪涝灾害中输电线路损毁程度的问题，为抢险、防汛、救灾提供决策依据；专利CN110135722A公布了一种基于地理集成信息化的智慧城市洪涝灾害处理***，可在汛情发生时有效防止重要地区洪涝发生。然而，如何将现有的电力设施与城市洪涝有效融合以及相应的诊断及调度***用来城市洪涝灾情并进行调度控制很少有研究。
发明内容
针对目前现有技术中的不足，本发明提供一种城市输电线路的洪涝诊断及调度***，有效利用现有城市输电线路等基础设施，实现城市的洪涝诊断及调度，对洪涝进行预警、研判、缓解。
本发明具体采用以下技术方案：
一种城市输电线路的洪涝诊断及调度方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：遥感影像数据采集单元采集输电线路沿线的实时遥感影像并将实时遥感影像传送给数据分析预警模块；
步骤2：所述数据分析预警模块接收所述实时遥感影像，并判断所述遥感影像是否发生异常，即是否发生洪涝灾害，当判断结果为发生洪涝灾害时，进入步骤3，否则返回所述步骤1；
步骤3：利用电力数据采集单元采集输电线路沿线的电力监控实时数据，利用交通数据采集单元采集交通监控实时数据并传送给所述数据分析预警模块；
步骤4：所述数据分析预警模块根据所述电力监控实时数据和交通监控实时数据，进一步判断是否发生洪涝灾害并确认洪涝灾害严重程度，当判断结果为发生洪涝灾害时，进入步骤5，否则返回所述步骤1；
步骤5：所述数据分析预警模块将判断结果和洪涝灾害严重程度传送至调度中心；
步骤6：所述调度中心根据接收的判断结果和洪涝灾害严重程度控制地下管网流量控制模块来调节地下管网流量开关阀；
步骤7：所述地下管网流量控制模块将流量信息反馈给所述数据分析预警模块，并重新执行步骤1。
本发明还进一步采用以下优选技术方案：
所述数据分析预警模块中存储有未发生洪涝灾害时的输电线路的历史遥感影像。
所述步骤2包括以下步骤：
步骤201：所述数据分析预警模块接收所述实时遥感影像后，调取所述历史遥感影像，并对所述历史遥感影像和所述实时遥感影像进行差分处理；
步骤202：当差分处理结果大于预定阈值，且所述实时遥感影像的80％以上区域的数据处于两个预定阈值之间时判断发生洪涝灾害。
所述数据分析预警模块安装有灾害识别和灾害等级评估模型；
将接收的所述电力监控实时数据和所述交通监控实时数据输入到灾害识别和灾害等级评估模型进一步判断是否发生洪涝灾害，并确认灾害严重程度，及获取降水量等级。
获得所述灾害识别和灾害等级评估模型的方法包括以下步骤：
步骤401：获取不同降水量下的电力监控历史数据和交通监控历史数据；
步骤402：将所述电力监控历史数据和交通监控历史数据作为训练集，基于深度神经网络进行训练，获得灾害识别和灾害等级评估模型；
步骤403：将训练好的所述灾害识别和灾害等级评估模型安装到所述数据分析预警模块。
在所述步骤6中，降水量达到暴雨以下级别时，所述调度中心控制地下管网流量控制模块来调节地下管网流量开关阀；
降水量达到暴雨以上级别时，接通周边地区地下管网分散排水压力。
根据区域的安全级别的等级，优先排放安全级别最高的区域；
在安全级别相同的区域优先排放低洼积水地区的排放量。
一种用于前述的城市输电线路的洪涝诊断及调度方法的城市输电线路的洪涝诊断及调度***，所述***包括数据采集模块、数据分析预警模块、调度模块以及地下管网流量控制模块，其特征在于：
所述数据采集模块包括遥感影像采集单元、电力数据采集单元以及交通数据采集单元；
所述遥感影像采集单元采集电线路沿线的实时遥感影像并传送给数据分析预警模块；
所述电力数据采集单元采集电线路沿线的电力监控实时数据并传送给数据分析预警模块；
所述交通数据采集单元采集电线路沿线的交通监控实时数据并传送给数据分析预警模块；
所述数据分析预警模块接收所述实时遥感影像并判断所述实时遥感影像数据是否发生异常，当判断结果为异常时为发生洪涝灾害；
所述数据分析预警模块根据所述电力监控实时数据和交通监控实时数据进一步分析是否发生洪涝灾害，并确认灾害严重程度，将分析结果传送给调度模块；
所述调度模块根据所述数据分析预警模块的分析结果控制所述地下管网流量控制模块，从而调节地下管网流量开关阀；
所述地下管网流量控制模块将流量信息反馈给所述分析预警模块。
所述数据分析预警模块存储有未发生洪涝灾害时的输电线路的历史遥感影像；
所述数据分析预警模块安装有灾害识别和灾害等级评估模型。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明整合电力数据、交通数据、气候灾害数据资源，实现了资源优化配置，减少基础设施建设的投入。
(2)本发明通过获取多源数据信息，使得洪涝灾害诊断更加准确可靠，提高了输电线路在洪涝灾害种的安全系数，保障城市居民生命财产安全。
(3)本发明将诊断***与调度***结合，并实现闭环反馈，使洪涝灾害调控更加准确，更具针对性。
(4)本发明可拓展性强，依托输电杆塔这个优秀载体，气象及空气质量监测、地震预警、城市安防监控、杆塔倾斜检测、交通监测等功能都可以实现有机整合，具有良好前景。
附图说明
图1是本发明的城市输电线路的洪涝诊断及调度方法的流程图。
图2是本发明的城市输电线路的洪涝诊断及调度***结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
图1本发明的城市输电线路的洪涝诊断及调度方法的流程图，如图1所示，本发明的城市输电线路的洪涝诊断及调度方法具体包括以下步骤：
步骤1：遥感影像数据采集单元采集输电线路沿线的实时遥感影像并将该遥感影像传送给数据分析预警模块。
步骤2：数据分析预警模块接收实时遥感影像，并判断遥感影像数据是否发生异常即是否发生洪涝灾害，当判断结果为发生洪涝灾害时，进入步骤3，否则返回步骤1。
在步骤2中，数据分析预警模块中存储有未发生洪涝灾害时的输电线路的历史遥感影像，利用水体的反射率远低于其它地物，在彩色遥感影像上表现为均匀的暗色调这一特性，将其与历史遥感影像进行对比，判断是否发生洪涝灾害，估算严重程度。具体地，数据分析应模块接收实时遥感影像后，对实时遥感数据与历史遥感数据做差分处理，如果差分处理结果大于某一阈值，并且当前的实时遥感影像的大片区域数据处于某两个阈值之间则判断发生了洪涝灾害。优选地，在本发明中，当当前的实时遥感影像的80％以上的区域数据处于某两个阈值之间时，判断为发生洪涝灾害。
步骤3：利用电力数据数据采集单元采集输电线路沿线的电力监控实时数据，利用交通数据采集单元采集输电线路沿线的交通监控实时数据并传送给数据分析预警模块。
步骤4：数据分析预警模块根据电力监控实时数据和交通监控实时数据，进一步判断是否发生洪涝灾害并确认洪涝灾害严重程度，当判断结果为发生洪涝灾害时，进入步骤5，否则返回步骤1。
具体地，数据分析预警模块中还安装有灾害识别和灾害等级评估模型，该灾害识别和灾害等级评估模型具体通过以下步骤获得：
步骤401：获取不同降水量(已知具体降水量)下的电力监控历史数据和交通监控历史数据；
步骤402：将电力监控历史数据和交通监控历史数据作为训练集，输入到开源模型中进行训练，获得灾害等级识别和评估模型。
步骤403：将训练好的灾害识别和灾害等级评估模型安装到数据分析预警模块。
数据分析预警模块接收电力监控实时数据和交通监控实时数据后，将其输入到灾害识别和灾害等级评估模型，进行灾害识别和灾害等级的评估，即判断当前影像数据中的降水量级别。
步骤5：数据分析预警模块将判断结果与洪涝灾害严重程度传送至调度中心。
步骤6：调度中心根据接收的判断结果和洪涝灾害严重程度控制地下管网流量控制模块来调节地下管网流量开关阀。
具体地，当降水量达到暴雨以下级别时，认为当前积水可能引发洪涝灾害，便控制流量开关阀进行调节，平衡地区积水量的不均。
当降水量达到暴雨以上级别时，认为当前积水会引发严重的洪涝灾害，且已经超过该地区排水能力并将造成巨大经济损失时流量开关阀接通周边地区的地下管网分散排水压力。
并且，在城市排洪能力一定的情况下，优先排放安全级别高的区域，在安全级别相同的区域优先增大低洼积水地区的排放量，以充分保证居民的生命财产安全。
流量开关阀的控制在重大洪涝灾害时尤为重要，通过控制可以充分利用排水能力，保证居民生活区洪水优先排放，无人地区稍后排放，更有利于保障居民生命财产安全。
步骤7：地下管网流量控制模块将流量信息反馈给数据分析预警模块，并重新执行步骤1。
图2是本发明的城市输电线路的洪涝诊断及调度***，如图2所示，本发明的城市输电线路的洪涝诊断及调度***包括数据采集模块、数据分析预警模块、调度模块以及地下管网流量控制模块：
数据采集模块包括遥感影像采集单元、电力数据采集单元以及交通数据采集单元。
遥感影像采集单元采集电线路沿线的遥感影像数据并传送给数据分析预警模块。
电力数据采集单元采集电线路沿线的电力监控数据并传送给数据分析预警模块。
交通数据采集单元采集电线路沿线的交通监控数据并传送给数据分析预警模块。
数据分析预警模块接收遥感影像数据并判断遥感影像数据是否发生异常，当判断结果为异常时为洪涝灾害发生，数据分析预警模块根据电力监控数据和交通监控数据进一步分析洪涝灾害的严重程度并将分析结果传送给调度模块。
数据分析预警模存储有未发生洪涝灾害时的输电线路的历史遥感影像。还安装有灾害识别和灾害等级评估模型。
调度模块根据数据分析预警模块的分析结果控制地下管网流量控制模块，从而调节地下管网流量开关阀。
地下管网流量控制模块将流量信息反馈给分析预警模块。
流量开关阀的控制在重大洪涝灾害时尤为重要，通过控制可以充分利用排水能力，保证居民生活区洪水优先排放，无人地区稍后排放，更有利于保障居民生命财产安全。
流量阀同时将流量信息反馈至数据分析模块，数据分析模块结合视频信息进一步分析从而将结果传输至调度模块，调度模块再次调节加强或减弱流量控制。
本发明的技术涵盖并不仅仅拘泥于城市，结合输电线路的现有基础，对重要地区、城市周边、城乡结合区域、农村等均适用。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种城市输电线路的洪涝诊断及调度方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：遥感影像数据采集单元采集输电线路沿线的实时遥感影像并将实时遥感影像传送给数据分析预警模块；
步骤2：所述数据分析预警模块接收所述实时遥感影像，并判断所述遥感影像是否发生异常，即是否发生洪涝灾害，当判断结果为发生洪涝灾害时，进入步骤3，否则返回所述步骤1；
步骤3：利用电力数据采集单元采集输电线路沿线的电力监控实时数据，利用交通数据采集单元采集交通监控实时数据并传送给所述数据分析预警模块；
步骤4：所述数据分析预警模块根据所述电力监控实时数据和交通监控实时数据，进一步判断是否发生洪涝灾害并确认洪涝灾害严重程度，当判断结果为发生洪涝灾害时，进入步骤5，否则返回所述步骤1；
步骤5：所述数据分析预警模块将判断结果和洪涝灾害严重程度传送至调度中心；
步骤6：所述调度中心根据接收的判断结果和洪涝灾害严重程度控制地下管网流量控制模块来调节地下管网流量开关阀；
步骤7：所述地下管网流量控制模块将流量信息反馈给所述数据分析预警模块，并重新执行步骤1。
2.根据权利要求1所述的城市输电线路的洪涝诊断及调度方法，其特征在于：
所述数据分析预警模块中存储有未发生洪涝灾害时的输电线路的历史遥感影像。
3.根据权利要求1或2所述的城市输电线路的洪涝诊断及调度方法，其特征在于：
所述步骤2包括以下步骤：
步骤201：所述数据分析预警模块接收所述实时遥感影像后，调取所述历史遥感影像，并对所述历史遥感影像和所述实时遥感影像进行差分处理；
步骤202：当差分处理结果大于预定阈值，且所述实时遥感影像的80％以上区域的数据处于两个预定阈值之间时判断发生洪涝灾害。
4.根据权利要求1或2所述的城市输电线路的洪涝诊断及调度方法，其特征在于：
所述数据分析预警模块安装有灾害识别和灾害等级评估模型；
将接收的所述电力监控实时数据和所述交通监控实时数据输入到灾害识别和灾害等级评估模型进一步判断是否发生洪涝灾害，并确认灾害严重程度，及获取降水量等级。
5.根据权利要求4所述的城市输电线路的洪涝诊断及调度方法，其特征在于：
获得所述灾害识别和灾害等级评估模型的方法包括以下步骤：
步骤401：获取不同降水量下的电力监控历史数据和交通监控历史数据；
步骤402：将所述电力监控历史数据和交通监控历史数据作为训练集，基于深度神经网络进行训练，获得灾害识别和灾害等级评估模型；
步骤403：将训练好的所述灾害识别和灾害等级评估模型安装到所述数据分析预警模块。
6.根据权利要求1、2或5任意一项所述的城市输电线路的洪涝诊断及调度方法，其特征在于：
在所述步骤6中，降水量达到暴雨以下级别时，所述调度中心控制地下管网流量控制模块来调节地下管网流量开关阀；
降水量达到暴雨以上级别时，接通周边地区地下管网分散排水压力。
7.根据权利要求6所述的城市输电线路的洪涝诊断及调度方法，其特征在于：
根据区域的安全级别的等级，优先排放安全级别最高的区域；
在安全级别相同的区域优先排放低洼积水地区的排放量。
8.一种用于权利要求1-7任意一项所述的城市输电线路的洪涝诊断及调度方法的城市输电线路的洪涝诊断及调度***，所述***包括数据采集模块、数据分析预警模块、调度模块以及地下管网流量控制模块，其特征在于：
所述数据采集模块包括遥感影像采集单元、电力数据采集单元以及交通数据采集单元；
所述遥感影像采集单元采集电线路沿线的实时遥感影像并传送给数据分析预警模块；
所述电力数据采集单元采集电线路沿线的电力监控实时数据并传送给数据分析预警模块；
所述交通数据采集单元采集电线路沿线的交通监控实时数据并传送给数据分析预警模块；
所述数据分析预警模块接收所述实时遥感影像并判断所述实时遥感影像数据是否发生异常，当判断结果为异常时为发生洪涝灾害；
所述数据分析预警模块根据所述电力监控实时数据和交通监控实时数据进一步分析是否发生洪涝灾害，并确认灾害严重程度，将分析结果传送给调度模块；
所述调度模块根据所述数据分析预警模块的分析结果控制所述地下管网流量控制模块，从而调节地下管网流量开关阀；
所述地下管网流量控制模块将流量信息反馈给所述分析预警模块。
9.根据权利要求8所述的城市输电线路的洪涝诊断及调度***，其特征在于：
所述数据分析预警模块存储有未发生洪涝灾害时的输电线路的历史遥感影像；
所述数据分析预警模块安装有灾害识别和灾害等级评估模型。
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