(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210873622.X (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 栾奕 地址 518000 广东省深圳市南 山区软件园 二期11栋401 (72)发明人 栾奕　秦雯　陈组之　周威　 (74)专利代理 机构 深圳市携众至 远知识产权代 理事务所(普通 合伙) 44306 专利代理师 成义生　肖溶兰 (51)Int.Cl. G08B 21/08(2006.01) H04B 7/185(2006.01) H04N 7/18(2006.01) G06V 20/40(2022.01) G06V 20/52(2022.01)G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 集视频、 卫星与传感器监测一体的水库安全 监控预警方法 (57)摘要 一种集视频、 卫星与传感器监测一体的水库 安全监控预警方法， 其包括： 以水库历年数据按 月分别构建降雨 ‑直接径流过程线UH、 渗压值、 渗 流量、 表面变形等实时数据安全阈值， 基于实时 Ⅰ 级预警， 关联同日多个 Ⅰ级预警和天气， 叠加升级 的三级关联机制预警； 将水库大坝的雨水情与视 频监控关联联动； 终端监控平台与手机端协 同， 支持离线监控和离线预警、 离线手机端与终端监 控平台的端 ‑端互动。 本发明实现了水库安全监 控的实时、 稳定、 可靠、 的监控预警， 提高了水库 安全监控预警的准确性， 提升了安全监管效率， 降低了监控预警 成本， 更易于安装和运维。 权利要求书4页 说明书8页 附图3页 CN 115410340 A 2022.11.29 CN 115410340 A 1.一种集视频、 卫星与传感器监测一体的水库安全监控预警方法， 该 方法包括： a、 终端监控平台根据水库历年降雨与水位监测数据建立月度降雨 ‑水位平均值过程 线； 按月份内中雨到暴雨的雨型类别， 分别构建历史数据降雨 ‑直接径流过程线UH； 根据订 制的当前气象预报以及当前连续监测的降雨数据判断当前雨型类别， 对应当前雨型下的历 史数据降雨 ‑直接径流过程线UH， 获得时段直接径流量q△ti； 终端监控平台实时监测当前水 位hi并反算当前水库库容Vi； 计算预报水位相应的库容V预＝Vi+q△ti并反算预报水位h预； 分时 段迭代推算预报 水位h预， 并发送水位预报； 如果预报的水位h预接近或达到防限水位hf， 终端 监控平台自动发送 Ⅰ级预警； b、 终端监控平台以水库历年渗压监测点的历史监测数据进行月度汇总计算， 以按月份 计算的水库高、 低水位区间下的各渗压监测点日平均值、 最大值、 最小值为 实时数据安全阈 值， 将当前各监测点的日平均值与对应月份高、 低水位区间下的实时数据安全阈值比较， 如 超过实时数据安全阈值， 终端监控平台自动发送 Ⅰ级预警； 同时， 终端监控平台根据水库历 年渗压监测点的监测数据， 以月度最高水位下日平均值浸润线计算分段渗压坡降α 为预警 值； 如当前监测日平均值浸润线分段渗压坡降αi超过对应月份的最高水位日平均值浸润线 分段渗压坡降α 预警值的， 终端监控平台自动发送 Ⅰ级预警， 其中， 渗压坡降αi＝Hi‑Hi+1/Li， L ＝测压管距离， H＝测压管 水位； c、 终端监控平台根据水库历年渗流量监测数据， 以计算的月度高、 低水位区间下渗流 量监测点的日平均值、 最大值、 最小值为 实时数据安全阈值； 如当前渗流量监测点日平均值 超过实时数据安全阈值， 终端监控平台自动发送 Ⅰ级预警； d、 终端监控平台根据水库历年水库大坝表面变形监测数据， 分别构建Y、 Z方向， 将雨 季、 旱季表面变形监测点的月变化量的平均值、 最大值、 最小值作为实时数据安全阈值， 如 当前表面变形监测点月变化量平均值超过实时数据安全阈值时， 终端监控平台则自动发送 Ⅰ级预警； 终端监控平台根据一监测点与另一监测点或几点的相对位置变化量的历年监测 数据构建雨季、 旱季相对位置月变化量平均值、 最大值、 最小值作为实时数据安全阈值， 如 其当前相对位置月变化量平均值超过其实时数据安全阈值时， 终端监控平台自动发送 Ⅰ级 预警； e、 步骤a‑d中终端监控平台采集视频、 卫星与传感器监控数据， 经存储、 模型计算后向 上级数据中心或手机端发送数据和预警信息； 终端监控平台将自动关联同日多个 Ⅰ级预警 和天气预报， 叠加自动逐步升级， 构建关注预警、 警戒预警、 危险预警三级 预警关联机制； 隔 日监测点实时数据不超过安全阈值的自动取消预警； f、 终端监控平台将雨水情监测与视频监控关联联动， 使得当实时监测水位分别达到或 超过防限水位hf、 溢洪道溢流水位、 雨量计累计达到或超过≧25mm 时泄水底涵放水； 终端监 控平台自动触发视频监控， 触发自组织启动视频水尺水位自动识别； AI视频监控有人进入 水库管理区域时， 自动触发语音提示和显示屏视频提示； 通过安全监控终端二维码可查看 安全监控短视频记录； g、 在极端天气或离线情况下， 手机端无线连接终端监控平台， 手机端 ‑终端监控平台协 同， 可设置安全监控模式并由安全监控平台离线自组织传感器监测和卫星监测数据采集和 视频监控 全过程。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤a中， 所述水库的降雨 ‑直接径流过程线权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115410340 A 2UH的构建及其水位 监控预警步骤为： a1、 终端监控平台根据水库历年降雨与水位的监测数据， 按12个月份， 分别建立降雨 ‑ 水位月平均值过程线； a2、 以监测点的历史数据为数据来源， 按月度划分中雨到暴雨的雨型类别， 雨量≦50mm 为小到中雨， 雨量≧50 mm为大到暴雨， 将不同雨型类别下各次降雨求得的UH， 取平均线作为 计算所用的单位线建立降雨 ‑直接径流过程线UH； 以 △t为计算时段， 时段 △t划分为报汛时 段长或其倍数； 以UH计算得到降雨历时T， 时段序列 △ti， 时段净雨量， 时段直接径 流q△ti； 计 算和存储结果形成监测点的历史数据； a3、 每间隔 时段△t， 实时监测获得当前水位hi， 以此水库水位 ‑库容曲线， 求得当前库容 Vi； a4、 根据当前气象预报和当前连续监测的降雨数据， 确定当前雨型， 并对应雨型下的降 雨‑直接径流过程线 UH获得时段直接径流 量q△ti； a5、 计算预报水位对应的库容V预＝Vi+q△ti； a6、 根据库容V预及水库水位 ‑库容曲线推求预报水位 值h预， 并发送水位预报； a7、 将预报水位h预与水库防限水位hf比较， 当h预接近或超过该水库hf时终端监控平台自 动发送Ⅰ级预警； 按所述步骤a3 ‑a7， 迭代计算后时段的预报水位h预， 发送后时段的水位预报 信息。 3.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤b中， 所述建立大坝渗压监测的实时数据 安全阈值及其 监控预警的步骤为： b1、 终端监控平台根据水库历年渗压监测数据， 按12个月份， 分别计算各监测点的日平 均值、 最大值、 最小值； b2、 以月水位变幅的中值划分高、 低水位区间， 以各水位区间下监测点日平均值的最大 值、 最小值构建实时数据安全阈值； b3、 计算当前监测点日平均值； b4、 将当前监测点日平均值与实时数据安全阈值比较， 超出其范围的， 终端监控平台自 动发送Ⅰ级预警信息； b5、 同步计算不同断面当前监测点日平均值， 逐一将监测点日平均值与实时数据安全 阈值比较， 同步骤b4执 行； b6、 终端监控平台以水库历年渗压监测数据， 分断面计算历年中各月份最高水位下的 平均值浸润线； 将所计算的分段渗压坡降α作为预警值； 渗压坡降αi＝Hi‑Hi+1/Li， 其中， L为 测压管距离， H为测压管 水位； b7、 计算当前监测数据日平均值浸润线的分段渗压坡降αi； b8、 如当前监测数据日平均值浸润线分段渗压坡降αi超过月度高水位平均值浸润线分 段渗压坡降α 预警值时， 终端监控平台自动发送 Ⅰ级预警。 4.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤c中， 建立大坝渗流量监测实时数据安全 阈值及其 监控预警包括： c1、 终端监控平台以水库 渗流量历年监测数据， 按12个月份， 计算每月的监测数据日平 均值、 最大值、 最小值； c2、 以月水位变幅的中值划分高、 低水位区间， 分别计算各区间下的渗流量平均值、 最权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115410340 A 3