(19)中华 人民共和国 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 202111456953.5 (22)申请日 2021.12.01 (71)申请人 中州水务控股有限公司 地址 450046 河南省郑州市金 水区郑东 新 区中道西路3 6号 (72)发明人 宋优男　付守庆　薛涵　娄宁　 沈涵　卢煜　刘双双　张南　 申晨亮　李广辉　马伶莉　王飞　 (74)专利代理 机构 郑州简邦知识产权代理事务 所(普通合伙) 41198 代理人 付才 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 17/16(2006.01)G06Q 50/26(2012.01) (54)发明名称 一种水利工程 安全管理系统 (57)摘要 本发明公开了一种水利工程安全管 理系统， 系统包括数据采集模块、 云存储模块、 数据分析 模块、 动态监测模块、 警报模块、 调整模块， 所述 环境分析模块利用环境影响数据和人类活动数 据进行分析得到环境和人的影响因素对降雨量 的影响程度值， 并将影 响程度值发送至雨水分析 模块， 雨水分析模块对划分区域内降水量进行分 析得到雨水分析结果， 蓄水分析模块利用雨水分 析结果和综合数据进行分析得到蓄水分析结果， 动态监测模块根据数据分析结果和实时监控数 据进行动态 监测分析得到监测分析结果， 并将监 测分析结果发送至警报模块， 管 理人员根据警报 结果通过调整模块进行紧急的防洪措施， 提高了 防洪措施的时效性， 提高了安全管理程度。 权利要求书3页 说明书6页 附图2页 CN 114139380 A 2022.03.04 CN 114139380 A 1.一种水利工程安全管理系统， 其特征在于， 包括数据采集模块、 云存储模块、 数据分 析模块、 动态监测模块、 警报模块、 调整模块， 数据分析模块包括雨水分析模块、 蓄水分析模 块和环境分析模块， 数据分析模块利用数据采集模块采集的综合数据建立数据分析模型并 进行分析得到数据分析结果， 动态监测模块根据数据分析结果和实时监控 数据进行动态监 测分析得到监测分析结果， 并将监测分析结果发送至警报模块， 管理人员根据警报结果通 过调整模块进 行紧急的防洪措施， 动态监测模块对规定区域内发生洪涝灾害的级 数进行监 控， 系统管理过程具体如下： (1)、 数据采集模块采集划分区域的综合数据并将 综合数据存储于云存储模块， 综合数 据包括环境影响数据、 降雨数据、 蓄水建筑质量 监控数据、 人类活动数据； (2)、 所述环境分析模块、 雨水分析模块和蓄水分析模块利用综合数据进行分析得到数 据分析结果， 并将数据分析结果发送至动态监测模块和云存储模块， 所述环境分析模块利 用环境影响数据和人类活动数据进行分析得到环境和人的影响因素对降雨量的影响程度 值， 并将影响程度值发送至雨水分析模块， 雨水分析模块对划分区域内降水量进行分析得 到雨水分析结果， 蓄水分析模块利用雨水分析结果和综合数据进行分析得到蓄水分析结 果， 具体的分析 过程如下： 步骤1、 所述环境分析模块选取N个时间段， 记为ti(i＝1,2,3 …N)， 时间段ti对应的温度 的波动强度记 为wi， 时间段ti内对应的水汽蒸发量为Hi,环境分析模块提取云存储模块的存 储数据中划分区域中的M个不同子区域对应的时间段ti内的降雨 量,并记为 建立划分区域内降雨 量对应的矩阵A为： 环境分析模块利用温度的波动强度wi、 水汽蒸发量Hi、 一个环境影响因素的参数值c和 矩阵A求解一个环境影响因素对降水量的影响值 分析方程式如下： 其中 表示的是第j个环境影响因素的影响值， 将综合数据中的环境影响因素的影响 值分别求出 得到一个集 合 从云存储模块中选取划分区域内的K项人类活动数据和L个环境影响因素， 并将人类活 动对应的参数值记为p1， p2， p3…pK， 利用 内的参数值(p1， p2， p3…pK)求得参数变 化率矩阵ΔP＝(Δp1， Δp2， Δp3...ΔpK)， 利用参数变化率矩阵ΔP和集合 对应的矩阵计 算环境影响因素和人类活动对降水量的影响程度值α， 并将α 发送至雨水分析模块， 计算方 程如下： 步骤2、 所述雨水分析模块计算不同的时间段内的预测降雨量与实 际降雨量之间的误 差值， 并得到对应的矩阵B， 利用数学分析模型对影响程度值α、 降雨数据和矩阵B进行分析 得到雨水分析结果， 雨水分析结果包括降雨量带来的蓄水负荷值Y， 并将雨水分析结果 发送权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114139380 A 2至蓄水分析模块， 具体过程如下： 其中， Vi表示降雨数据中第i个时间段对应的划分区域内河流的平均流速， ui(t)表示时 间段内河流水量； 步骤3、 蓄水分析模块对划分区域内河流和水库的建筑进行分析， 结合蓄水负荷值对整 个划分区域内的蓄水能力进行分析得到 蓄水数据结果， 并根据划分区域内的总蓄水能力划 分为不同等级， 数据分析 结果包括 雨水分析 结果、 影响程度值和蓄水分析 结果； (3)、 动态监测模块利用数据分析结果和实时监控数据进行实时监控， 实时监控数据中 包括对雨水量的监测数据， 动态监测模块首先对实时监控数据进行数据分析得到实时结 果， 再利用蓄水分析结果进行计算得到 蓄水阈值， 最后对比实时结果和蓄水阈值的值， 当超 过设定的蓄水阈值时， 动态监测模块向警报模块发送监测分析 结果。 2.根据权利要求1所述的一种水利工程安全管理系统， 其特征在于， 动态监测模块利用 数据分析 结果和实时监控数据进行实时监控得到监测分析 结果， 具体分析 过程如下： 步骤一、 将实时监控数据中包 括交汇口水流量Qrk， 居民生活用水量Qro， 划分区域内蓄水 建筑的蓄水量 Qrg， 交汇口水流 量Qk包括水的流入和流出的水量的绝对值； 步骤二、 根据划分区域内所有的实时监控数据建立决策目标函数， 对对划分区域内所 有具有蓄水的建筑进行排序， 并进行分析， 具体方程如下： Qrg＝c3UrkGr， 其中， ξr、 c1、 c2、 c3均为正常数， 表示交汇口和蓄水建筑的进水系数， 利用Qrk、 Qro、 Qrg建立 三维分析模型进行 数据模拟分析 得到蓄水风险压力值； 步骤4、 动态管理模块再利用蓄水风险压力值和蓄水阈值进行对比， 蓄水阈值是通过根 据蓄水分析结果进行分析得到， 通过数据分析结果建立 目标决策函数， 根据目标决策分析 结果做出 策略。 3.根据权利要求1所述的一种水利工程安全管理系统， 其特征在于， 所述蓄水分析模块 对蓄水的建筑进 行分析， 通过分析蓄水建筑的蓄水能力和建筑本身的数据进 行分析得到整 个划分区域内的蓄水分析结果， 对建筑本身的数据包括建筑施工数据、 建筑检测数据、 建筑 承压数据， 对划分区域内的所有蓄水建筑本身的数据进行衰败分析， 分析蓄水能力和建筑 老化程度的对应关系。 4.根据权利要求1所述的一种水利工程安全管理系统， 其特征在于， 所述动态监测模块 根据降雨时的实时监控数据进 行分析得到监测分析结果， 动态监测模块根据监测分析模块权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114139380 A 3