本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，尤其涉及一種基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳址阑鸨O(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前，森林防火是保護(hù)生態(tài)環(huán)境、確保森林資源可持續(xù)發(fā)展的重要手段。隨著全球氣候變化和人類活動(dòng)的影響，森林火災(zāi)的發(fā)生頻率和烈度日益增加，嚴(yán)重威脅著生態(tài)平衡、公共安全和人類財(cái)產(chǎn)。但是，傳統(tǒng)的森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)手段，如人工巡查、地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)和遙感衛(wèi)星圖像分析，存在一定的時(shí)間延遲，且難以覆蓋廣闊的森林區(qū)域，導(dǎo)致防火工作效率低，監(jiān)測(cè)力度小。

2、因此，本發(fā)明提出了一種基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳址阑鸨O(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳址阑鸨O(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用以通過整合數(shù)據(jù)傳輸與預(yù)警模塊，構(gòu)建數(shù)據(jù)中心并定期備份，配置真實(shí)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，并通過實(shí)地反饋評(píng)估優(yōu)化算法與設(shè)備配置，實(shí)現(xiàn)高效森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)與預(yù)警，提高監(jiān)測(cè)、預(yù)警和響應(yīng)效率，優(yōu)化資源配置，高效處理災(zāi)情。

2、一方面，本發(fā)明提供一種基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳址阑鸨O(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：

3、數(shù)據(jù)采集模塊：向目標(biāo)森林監(jiān)測(cè)區(qū)域配置傳感器并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，獲取原始森林參數(shù)數(shù)據(jù)；

4、數(shù)據(jù)處理模塊：使用邊緣設(shè)備對(duì)原始森林參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后存儲(chǔ)到第一數(shù)據(jù)庫中；

5、數(shù)據(jù)傳輸模塊：采用心跳檢測(cè)機(jī)制檢測(cè)邊緣設(shè)備與數(shù)據(jù)傳輸終端的接收器是否在線連接且定期傳輸數(shù)據(jù)，若是，對(duì)接收器接收的第一數(shù)據(jù)庫的第一參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，得到標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)數(shù)據(jù)；

6、預(yù)警模塊：根據(jù)歷史參數(shù)數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)目標(biāo)森林監(jiān)測(cè)區(qū)域的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，并配置到真實(shí)環(huán)境評(píng)估監(jiān)測(cè)效果。

7、另一方面，所述數(shù)據(jù)采集模塊，包括：

8、區(qū)域劃分單元：對(duì)所需要監(jiān)測(cè)的目標(biāo)森林進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)大小劃分，得到目標(biāo)森林監(jiān)測(cè)區(qū)域；

9、方案設(shè)計(jì)單元：評(píng)估目標(biāo)森林監(jiān)測(cè)區(qū)域得到環(huán)境特點(diǎn)，并基于環(huán)境特點(diǎn)設(shè)計(jì)不同種類傳感器的布局方案。

10、另一方面，所述數(shù)據(jù)采集模塊，還包括：

11、傳感器匹配單元：根據(jù)布局方案確定傳感器的安裝類型以及安裝位置；

12、傳感器監(jiān)測(cè)單元：將傳感器配置安裝啟動(dòng)后，接入邊緣設(shè)備，實(shí)時(shí)采集目標(biāo)森林監(jiān)測(cè)區(qū)域的原始森林參數(shù)數(shù)據(jù)。

13、另一方面，所述數(shù)據(jù)處理模塊，包括：

14、邊緣設(shè)備配置單元：基于計(jì)算基本參數(shù)，初始化監(jiān)測(cè)站的邊緣設(shè)備，并在所述邊緣設(shè)備中安裝軟件和處理算法，之后啟動(dòng)邊緣設(shè)備；

15、初始化單元：基于邊緣設(shè)備獲取傳感器傳輸?shù)脑忌謪?shù)數(shù)據(jù)，對(duì)任一參數(shù)類型的原始森林參數(shù)數(shù)據(jù)按照標(biāo)準(zhǔn)格式表進(jìn)行數(shù)據(jù)格式化，得到第一數(shù)據(jù)；

16、提取所述第一數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征，并基于統(tǒng)計(jì)特征對(duì)第一數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，得到第二參數(shù)數(shù)據(jù)。

17、另一方面，所述數(shù)據(jù)處理模塊，還包括：

18、數(shù)據(jù)庫構(gòu)建單元：根據(jù)預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫字段和連接信息，構(gòu)建與邊緣設(shè)備連接的第一數(shù)據(jù)庫；

19、數(shù)據(jù)區(qū)分單元：獲取任一參數(shù)類型的第二參數(shù)數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)滑動(dòng)步長切割所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)，得到包含數(shù)據(jù)在內(nèi)的多個(gè)數(shù)據(jù)窗口；

20、基于特征引擎遍歷任一數(shù)據(jù)窗口，確定所述數(shù)據(jù)窗口的數(shù)據(jù)流特征，其中，所述數(shù)據(jù)流特征包括：標(biāo)記差和步長；

21、將所述標(biāo)記差和步長按照統(tǒng)計(jì)算法計(jì)算得到所述數(shù)據(jù)窗口的數(shù)據(jù)流價(jià)值峰值；

22、若存在所述數(shù)據(jù)流價(jià)值峰值達(dá)到瞬態(tài)數(shù)據(jù)極限的情況，則向所屬數(shù)據(jù)窗口標(biāo)記瞬態(tài)價(jià)值，反之標(biāo)記無瞬態(tài)價(jià)值；

23、基于邊緣設(shè)備篩選出標(biāo)記無瞬態(tài)價(jià)值的數(shù)據(jù)窗口，并將篩選窗口所涉及到的參數(shù)壓縮后發(fā)送至第一數(shù)據(jù)庫中。

24、另一方面，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊，包括：

25、心跳信號(hào)單元：預(yù)先定義心跳信號(hào)的格式和內(nèi)容，根據(jù)所述格式和內(nèi)容在邊緣設(shè)備設(shè)置定時(shí)任務(wù)，其中，所述定時(shí)任務(wù)為按照預(yù)設(shè)時(shí)間發(fā)送心跳信號(hào)到接收器；

26、狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元：獲取任一定時(shí)任務(wù)執(zhí)行過程中涉及到的狀態(tài)參數(shù)對(duì)應(yīng)的移動(dòng)系數(shù)；

27、；其中，表示第i個(gè)定時(shí)任務(wù)對(duì)應(yīng)的移動(dòng)系數(shù)，表示第i個(gè)定時(shí)任務(wù)的狀態(tài)參數(shù)值，i的取值范圍為1,2,3,...,n-1，其中，n表示一共有n個(gè)定時(shí)任務(wù)；第i個(gè)定時(shí)任務(wù)的預(yù)設(shè)權(quán)重系數(shù)，表示第i+1個(gè)定時(shí)任務(wù)的狀態(tài)參數(shù)值，表示平滑因子；

28、若任一定時(shí)任務(wù)對(duì)應(yīng)的移動(dòng)系數(shù)都大于異常閾值且當(dāng)前定時(shí)任務(wù)前后存在定時(shí)任務(wù)連續(xù)異常，判定心跳信號(hào)存在異常，進(jìn)而檢測(cè)邊緣設(shè)備與數(shù)據(jù)傳輸終端的接收器的在線連接情況；

29、若任一定時(shí)任務(wù)對(duì)應(yīng)的移動(dòng)系數(shù)都大于異常閾值且僅單一定時(shí)任務(wù)存在異常，判定心跳信號(hào)正常；

30、若任一定時(shí)任務(wù)對(duì)應(yīng)的移動(dòng)系數(shù)都小于等于異常閾值，判定心跳信號(hào)正常；

31、若心跳信號(hào)正常，則對(duì)接收器接收的第一數(shù)據(jù)庫的第一參數(shù)數(shù)據(jù)利用正態(tài)算法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，得到標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)數(shù)據(jù)。

32、另一方面，所述預(yù)警模塊，包括：

33、歷史數(shù)據(jù)單元：在歷史庫根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)類型作為篩選條件，獲取預(yù)設(shè)參數(shù)類型的歷史參數(shù)數(shù)據(jù)；

34、模型訓(xùn)練單元：將歷史參數(shù)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集，標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)數(shù)據(jù)作為測(cè)試集，初始化預(yù)測(cè)火災(zāi)模型，基于訓(xùn)練集訓(xùn)練預(yù)測(cè)火災(zāi)模型，得到第一模型指標(biāo)；

35、模型驗(yàn)證單元：利用測(cè)試集驗(yàn)證第一模型指標(biāo)的偏差程度，并根據(jù)偏差程度重新訓(xùn)練預(yù)測(cè)火災(zāi)模型，得到最終火災(zāi)預(yù)測(cè)模型。

36、另一方面，所述預(yù)測(cè)模塊，還包括：

37、系統(tǒng)單元：將數(shù)據(jù)傳輸模塊和預(yù)警模塊整合到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，并在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，設(shè)置定期備份保存數(shù)據(jù)；

38、預(yù)測(cè)單元：將監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配置到真實(shí)環(huán)境中，對(duì)接指定區(qū)域真實(shí)森林參數(shù)數(shù)據(jù)，最終火災(zāi)預(yù)測(cè)模型根據(jù)真實(shí)森林參數(shù)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)指定區(qū)域的火災(zāi)預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)，并提供可視化界面進(jìn)行展示；

39、評(píng)估單元：對(duì)火災(zāi)預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行實(shí)地考察，收集實(shí)際反饋數(shù)據(jù)，與火災(zāi)預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行對(duì)比，評(píng)估并優(yōu)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的算法和設(shè)備配置。

40、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

41、本發(fā)明提供一種基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳址阑鸨O(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用以通過整合數(shù)據(jù)傳輸與預(yù)警模塊，構(gòu)建數(shù)據(jù)中心并定期備份，配置真實(shí)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，并通過實(shí)地反饋評(píng)估優(yōu)化算法與設(shè)備配置，實(shí)現(xiàn)高效森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)與預(yù)警，提高監(jiān)測(cè)、預(yù)警和響應(yīng)效率，優(yōu)化資源配置，高效處理災(zāi)情。

技術(shù)特征：

1.一種基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳址阑鸨O(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳址阑鸨O(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳址阑鸨O(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳址阑鸨O(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳址阑鸨O(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊，還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳址阑鸨O(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳址阑鸨O(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)警模塊，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳址阑鸨O(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)警模塊，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳址阑鸨O(jiān)測(cè)系統(tǒng),屬于數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域；系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集模塊：向目標(biāo)森林監(jiān)測(cè)區(qū)域配置傳感器并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，獲取原始森林參數(shù)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理模塊：使用邊緣設(shè)備對(duì)原始森林參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后存儲(chǔ)到第一數(shù)據(jù)庫中；數(shù)據(jù)傳輸模塊：采用心跳檢測(cè)機(jī)制檢測(cè)邊緣設(shè)備與數(shù)據(jù)傳輸終端的接收器是否在線連接且定期傳輸數(shù)據(jù)，若是，對(duì)接收器接收的第一數(shù)據(jù)庫的第一參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，得到標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)數(shù)據(jù)；預(yù)警模塊：根據(jù)歷史參數(shù)數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)目標(biāo)森林監(jiān)測(cè)區(qū)域的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，并配置到真實(shí)環(huán)境評(píng)估監(jiān)測(cè)效果。該系統(tǒng)提高監(jiān)測(cè)、預(yù)警和響應(yīng)效率，優(yōu)化資源配置，高效處理災(zāi)情。

技術(shù)研發(fā)人員：李迎新,史峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：柒星通信科技（北京）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26