基于物联网和3D GIS技术的时空大数据动态监管预警模型制造技术

本发明专利技术涉及一种基于物联网和3D GIS技术的时空大数据动态监管预警模型，该模型包括建模模块，建立虚拟化工园区模型和设置在化工园区中任意位置的火源，火源包括火焰区、浓烟区、中烟区和低烟区；接收模块，接收园区的实时风速信息、湿度信息和温度信息；中控模块，中控模块分别与接收模块和建模模块连接，将园区的实时信息作用于火源，评估火源对周围环境的吞噬性，根据模拟结果建立对应的救火方案，根据不同的火势级别选择不同的救火方案，若火势级别高，那么带来的损失可能会比较大，若火势级别低，带来的损失可能会比较小，由于带来的损失不同，采用的救火方案也必然不同，实现资源的优化利用，使得采用最优的方案面对当前的火势级别。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网和3DGIS技术的时空大数据动态监管预警模型
本专利技术涉及数据分析领域，尤其涉及一种基于物联网和3DGIS技术的时空大数据动态监管预警模型。
技术介绍
现如今，化工行业与国民经济发展、社会建设水平之间的关系十分密切，该行业为新时期发展至关重要的行业之一。但是化工原料和化工产品都会致使化工园区生产出现火灾隐患，随即就会发生火灾风险。火灾风险势必会直接影响到整个化工园区、化工企业的安全管理，甚至造成难以估量的人员伤亡、经济损失。虚拟现实技术是综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、人工智能技术、仿真技术等多种学科而发展起来的计算机领域的技术，将现实世界虚拟化，参与者可以直接参与所处的环境，置身于虚拟的世界之中。火灾的发生与消防是世界各国政府高度重视的一个问题，但是平时的消防模拟训练是一个关键而棘手的问题，不可能完全模拟真实的园区火灾的实时现场，所以虚拟仿真训练显得尤为重要，但是目前，虚拟仿真仅仅存在于博物馆、学校教学等场景，化工园区的火灾消防应用并不多见。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种基于物联网和3DGIS技术的时空大数据动态监管预警模型，可以预判火灾发展形势，确定救灾方案，及时控制火情，避免造成更大的损失。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于物联网和3DGIS技术的时空大数据动态监管预警模型，包括：建模模块，建立虚拟化工园区模型和设置在所述化工园区中任意位置的火源，所述火源包括火焰区、浓烟区、中烟区和低烟区；接收模块，接收园区的实时风速信息、湿度信息和温度信息；中控模块，所述中控模块分别与所述接收模块和所述建模模块连接，将园区的实时信息作用于所述火源，评估所述火源对周围环境的吞噬性，并根据模拟结果建立对应的救火方案；所述中控模块内设置有火势矩阵I(I1,I2,I3,I4,I5)和救火方案矩阵P(P1,P2,P3,P4,P5),其中I1表示第一火势级别，I2表示第二火势级别，I3表示第三火势级别，I4表示第四火势级别，I5表示第五火势级别，且I1<I2<I3<I4<I5；P1表示第一救火方案，P2表示第二救火方案，P3表示第三救火方案，P4表示第四救火方案，P5表示第五救火方案；当所述中控模块确定火源对周围环境的吞噬性属于第一火势级别I1时，则从所述中控模块中选择第一救火方案P1；当所述中控模块确定火源对周围环境的吞噬性属于第二火势级别I2时，则从所述中控模块中选择第二救火方案P2；当所述中控模块确定火源对周围环境的吞噬性属于第三火势级别I3时，则从所述中控模块中选择第三救火方案P3；当所述中控模块确定火源对周围环境的吞噬性属于第四火势级别I4时，则从所述中控模块中选择第四救火方案P4；当所述中控模块确定火源对周围环境的吞噬性属于第五火势级别I5时，则从所述中控模块中选择第五救火方案P5。具体而言，在任意i时刻，检测所述浓烟区的烟尘浓度A1i、所述中烟区的烟尘浓度A2i和所述低烟区的烟尘浓度A3i，所述浓烟区、所述中烟区和所述低烟区依次远离所述火焰区，经过T1时间后，检测在i+T1时刻，所述浓烟区的烟尘浓度A11i、所述中烟区的烟尘浓度A22i和所述低烟区的烟尘浓度A33i，根据所述浓烟区、所述中烟区和所述低烟区的烟尘浓度变化速度对所述火势级别进行补偿；所述中控模块内设置有浓度变化标准速度V0；分别将|A11i-A1i|/T1、|A22i-A2i|/T1和|A33i-A3i|/T1与所述浓度变化标准速度V0进行比较；若|A11i-A1i|/T1、|A22i-A2i|/T1和|A33i-A3i|/T1均<所述浓度变化标准速度V0，则无需对火势级别进行补偿；若|A11i-A1i|/T1、|A22i-A2i|/T1和|A33i-A3i|/T1中有任意两个数值≥浓度变化标准速度V0，则将对火势级别进行补偿0.5个级别；若|A11i-A1i|/T1、|A22i-A2i|/T1和|A33i-A3i|/T1中的三个数值均≥浓度变化标准速度V0，则将对火势级别进行补偿1个级别；中控模块根据实时火势级别确定对应的救火方案。具体而言，在所述中控模块内设置有不同的隔离曲线，分别为第一隔离曲线S1、第二隔离曲线S2、第三隔离曲线S3、第四隔离曲线S4和第五隔离曲线S5，不同的隔离曲线代表不同的人员疏散范围，第一隔离曲线S1对应的人员疏散范围>第二隔离曲线S2对应的人员疏散范围>第三隔离曲线S3对应的人员疏散范围>第四隔离曲线S4对应的人员疏散范围>第五隔离曲线S5对应的人员疏散范围；当所述中控模块选择所述第一救火方案P1时，选择第一隔离曲线S1对应的人员疏散范围，将在所述第一隔离曲线S1范围内的人员全部疏散；当所述中控模块选择所述第二救火方案P2时，选择第二隔离曲线S2对应的人员疏散范围，将在所述第二隔离曲线S2范围内的人员全部疏散；当所述中控模块选择所述第三救火方案P3时，选择第三隔离曲线S3对应的人员疏散范围，将在所述第三隔离曲线S3范围内的人员全部疏散；当所述中控模块选择所述第四救火方案P4时，选择第四隔离曲线S4对应的人员疏散范围，将在所述第四隔离曲线S4范围内的人员全部疏散；当所述中控模块选择所述第五救火方案P5时，选择第五隔离曲线S5对应的人员疏散范围，将在所述第五隔离曲线S5范围内的人员全部疏散。具体而言，在遏制火势过程中，检测浓烟区的实时风速V1t、中烟区的实时风速V2t和低烟区的实时风速V3t，在所述中控模块内设置有标准风速矩阵V00(V10，V20，V30)，其中V10表示浓烟区的标准风速，V20表示中烟区的标准风速，V30表示低烟区的标准风速；所述中控模块还设置有隔离曲线补偿矩阵K(K1,K2,K3)，其中K1表示第一补偿系数,K2表示第二补偿系数,K3表示第三补偿系数，且K1>K2>K3；分别比较浓烟区的实时风速V1t和浓烟区的标准风速V10、中烟区的实时风速V2t和中烟区的标准风速V20以及低烟区的实时风速V3t和低烟区的标准风速V30的大小，并根据比较结果选择隔离曲线补偿矩阵K(K1,K2,K3)中的补偿系数，并根据对应的补偿系数对所述隔离曲线进行补偿。具体而言，若浓烟区的实时风速V1t>浓烟区的标准风速V10时，则选择所述隔离曲线补偿矩阵K(K1,K2,K3)中的第一补偿系数K1对所述隔离曲线进行补偿，补偿后的第一隔离曲线为S1×(1+K1)、第二隔离曲线为S2×(1+K1)、第三隔离曲线为S3×(1+K1)、第四隔离曲线为S4×(1+K1)和第五隔离曲线为S5×(1+K1)；若中烟区的实时风速V2t>中烟区的标准风速V20，则选择所述隔离曲线补偿矩阵K(K1,K2,K3)中的第二补偿系数K2对所述隔离曲线进行补偿，补偿后的第一隔离曲线为S1×(1+K2)、第二隔离曲线为S2×(1+K2)、第三隔离曲线为S3×(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网和3D GIS技术的时空大数据动态监管预警模型，其特征在于，包括：/n建模模块，建立虚拟化工园区模型和设置在所述化工园区中任意位置的火源，所述火源包括火焰区、浓烟区、中烟区和低烟区；/n接收模块，接收园区的实时风速信息、湿度信息和温度信息；/n中控模块，所述中控模块分别与所述接收模块和所述建模模块连接，将园区的实时信息作用于所述火源，评估所述火源对周围环境的吞噬性，并根据模拟结果建立对应的救火方案；/n所述中控模块内设置有火势矩阵I(I1,I2,I3,I4,I5)和救火方案矩阵P(P1,P2,P3,P4,P5),其中I1表示第一火势级别，I2表示第二火势级别，I3表示第三火势级别，I4表示第四火势级别，I5表示第五火势级别，且I1<I2<I3<I4<I5；P1表示第一救火方案，P2表示第二救火方案，P3表示第三救火方案，P4表示第四救火方案，P5表示第五救火方案；/n当所述中控模块确定火源对周围环境的吞噬性属于第一火势级别I1时，则从所述中控模块中选择第一救火方案P1；/n当所述中控模块确定火源对周围环境的吞噬性属于第二火势级别I2时，则从所述中控模块中选择第二救火方案P2；/n当所述中控模块确定火源对周围环境的吞噬性属于第三火势级别I3时，则从所述中控模块中选择第三救火方案P3；/n当所述中控模块确定火源对周围环境的吞噬性属于第四火势级别I4时，则从所述中控模块中选择第四救火方案P4；/n当所述中控模块确定火源对周围环境的吞噬性属于第五火势级别I5时，则从所述中控模块中选择第五救火方案P5。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网和3DGIS技术的时空大数据动态监管预警模型，其特征在于，包括：
建模模块，建立虚拟化工园区模型和设置在所述化工园区中任意位置的火源，所述火源包括火焰区、浓烟区、中烟区和低烟区；
接收模块，接收园区的实时风速信息、湿度信息和温度信息；
中控模块，所述中控模块分别与所述接收模块和所述建模模块连接，将园区的实时信息作用于所述火源，评估所述火源对周围环境的吞噬性，并根据模拟结果建立对应的救火方案；
所述中控模块内设置有火势矩阵I(I1,I2,I3,I4,I5)和救火方案矩阵P(P1,P2,P3,P4,P5),其中I1表示第一火势级别，I2表示第二火势级别，I3表示第三火势级别，I4表示第四火势级别，I5表示第五火势级别，且I1<I2<I3<I4<I5；P1表示第一救火方案，P2表示第二救火方案，P3表示第三救火方案，P4表示第四救火方案，P5表示第五救火方案；
当所述中控模块确定火源对周围环境的吞噬性属于第一火势级别I1时，则从所述中控模块中选择第一救火方案P1；
当所述中控模块确定火源对周围环境的吞噬性属于第二火势级别I2时，则从所述中控模块中选择第二救火方案P2；
当所述中控模块确定火源对周围环境的吞噬性属于第三火势级别I3时，则从所述中控模块中选择第三救火方案P3；
当所述中控模块确定火源对周围环境的吞噬性属于第四火势级别I4时，则从所述中控模块中选择第四救火方案P4；
当所述中控模块确定火源对周围环境的吞噬性属于第五火势级别I5时，则从所述中控模块中选择第五救火方案P5。


2.根据权利要求1所述的基于物联网和3DGIS技术的时空大数据动态监管预警模型，其特征在于，
在任意i时刻，检测所述浓烟区的烟尘浓度A1i、所述中烟区的烟尘浓度A2i和所述低烟区的烟尘浓度A3i，所述浓烟区、所述中烟区和所述低烟区依次远离所述火焰区，经过T1时间后，检测在i+T1时刻，所述浓烟区的烟尘浓度A11i、所述中烟区的烟尘浓度A22i和所述低烟区的烟尘浓度A33i，根据所述浓烟区、所述中烟区和所述低烟区的烟尘浓度变化速度对所述火势级别进行补偿；
所述中控模块内设置有浓度变化标准速度V0；
分别将|A11i-A1i|/T1、|A22i-A2i|/T1和|A33i-A3i|/T1与所述浓度变化标准速度V0进行比较；若|A11i-A1i|/T1、|A22i-A2i|/T1和|A33i-A3i|/T1均<所述浓度变化标准速度V0，则无需对火势级别进行补偿；
若|A11i-A1i|/T1、|A22i-A2i|/T1和|A33i-A3i|/T1中有任意两个数值≥浓度变化标准速度V0，则将对火势级别进行补偿0.5个级别；
若|A11i-A1i|/T1、|A22i-A2i|/T1和|A33i-A3i|/T1中的三个数值均≥浓度变化标准速度V0，则将对火势级别进行补偿1个级别；
中控模块根据实时火势级别确定对应的救火方案。


3.根据权利要求2所述的基于物联网和3DGIS技术的时空大数据动态监管预警模型，其特征在于，在所述中控模块内设置有不同的隔离曲线，分别为第一隔离曲线S1、第二隔离曲线S2、第三隔离曲线S3、第四隔离曲线S4和第五隔离曲线S5，不同的隔离曲线代表不同的人员疏散范围，第一隔离曲线S1对应的人员疏散范围>第二隔离曲线S2对应的人员疏散范围>第三隔离曲线S3对应的人员疏散范围>第四隔离曲线S4对应的人员疏散范围>第五隔离曲线S5对应的人员疏散范围；
当所述中控模块选择所述第一救火方案P1时，选择第一隔离曲线S1对应的人员疏散范围，将在所述第一隔离曲线S1范围内的人员全部疏散；
当所述中控模块选择所述第二救火方案P2时，选择第二隔离曲线S2对应的人员疏散范围，将在所述第二隔离曲线S2范围内的人员全部疏散；
当所述中控模块选择所述第三救火方案P3时，选择第三隔离曲线S3对应的人员疏散范围，将在所述第三隔离曲线S3范围内的人员全部疏散；
当所述中控模块选择所述第四救火方案P4时，选择第四隔离曲线S4对应的人员疏散范围，将在所述第四隔离曲线S4范围内的人员全部疏散；
当所述中控...

【专利技术属性】
技术研发人员：武俊红，唐玉娟，王淑娟，
申请(专利权)人：江苏星月测绘科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32