一种基于云计算的灾害风险预警管理系统技术方案

本发明专利技术涉及风险管理技术领域，具体地说，涉及一种基于云计算的灾害风险预警管理系统。包括基建管理单元、数据处理单元、风险研究单元和预警管理单元；数据处理单元用于对监测数据进行处理；风险研究单元用于基于云计算对灾害的风险等级进行计算评估；预警管理单元用于展示分析结果并进行预警。本发明专利技术设计可以实时获取多种气象目标状态数据并归类统计，实现对灾害风险的辨识、评估和分级；可以更精确地评估自然灾害对区域的危害程度；多元展示灾害风险预测情况，并可通过多种方式将预测的灾害风险反馈给公众，以便及时进行应急处理和预防安排，以减轻灾害可能造成的人员伤亡和经济损失情况。情况。情况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于云计算的灾害风险预警管理系统


[0001]本专利技术涉及风险管理
，具体地说，涉及一种基于云计算的灾害风险预警管理系统。

技术介绍

[0002]灾害是指由于自然的、人为的或自然与人为综合的原因，对人类生存和社会发展造成损害、产生人员伤亡和财产损失等不利后果的现象，主要分为自然灾害、事故灾害、公共卫生实践和社会安全事件等四类。灾害主要由孕灾环境、致灾因子、承载体、灾情组成。随着科学技术的不断发展，自然的气象情况可以越来越精准地被预测出来，若基于精确的气象监测，结合孕灾环境和致灾因子的碰撞分析，则有望对多种可能由气象情况引起的自然灾害如强降雨/雪、旱涝、极端高低温天气等灾害进行预测，并可及时告知公众以便快速进行应急处理，以降低人员伤亡、经济损失等。然而，目前却没有基于云计算的全面精准的灾害风险预警管理系统。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供了一种基于云计算的灾害风险预警管理系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述技术问题的解决，本专利技术的目的之一在于，提供了一种基于云计算的灾害风险预警管理系统，包括基建管理单元、数据处理单元、风险研究单元和预警管理单元；所述基建管理单元、所述数据处理单元、所述风险研究单元与所述预警管理单元依次通过网络通信连接；所述基建管理单元用于对预警管理系统运行的基础设施进行管理控制，所述基础设施包括设备、传感装置、数据库、通讯技术；所述数据处理单元用于对通过各目标监测终端获取的监测数据进行聚类、统计处理；所述风险研究单元用于构建灾害风险的层次模型并基于云计算对灾害的风险等级进行计算评估；所述预警管理单元用于以多元形式展示分析结果并对灾害风险进行预警管理；所述基建管理单元包括基础设备模块、监测传感模块、分布数据库模块和通讯支持模块；所述数据处理单元包括采集传输模块、密度聚类模块、二次聚类模块和归类统计模块；所述风险研究单元包括层次模型模块、判断计算模块、评价分级模块和风险评估模块；所述预警管理单元包括报表图形模块、综合报告模块、多元展示模块和风险告警模块。
[0005]作为本技术方案的进一步改进，所述基础设备模块、所述监测传感模块、所述分布数据库模块与所述通讯支持模块依次通过网络通信连接；所述基础设备模块用于提供并管
理构成系统运行的处理设备；所述监测传感模块用于在监测区域内布设若干可能形成自然灾害的气象环境目标监测终端传感器并实时获取各传感器采集的对应状态数据；所述分布数据库模块用于基于区块链技术在云端建立分布式数据库以便在终端近端处提供数据服务；所述通讯支持模块用于通过多种通信技术在系统各层面、系统内各设备之间建立信号连接及数据传输的通道；所述分布数据库模块采用主备库方式进行数据同步，其中，具体包括：判断主备数据文件数量是否一致，若不一致则重传最新的控制文件；检查主库日志范围并对比备库控制文件系统改变号，若备库的控制文件小于日志范围则重传最新的控制文件；重传控制文件后，更新控制文件对应的数据文件信息；检测备库数据文件是否在主库日志范围内；重传断档的数据文件及未发送的数据文件，并更新控制文件信息；执行一次日志归档，记录最后一条记录的首次更改号，确定待传输的归档日志；将差异的归档日志从主库传输到备库；对备库进行数据恢复，保证所有数据文件都已经传输完成，并且日志应用到最新状态；重新打开备库，验证数据库是否可以正常打开，并校验数据文件是否存在传输错误。
[0006]其中，基础设备包括但不限于计算机、处理器、显示终端、移动终端等。
[0007]其中，目标监测终端传感器包括但不限于风力风速计、气象温度计、雷电监测设备、雷电流在线监测仪器、气象水文监测仪、降雨量监测仪等。
[0008]其中，通讯技术包括但不限于有线网、局域网、无线传输、数据流量、蓝牙、ZigBee等。
[0009]作为本技术方案的进一步改进，所述采集传输模块的信号输出端与所述密度聚类模块的信号输入端连接，所述密度聚类模块的信号输出端与所述二次聚类模块的信号输入端连接，所述二次聚类模块的信号输出端与所述归类统计模块的信号输入端连接；所述采集传输模块用于通过布设的各目标监测终端采集获取相应的状态数据并实时传输到系统的数据处理单元；所述密度聚类模块用于在数据处理单元统计处理的数据中随机抽取部分样本数据，对抽样数据进行基于密度的聚类处理，快速聚类确定簇数和初始簇心；所述二次聚类模块用于将样本密度聚类获取的簇数和初始簇心作为输入条件对数据处理单元统计处理的数据进行快速聚类处理；所述归类统计模块用于根据快速聚类的结果，根据检测数据的目标类型分别进行归类、统计及存储，以便后续对存在相关性的数据进行碰撞分析。
[0010]作为本技术方案的进一步改进，所述密度聚类模块中，密度聚类的方法优选采用DBSCAN算法，该算法的具体步骤为：Step1、以每一个数据点为圆心，以eps为半径画一个圆圈，这个圆圈被称为的eps邻域；Step2、对这个圆圈内包含的点进行计算，若一个圆圈内的点数目超过了密度阈值MinPts，则将该圆圈的圆心记为核心点，又称核心对象，若某个点的eps邻域内点的个数小于密度阈值单只落在核心点的邻域内，则称该点为边界点，同时既不是核心点也不是边界点的点称为噪声点或离群点；根据eps邻域和密度阈值MinPts，依次完成所有数据的点类型判断，并删除噪声点或离群点；核心点的eps邻域内的所有点，都是的直接密度直达，若由密度直达，由密度直达，由密度直达，则通过密度直达的传递性可以推导出，由密度可达；如果对于，使和 都可以由密度可达，则可称和密度
相连，将密度相连的点连接在一起就形成了聚类簇；Step3、将距离小于MinPts的两个核心点连接在一起，形成若干组簇；将边界点分配到距离其最近的核心点范围内，直到形成最终的聚类结果。
[0011]作为本技术方案的进一步改进，所述层次模型模块的信号输出端与所述判断计算模块的信号输入端连接，所述判断计算模块的信号输出端与所述评价分级模块的信号输入端连接，所述评价分级模块的信号输出端与所述风险评估模块的信号输入端连接；所述层次模型模块用于根据灾害风险在区域内可能造成的影响，选取多个指标分别进行归一化处理，以各指标作为灾害风险评估的初始值，并依据风险评估要求建立风险评估的层次结构模型；所述判断计算模块用于构造各风险指标因素的判断矩阵，并通过对矩阵的分析计算来获取各指标在综合风险度评估中的权重值；所述评价分级模块用于通过结合层次结构分析法计算各指标的权重矩阵，并结合风险评价指标建立灾害风险度评价指数的数学模型，并依据一定的评判标准来将区域内灾害的风险程度依指数划分为不同等级；所述风险评估模块用于结合区域内大量的环境条件，分别对不同类型的灾害及风险程度进行统计评估及分析。
[0012]其中，层次结构模型可以分为三层或更多，此处优选为三层结构，具体可以为：第一层为区域内灾害风险度的目标层，第二层为灾害形成条件的准则层，第三层为综合影响因素的指标层；具体地，评估指标包括但不限于区域内灾害发生频次、区域路网密度、区域环境条件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于云计算的灾害风险预警管理系统，其特征在于：包括基建管理单元（100）、数据处理单元（200）、风险研究单元（300）和预警管理单元（400）；所述基建管理单元（100）、所述数据处理单元（200）、所述风险研究单元（300）与所述预警管理单元（400）依次通过网络通信连接；所述基建管理单元（100）用于对预警管理系统运行的基础设施进行管理控制，所述基础设施包括设备、传感装置、数据库、通讯技术；所述数据处理单元（200）用于对通过各目标监测终端获取的监测数据进行聚类、统计处理；所述风险研究单元（300）用于构建灾害风险的层次模型并基于云计算对灾害的风险等级进行计算评估；所述预警管理单元（400）用于以多元形式展示分析结果并对灾害风险进行预警管理；所述基建管理单元（100）包括基础设备模块（101）、监测传感模块（102）、分布数据库模块（103）和通讯支持模块（104）；所述数据处理单元（200）包括采集传输模块（201）、密度聚类模块（202）、二次聚类模块（203）和归类统计模块（204）；所述风险研究单元（300）包括层次模型模块（301）、判断计算模块（302）、评价分级模块（303）和风险评估模块（304）；所述预警管理单元（400）包括报表图形模块（401）、综合报告模块（402）、多元展示模块（403）和风险告警模块（404）。2.根据权利要求1所述的基于云计算的灾害风险预警管理系统，其特征在于：所述基础设备模块（101）、所述监测传感模块（102）、所述分布数据库模块（103）与所述通讯支持模块（104）依次通过网络通信连接；所述基础设备模块（101）用于提供并管理构成系统运行的处理设备；所述监测传感模块（102）用于在监测区域内布设若干可能形成自然灾害的气象环境目标监测终端传感器并实时获取各传感器采集的对应状态数据；所述分布数据库模块（103）用于基于区块链技术在云端建立分布式数据库以便在终端近端处提供数据服务；所述通讯支持模块（104）用于通过多种通信技术在系统各层面、系统内各设备之间建立信号连接及数据传输的通道；所述分布数据库模块（103）采用主备库方式进行数据同步，其中，具体包括：判断主备数据文件数量是否一致，若不一致则重传最新的控制文件；检查主库日志范围并对比备库控制文件系统改变号，若备库的控制文件小于日志范围则重传最新的控制文件；重传控制文件后，更新控制文件对应的数据文件信息；检测备库数据文件是否在主库日志范围内；重传断档的数据文件及未发送的数据文件，并更新控制文件信息；执行一次日志归档，记录最后一条记录的首次更改号，确定待传输的归档日志；将差异的归档日志从主库传输到备库；对备库进行数据恢复，保证所有数据文件都已经传输完成，并且日志应用到最新状态；重新打开备库，验证数据库是否可以正常打开，并校验数据文件是否存在传输错误。3.根据权利要求1所述的基于云计算的灾害风险预警管理系统，其特征在于：所述采集传输模块（201）的信号输出端与所述密度聚类模块（202）的信号输入端连接，所述密度聚类模块（202）的信号输出端与所述二次聚类模块（203）的信号输入端连接，所述二次聚类模块（203）的信号输出端与所述归类统计模块（204）的信号输入端连接；所述采集传输模块（201）用于通过布设的各目标监测终端采集获取相应的状态数据并实时传输到预警管理系统的数据处理单元（200）；所述密度聚类模块（202）用于在数据处理单元（200）统计处理的数据中随机抽取部分样本数据，对抽样数据进行基于密度的聚类处理，快速聚类确定簇数
和初始簇心；所述二次聚类模块（203）用于将样本密度聚类获取的簇数和初始簇心作为输入条件对数据处理单元（200）统计处理的数据进行快速聚类处理；所述归类统计模块（204）用于根据快速聚类的结果，根据检测数据的目标类型分别进行归类、统计及存储，以便后续对存在相关性的数据进行碰撞分析。4.根据权利要求3所述的基于云计算的灾害风险预警管理系统，其特征在于：所述密度聚类模块（202）中，密度聚类的方法优选采用DBSCAN算法，该算法的具体步骤为：Step1、以每一个数据点为圆心，以eps为半径画一个圆圈，这个圆圈被称为的eps邻域；Step2、对这个圆圈内包含的点进行计算，若一个圆圈内的点数目超过了密度阈值MinPts，则将该圆圈的圆心记为核心点，又称核心对象，若某个点的eps邻域内点的个数小于密度阈值，且该点单独落在核心点的邻域内，则称该点为边界点，同时既不是核心点也不是边界点的点称为噪声点或离群点；根据eps邻域和密度阈值MinPts，依次完成所有数据的点类型判断，并删除噪声点或离群点；核心...

【专利技术属性】
技术研发人员：于少康，邵虹，罗璇，
申请(专利权)人：江西省国土空间调查规划研究院，
类型：发明
国别省市：