一种基于数据处理的水利工程安全监测方法及系统技术方案

本说明书实施例提供一种基于数据处理的水利工程安全监测方法及系统，其中，该方法包括：将水利工程的待监测区域分为多个子区域，在每个子区域内设置至少一个安全监测组件；在多个子区域内设置多个边缘计算设备，每个边缘计算设备对应有至少一个安全监测组件；边缘计算设备接收对应的安全监测组件采集的实时安全相关数据并基于安全监测组件采集的实时安全相关数据进行数据分析，确定安全监测组件所在子区域的安全风险，并将对应的安全监测组件采集的数据上传至安全监测平台；将安全风险大于预设安全风险阈值的子区域作为目标子区域，安全监测平台基于多个边缘计算设备中的至少一部分上传的实时安全相关数据，二次确定目标子区域的安全风险。子区域的安全风险。子区域的安全风险。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据处理的水利工程安全监测方法及系统


[0001]本说明书涉及数据处理领域，特别涉及一种基于数据处理的水利工程安全监测方法及系统。

技术介绍

[0002]水利工程是用于控制和调配自然界的地表水和地下水，达到除害兴利目的而修建的工程，也称为水工程，水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，但其自然存在的状态并不完全符合人类的需要，只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪涝灾害，并进行水量的调节和分配，以满足人民生活和生产对水资源的需要，水利工程需要修建坝、堤、溢洪道、水闸、进水口、渠道、渡漕、筏道、鱼道等不同类型的水工建筑物，以实现其目标。
[0003]现有的水利工程建设安全监测是通过监理人员定期去现场勘察，无法对水利工程的安全进行实时监测，因此传统的水利工程建设安全监测方式还存在了很多问题，一方面，监测内容比较单一，具有片面性，一方面无法有效的提高对水利工程安全监测的监测效率，另一方面，传统方式需要大量的人工成本和时间成本。
[0004]因此，需要提供一种基于数据处理的水利工程安全监测方法及系统，用于对水利工程安全进行自动监测。

技术实现思路

[0005]本说明书实施例之一提供一种基于数据处理的水利工程安全监测方法，包括：将水利工程的待监测区域分为多个子区域，在每个所述子区域内设置至少一个安全监测组件，所述安全监测组件用于获取所在子区域的实时安全相关数据；在所述多个子区域内设置多个边缘计算设备，每个所述边缘计算设备对应有至少一个所述安全监测组件；所述边缘计算设备接收对应的所述安全监测组件采集的数据并基于所述安全监测组件采集的数据进行数据分析，确定所述安全监测组件所在子区域的安全风险，并将对应的所述安全监测组件采集的数据上传至安全监测平台；当存在至少一个所述子区域的安全风险大于预设安全风险阈值时，将安全风险大于预设安全风险阈值的子区域作为目标子区域，所述安全监测平台基于所述多个边缘计算设备中的至少一部分上传的数据，二次确定所述目标子区域的安全风险。
[0006]在一些实施例中，所述安全监测组件包括至少一个数据采集设备；所述在每个所述子区域内设置至少一个安全监测组件，包括：对于每个所述子区域，获取所述子区域的子区域相关信息，其中，所述子区域相关信息至少包括地形特征信息、环境信息及水利工程施工信息；对于每个所述子区域，基于所述子区域相关信息确定设置在所述子区域的数据采集设备的类型及数量。
[0007]在一些实施例中，所述在所述多个子区域内设置多个边缘计算设备，包括：建立所述水利工程的待监测区域的三维空间模型；计算每个所述安全监测组件对应的算力需求；通过蒙特卡洛模型随机生成多种候选设置方案，其中，每种所述候选设置方案包括所述边
缘计算设备的数量、每个所述边缘计算设备的安装位置及每个所述边缘计算设备对应的安全监测组件；对于每种所述候选设置方案，基于所述水利工程的待监测区域的三维空间模型、每个所述数据采集设备的安装位置及每个所述安全监测组件对应的算力需求，计算所述候选设置方案的匹配值；基于每种所述候选设置方案对应的匹配值，从所述多种候选设置方案确定目标候选设置方案；基于所述目标候选设置方案，在所述多个子区域内设置多个边缘计算设备。
[0008]在一些实施例中，所述基于所述水利工程的待监测区域的三维空间模型、每个所述数据采集设备的安装位置及每个所述安全监测组件对应的算力需求，计算所述候选设置方案的匹配值，包括：对于每个所述边缘计算设备，基于所述边缘计算设备对应的每个所述安全监测组件包括的每个所述数据采集设备的数据安装设备的安装位置及所述水利工程的待监测区域的三维空间模型，计算所述边缘计算设备的总通信距离；基于所述边缘计算设备对应的每个所述安全监测组件的算力需求，计算所述边缘计算设备的算力饱和度；基于所述边缘计算设备的总通信距离及所述边缘计算设备的算力饱和度，计算所述边缘计算设备对应的设备匹配度；基于每个所述边缘计算设备对应的设备匹配度，计算所述候选设置方案的匹配值。
[0009]在一些实施例中，所述边缘计算设备接收对应的所述安全监测组件采集的数据并基于所述安全监测组件采集的数据进行数据分析，确定所述安全监测组件所在子区域的安全风险，包括：对所述安全监测组件采集的数据进行异常值剔除并进行缺失值补全，生成补全后的数据；所述边缘计算单元使用风险确定模型基于所述补全后的数据所述安全监测组件所在子区域的安全风险。
[0010]在一些实施例中，所述边缘计算单元使用风险确定模型基于所述补全后的数据所述安全监测组件所在子区域的安全风险，包括：所述边缘计算单元使用精度提升模型基于所述补全后的数据，生成精度提升后的数据；所述边缘计算单元使用所述风险确定模型基于所述补全后的数据所述安全监测组件所在子区域的安全风险。
[0011]在一些实施例中，所述边缘计算设备将对应的所述安全监测组件采集的数据上传至安全监测平台，包括：所述边缘计算单元将所述安全监测组件对应的精度提升后的数据加密后上传至安全监测平台。
[0012]在一些实施例中，所述边缘计算单元将所述安全监测组件对应的精度提升后的数据加密后上传至安全监测平台，包括：所述边缘计算单元基于所述安全监测组件的设备编码及所在安全监测组件的实时位置所在的子区域信息，对所述安全监测组件对应的精度提升后的数据进行第一次加密，生成第一次加密后的数据；所述边缘计算单元基于所述安全监测平台的公钥及随机数对所述第一次加密后的数据进行第二次加密，生成第二次加密后的数据；所述边缘计算单元使用关联函数基于所述安全监测平台的公钥及随机数生成加密标识；所述边缘计算单元将所述第二次加密后的数据及所述加密标识发送至所述安全监测平台。
[0013]在一些实施例中，所述当存在至少一个所述子区域的安全风险大于预设安全风险阈值时，将安全风险大于预设安全风险阈值的子区域作为目标子区域，所述安全监测平台基于所述多个边缘计算设备中的至少一部分上传的数据，二次确定所述目标子区域的安全风险，包括：所述安全监测平台接收所述边缘计算单元上传的边缘计算单元上传的所述第
二次加密后的数据及所述加密标识；所述安全监测平台基于所述公钥及所述加密标识对所述关联函数求解，获取随机数；所述安全监测平台基于所述公钥及所述随机数，对所述第二次加密后的数据进行解密，获取所述第一次加密后的数据；所述安全监测平台基于预存的所述安全监测组件的设备编码及所在安全监测组件所在的子区域信息，对所述第一次加密后的数据进行解密，获取所述安全监测组件对应的精度提升后的数据；所述安全监测平台确定所述目标子区域的至少一个相关子区域，基于所述目标子区域包括的安全监测组件对应的精度提升后的数据及所述相关子区域对应的精度提升后的数据，二次确定所述目标子区域的安全风险。
[0014]本说明书实施例之一提供一种基于数据处理的水利工程安全监测系统，包括：数据采集模块，用于将水利工程的待监测区域分为多个子区域，在每个所述子区域内设置至少一个安全监测组件，所述安全监测组件用于获取所在子区域的实时安全相关数据；边缘计算模块，用于在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数据处理的水利工程安全监测方法，其特征在于，包括：将水利工程的待监测区域分为多个子区域，在每个所述子区域内设置至少一个安全监测组件，所述安全监测组件用于获取所在子区域的实时安全相关数据；在所述多个子区域内设置多个边缘计算设备，每个所述边缘计算设备对应有至少一个所述安全监测组件；所述边缘计算设备接收对应的所述安全监测组件采集的数据并基于所述安全监测组件采集的数据进行数据分析，确定所述安全监测组件所在子区域的安全风险，并将对应的所述安全监测组件采集的数据上传至安全监测平台；当存在至少一个所述子区域的安全风险大于预设安全风险阈值时，将安全风险大于预设安全风险阈值的子区域作为目标子区域，所述安全监测平台基于所述多个边缘计算设备中的至少一部分上传的数据，二次确定所述目标子区域的安全风险。2.根据权利要求1所述的一种基于数据处理的水利工程安全监测方法，其特征在于，所述安全监测组件包括至少一个数据采集设备；所述在每个所述子区域内设置至少一个安全监测组件，包括：对于每个所述子区域，获取所述子区域的子区域相关信息，其中，所述子区域相关信息至少包括地形特征信息、环境信息及水利工程施工信息；对于每个所述子区域，基于所述子区域相关信息确定设置在所述子区域的数据采集设备的类型及数量。3.根据权利要求2所述的一种基于数据处理的水利工程安全监测方法，其特征在于，所述在所述多个子区域内设置多个边缘计算设备，包括：建立所述水利工程的待监测区域的三维空间模型；计算每个所述安全监测组件对应的算力需求；通过蒙特卡洛模型随机生成多种候选设置方案，其中，每种所述候选设置方案包括所述边缘计算设备的数量、每个所述边缘计算设备的安装位置及每个所述边缘计算设备对应的安全监测组件；对于每种所述候选设置方案，基于所述水利工程的待监测区域的三维空间模型、每个所述数据采集设备的安装位置及每个所述安全监测组件对应的算力需求，计算所述候选设置方案的匹配值；基于每种所述候选设置方案对应的匹配值，从所述多种候选设置方案确定目标候选设置方案；基于所述目标候选设置方案，在所述多个子区域内设置多个边缘计算设备。4.根据权利要求3所述的一种基于数据处理的水利工程安全监测方法，其特征在于，所述基于所述水利工程的待监测区域的三维空间模型、每个所述数据采集设备的安装位置及每个所述安全监测组件对应的算力需求，计算所述候选设置方案的匹配值，包括：对于每个所述边缘计算设备，基于所述边缘计算设备对应的每个所述安全监测组件包括的每个所述数据采集设备的数据安装设备的安装位置及所述水利工程的待监测区域的三维空间模型，计算所述边缘计算设备的总通信距离；基于所述边缘计算设备对应的每个所述安全监测组件的算力需求，计算所述边缘计算
设备的算力饱和度；基于所述边缘计算设备的总通信距离及所述边缘计算设备的算力饱和度，计算所述边缘计算设备对应的设备匹配度；基于每个所述边缘计算设备对应的设备匹配度，计算所述候选设置方案的匹配值。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的一种基于数据处理的水利工程安全监测方法，其特征在于，所述边缘计算设备接收对应的所述安全监测组件采集的数据并基于所述安全监测组件采集的数据进行数据分析，确定所述安全监测组件所在子区域的安全风险，包括：对所述安全监测组件采集的数据进行异常值剔除并进行缺失值补全，生成补全后的数据；所述边缘计算单元使用风险确定模型基于所述补全后的数据所述安全监测组件所在子区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫忠平，季超，杨杰，王雪，吴延胜，
申请(专利权)人：杭州水立科技有限公司，
类型：发明
国别省市：