一种泥石流灾害预防报警系统

1.一种泥石流灾害预防报警系统，其特征在于，包括前端数据采集装置(1)、数据传输装置(2)、报警中心(3)和远程设备(4)；
所述前端数据采集装置(1)包括视频分析单元(11)，所述视频分析单元(11)包括标定牌和摄像机，所述标定牌固定在被监测地表，所述标定牌表面涂有反光材料和/或设置有光源，所述摄像机监控所述标牌的相对位置的变化；
所述数据传输装置(2)连接于所述前端数据采集装置(1)和所述报警中心(3)之间，包括无线网桥和/或光纤传输和/或微波传输和/或网线传输和/或3G无线传输，所述数据传输装置(2)用于将所述前端数据采集装置(1)采集的数据传输至所述报警中心(3)；
所述远程设备(4)包括报警装置(41)，所述报警装置(41)与所述报警中心(3)连接，包括报警发布单元(411)和报警单元(412)，所述报警发布单元(411)发布报警信息至所述报警单元(412)，所述报警单元(412)利用声和/或光的形式报警；
所述报警中心(3)包括至少一台服务器，用于接收所述前端数据采集装置(1)采集到的数据，并按照预设规则分析采集的数据信息来确定报警级别，在报警级别超过预设级别后启动报警发布单元，进行报警。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述前端数据采集装置(1)还包括降水量采集单元(12)，所述降水量采集单元(12)实时采集被监测地区的降水量。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述前端数据采集装置(1)还包括泥水位监测单元(13)，所述泥水位监测单元(13)包括红外或超声波泥水位检测器，架设在排洪沟附近，监测泥水位。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述前端数据采集装置(1)还包括次声报警单元(14)，所述次声报警单元收集地址发生变动时产生的次声波。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述前端数据采集装置(1)还包括太阳能及风力供电单元(15)，所述太阳能及风力供电单元(15)用于将太阳能和/或风能转换为供所述前端数据采集装置工作的电能。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据传输装置(2)采用两种以上通讯方式同时传送相同数据。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述远程设备(4)还包括无线视频会议装置(42)，所述无线视频会议装置(42)与所述报警中心(3)连接，由所述报警中心(3)启动来进行无线视频会议。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述远程设备(4)还包括远程数据中心(43)，所述远程数据中心(43)与所述报警中心(3)连接，共享报警中心(3)的数据。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述远程设备(4)还包括客户端(44)，所述客户端(44)登陆所述报警中心(44)的服务器进行操作。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述远程设备(4)还包括无人巡航装置(45)，所述无人巡航装置(45)采用加挂无线摄像机、自动巡航设备和全球定位设备的轻型燃油无人飞机。

一种泥石流灾害预防报警系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及自然灾害预防报警技术领域，特别是涉及一种泥石流灾害预防报警系统。\n背景技术\n[0002] 地质自然灾害是人为因素或自然的作用下所发生的对人类生命财产、环境造成破坏的地质作用。我国幅员辽阔、地理气候条件复杂，所受的灾害种类多、发生频率高、损失严重。其中又以泥石流和山体滑坡造成的伤亡最严重。\n[0003] 泥石流是山区常见的一种自然灾害现象，是在山区沟谷中，由暴雨、大量冰雪融水或江湖、水库溃决后的急速地表径流激发的并具有强大冲击力和破坏作用的特殊洪流造成的灾害。主要由泥沙、石块等松散固体物质和水混合组成。\n[0004] 在地形起伏剧烈、新构造运动强烈、暴雨集中的山地高原地区泥石流的发生概率比较高，其基本特点是：活动频繁，来势凶猛，常使人猝不及防。一次泥石流的成灾范围大小不一：孤立的泥石流一般为几平方千米到几十平方千米；区域性泥石流达几十到几百平方千米，最大超过1000平方千米。泥石流具有广泛破坏效应，主要表现为：摧毁城镇、村庄、矿山、工厂、工程设施，造成人员伤亡和财产损失；破坏铁路、公路、桥梁、车站，颠覆淤埋火车、汽车，淤塞航道，破坏水陆交通运输；淤积河道、湖泊、水库，破坏水利工程，加剧洪水灾害；\n破坏国土资源和流域生态环境，加剧山区贫困。世界上二有50多个国家存在泥石流的潜在威胁。\n[0005] 山体滑坡是指山体斜坡上某一部分岩土在重力(包括岩土本身重力及地下水的动静压力)作用下，沿着一定的软弱结构面(带)产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动的作用和现象，不仅造成一定范围内的人员伤亡、财产损失，还会对附近道路交通造成严重威胁。\n[0006] 无论是山体滑坡还是泥石流等自然灾害，均是危害性较大的自然灾害，因此做好泥石流、山体滑坡的预防和报警工作，以保证附近居民的生命财产安全是刻不容缓的。\n[0007] 以往，泥石流及山体滑坡等预防仍处在人防阶段，依靠群众人工巡防。在连续降雨天气或大暴雨前期，山林或丘陵人工巡防不仅危险而且效率很低，遇到大雨大雾或夜里光线不足时不能及时发现险情。即使能够及时发现险情，往往因为山区道路不通、路途遥远、无无线信号等原因不能第一时间将警情发布到位，造成大量人员伤亡。\n[0008] 随着科技的进步，视频系统被用来监控泥石流及山体滑坡易发生地带。泥石流及山体滑坡最初发生时大都是缓慢的，形成时间相对较长，小范围的地标运动依靠人工的观察较难判断，尤其是在发生过滑坡及坍塌地带，远距离的观察很难区分历史痕迹与新痕迹，所以安装视频监控系统虽然较之人工巡防具有先进性，但是仅依靠人工肉眼观察视频图像，对险情的灵敏度不高。且有时受天气及光线影响，在野外的视频图像效果不佳，同时随着监控点位的增加，需要大量人员实时观察视频图像，由于视觉疲劳和监控人手不足等问题导致仅靠人工很难在灾害发生前兆的第一时间做出反应。\n[0009] 除此之外，在现有技术当中，当灾害已经发生后大多会造成道路及电信信息不通，使外界不能及时了解灾区情况，影响人员及物资救援。\n实用新型内容\n[0010] 本实用新型的目的在于提供一种泥石流灾害预防报警系统，其解决了现有技术中的监控灵敏度不高、险情传递不及时以及灾后信息阻塞等问题。\n[0011] 为实现本实用新型目的而提供的一种泥石流灾害预防报警系统，包括前端数据采集装置、数据传输装置、报警中心和远程设备；所述前端数据采集装置包括视频分析单元，所述视频分析单元包括标定牌和摄像机，所述标定牌固定在被监测地表，所述标定牌表面涂有反光材料和/或设置有光源，所述摄像机监控所述标牌的相对位置的变化；所述数据传输装置连接于所述前端数据采集装置和所述报警中心之间，包括无线网桥和/或光纤传输和/或微波传输和/或网线传输和/或3G无线传输，所述数据传输装置用于将所述前端数据采集装置采集的数据传输至所述报警中心；所述远程设备包括报警装置，所述报警装置与所述报警中心连接，包括报警发布单元和报警单元，所述报警发布单元发布报警信息至所述报警单元，所述报警单元利用声和/或光的形式报警；所述报警中心包括至少一台服务器，用于接收所述前端数据采集装置采集到的数据，并按照预设规则分析采集的数据信息来确定报警级别，在报警级别超过预设级别后启动报警发布单元，进行报警。\n[0012] 其中，所述前端数据采集装置还包括降水量采集单元，所述降水量采集单元实时采集被监测地区的降水量。\n[0013] 其中，所述前端数据采集装置还包括泥水位监测单元，所述泥水位监测单元包括红外或超声波泥水位检测器，架设在排洪沟附近，监测泥水位。\n[0014] 其中，所述前端数据采集装置还包括次声报警单元，所述次声报警单元收集地址发生变动时产生的次声波。\n[0015] 其中，所述前端数据采集装置还包括太阳能及风力供电单元，所述太阳能及风力供电单元用于将太阳能和/或风能转换为供所述前端数据采集装置工作的电能。\n[0016] 其中，所述数据传输装置采用两种以上通讯方式同时传送相同数据。\n[0017] 其中，所述远程设备还包括无线视频会议装置，所述无线视频会议装置与所述报警中心连接，由所述报警中心启动来进行无线视频会议。\n[0018] 其中，所述远程设备还包括远程数据中心，所述远程数据中心与所述报警中心连接，共享报警中心的数据。\n[0019] 其中，所述远程设备还包括客户端，所述客户端登陆所述报警中心的服务器进行操作。\n[0020] 其中，所述远程设备还包括无人巡航装置，所述无人巡航装置采用加挂无线摄像机、自动巡航设备和全球定位设备的轻型燃油无人飞机。\n[0021] 本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种泥石流灾害预防报警系统，通过在山体上固定标定牌，并对标定牌进行实时检测，通过对标牌距离、位置的对比很容易判断标牌是否随着山体发生过移动，报警中心对采集到得图像数据进行精确分析，确定报警级别，当报警级别为需要进行报警时，则启动报警装置进行报警，这样整个过程均为电子设备完成，无需人工观察视频图像，且反应灵敏、准确度高，能够做到第一时间监测到险情，从而有充足时间发布报警、通知人员撤离，使得附近居民的财产生命安全得到了一定程度的保证。\n附图说明\n[0022] 图1为实用新型的一种泥石流灾害预防系统的结构示意图。\n具体实施方式\n[0023] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型的一种泥石流灾害预防报警系统进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。\n[0024] 参见图1，作为一种可实施方式，本实用新型实施例的一种泥石流灾害预防报警系统包括：前端数据采集装置1、数据传输装置2、报警中心3和远程设备4。\n[0025] 前端数据采集装置1包括视频分析单元11、降水量采集单元12、泥水位监测单元\n13、次声报警单元14和太阳能及风力供电单元15。\n[0026] 所述视频分析单元11包括多组标定牌和多台摄像机。在泥石流和山体滑坡易发生地带，将多组标定牌固定在被监测地表，一台摄像机监控一组位移标定牌。标定牌表面涂有反光材料或者在标定牌内部设置光源，例如设置LED光源，在自然光线不足情况下，向摄像机所在方向定向投射led灯光，标定牌便能清晰显示在监控图像中。摄像机监控所述标牌的相对位置的变化，当发生泥石流或山体滑坡时，标定牌发生移动或倾斜，该视频信息被传输到报警中心3，经过相关分析，报警中心3会发出警报。\n[0027] 优选地，摄像机应选用高清透雾摄像机，在灾害发生时若遇降雨、大雾、阴天、黑夜等情况，由于标定牌本身涂有反光材料以及设置有自发光光源，加之高清透雾摄像机的摄像能力，能够使得在如此恶劣的天气下，也能实现对灾害多发地带的实时监控。\n[0028] 所述降水量采集单元12实时采集被监测地区的降水量信息，降水量信息传输到报警中心3，在雨雪等天气，可将降水量数据根据瞬时降水量、分钟降水量、小时降水量分别设定报警阀值、报警级别，报警中心3根据不同的报警级别来确定是否发送报警信号。\n[0029] 所述泥水位监测单元3包括红外或超声波泥水位检测器，架设在排洪沟附近，监测泥水位，并将检测到得泥水位信息通过数据传输装置传送至报警中心3的服务器，当泥水位超过预设阈值即开始报警。\n[0030] 所述次声报警单元14收集地址发生变动时产生的次声波。山体滑坡或泥石流运动时，地址发生变动产生次声波，对次声波进行收集并设定报警阀值，当地质运动产生次声超过报警阈值后即可报警。\n[0031] 所述太阳能及风力供电单元15用于将太阳能和/或风能转换为供所述前端数据采集装置工作的电能。前端数据采集装置分布较广，为保证设备正常运转，每组前端数据采集装置使用一组太阳能供电或是风力供电，或者太阳能和风能同时供电的单元，该供电单元要求续航能力在7个阴雨天以上。\n[0032] 所述数据传输装置2连接于所述前端数据采集装置1和所述报警中心3之间，包括无线网桥和/或光纤传输和/或微波传输和/或网线传输和/或3G无线传输，所述数据传输装置用于将所述前端数据采集装置采集的数据信息传输至所述报警中心3。\n[0033] 根据前端数据采集装置距离报警中心3的距离和可视情况，数据传输装置也采用不同设备：可视距离良好且距离较远可采用无线网桥；距离较远可视距离不佳可架设光纤；距离较近且障碍较多可使用微波传输设备；距离很近可使用网线；无线条件较好可使用3G视频服务器。无论选取哪种方法都要保证同时每个数据采集点有2种通讯方式，可以采用一条有线和一条无线的传输方式。这样就可以组成双网同传，即使一条线路因不可控原因损坏，保证可以有备用线路可用。\n[0034] 所述报警中心3用于接收所述前端数据采集装置采集到的数据，对泥水位监测单元13、次声报警单元14等数据按照预设规则生成图表，并根据其数据曲线结合降水量等信息生成不同报警级别，在报警级别超过预设级别后启动报警发布单元，进行报警。\n[0035] 报警中心3应设置两台以上服务器，作为一种可实施方式，报警中心3部分包括双机热备系统，即设有两台服务器，这两台服务器之间进行即时的数据沟通，组成双机热备，这样即使因为电路或雷击等原因造成一台服务器关闭，双机热备系统便可切换至另一台服务器，使报警中心3的平台运行和数据采集实现无缝切换。\n[0036] 报警中心3负责接收前端数据采集装置信息、分析视频图像、报警级别认定、启动报警发布、启动视频会议、同步客户端12和远程数据中心11、对各子系统运行状态进行监控，是整个系统的核心。所有的数据及命令由此分析并发出。\n[0037] 远程设备4包括报警装置41、无线视频会议装置42、远程数据中心43、客户端44、无人巡航装置45。\n[0038] 所述报警装置41负责整个系统的报警传达，与所述报警中心3连接，包括报警发布单元411和报警单元412，所述报警发布单元411在接收到报警中心3的报警命令后，设定多组报警号码分级别分批次将报警信息以短信息形式发给到相关负责人。同时发布报警信息至所述报警单元412，报警单元412可选用声光报警器，用于接收报警发布系统发射过来的报警信号，分布在整个报警区，通过扩展也可安装在居民房间内，当报警装置启动时，声光报警器启动闪动警灯、刺耳的警铃将报警信息第一时间发布。\n[0039] 前端数据采集装置1发回的数据在报警中心3的服务器进行处理，通过认定不同的报警级别在灾害发生后第一时间将灾害信息发出，免除了人工打电话分别通知的时间，为救灾抗灾提供宝贵的救援及反应时间。\n[0040] 所述无线视频会议装置42与所述报警中心3连接，由所述报警中心3启动来进行无线视频会议。在救灾过程中各部门负责人员较分散，为有效共享警情信息本系统可召开无线视频会议，通过手机、可上网笔记本电脑等终端异地参加会议，将报警中心3的降水情况、视频图像等数据信息共享，这样有效避免了因为人员分散导致的灾情不明、信息不同步等问题。\n[0041] 所述远程数据中心43与所述报警中心3连接，共享报警中心3的数据。优选地，可在不同区域建立多个远程数据中心11，远程数据中心11架设位置与报警中心3可在不同区域甚至不同的城市，报警中心3所收到的监控图像、降水量等数据信息与远程数据中心进行共享。即使报警中心3所在区域发生断网断电等不可控事件，远程数据中心43仍能通过之前传输的降水量及图像信息第一时间分析灾害规模，为救援提供宝贵资料。这样不仅保护了数据的安全，也可通过灾害前数据变化曲线深入研究，为之后的防灾提供有力的真实的数据。\n[0042] 所述客户端44登陆所述报警中心3的服务器进行操作。泥石流灾害预防报警系统采用CS架构，支持多用户同时登陆。在该系统中，可设定用户权限级别，限制低等级用户对系统进行不相关的操作。\n[0043] 所述无人巡航装置45采用加挂无线摄像机、自动巡航设备和全球定位设备的轻型燃油无人飞机。在灾害发生后，灾区的地质及其不稳定，随时可能发生二次灾难。这时不了解灾情匆忙的进入灾区抢险危险性极高，因此在安全区内发射无人巡航飞机，该轻型燃油无人飞机上的无线摄像机将灾区图像传输至报警中心，为确定灾害范围和灾害程度提供有力依据。\n[0044] 本泥石流灾害预防报警系统使用大量前端数据采集装置分布在泥石流及滑坡易发生地带，及时采集有关数据，监控范围全面，降低了突发事件造成的巡防人员伤亡。且通过报警中心的服务器对数据进行分析计算，准确度、反应速度有所保证。为了增加数据的安全性，数据传输上采用双网同传技术使有线和无线结合，增加的传输的稳定和安全；在数据保存上采用双机热备、远程数据中心等技术使数据有多处备份、异地备份的特点，数据更加安全。\n[0045] 最后应当说明的是，很显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。