CN104792935A - 一种核生化威胁云分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核生化威胁云分析系统，包括：检测部包括毒气体监测装置和气象检测装置；云分析部，存储有SLAB重气扩散模型、多个毒气类别、多个气体分子量、多个毒气体浓度限值和监控地区的气流状态数据，接收毒气体监测装置发送的毒气体浓度值和毒气类别以及气象检测装置发送的湿度值、温度值、风向和风速值，并根据SLAB重气扩散模型，得到监控地区的毒气体的扩散趋势；显示部，接收发送模块发送的毒气体扩散趋势，并显示毒气体扩散趋势；报警部，接收发送模块发送的报警信号，并发出预警。本发明作为一款有效的反恐应急管理工具，不仅稳定安全，而且能高效的将多种检测数据整合，并分析出扩散趋势，便于工作人员及时作出处理方案。

Description

一种核生化威胁云分析系统

技术领域

本发明涉及一种核生化威胁云分析系统。

背景技术

在发生紧急事故的第一时间，精准的实时信息十分重要。在现在技术中，对核生化的检测仅仅只是单个的化学毒气检测、病毒的检测或核辐射单独的检测，检测出的数据为分散的独立数据，还需要后续人工整合，无法快速得出这些数据的扩散趋势和具体的应急方案，造成了大量的人员伤亡。

发明内容

本发明设计开发了一种核生化威胁云分析系统。本分析系统是针对核生化威胁而设计的一套整体方案，能够把前方现场仪器采集到的实时数据迅速传给后方分析的云端，并把后方做出的决策命令立即通过网络下发给现场设备执行人员。

本发明提供的技术方案为：

一种核生化威胁云分析系统，包括：

检测部，其包括毒气体监测装置和气象检测装置；毒气体监测装置检测监控地区的毒气体浓度值和毒气类别，气象检测装置检测监控地区的湿度值、温度值、风向和风速值；

云分析部，其包括接收模块、比较模块、存储模块、分析模块和发送模块，存储模块中存储有SLAB重气扩散模型、多个毒气类别、多个气体分子量、多个毒气体浓度限值和监控地区的气流状态数据，其中，每个毒气类别关联一个气体分子量和一个毒气体浓度限值；

接收模块接收毒气体监测装置发送的毒气体浓度值和毒气类别以及气象检测装置发送的湿度值、温度值、风向和风速值，并传送到比较模块上，

比较模块从存储模块中调取与接收到的毒气类别相同的毒气类别关联的毒气体浓度限值和气体分子量，将接收到的毒气体浓度值与该毒气体浓度限值比较，若小于该毒气体浓度限值，则比较模块删除所有接收到的数据；若大于或等于该毒气体浓度限值，则比较模块将接收到的毒气浓度值、湿度值、温度值、风向和风速值以及从存储模块中调取的气体分子量发送到分析模块；

分析模块调取存储模块中存储的SLAB重气扩散模型和监控地区的气流状态数据，分析模块根据调取的气体分子量、SLAB重气扩散模型和监控地区的气流状态数据以及接收到的毒气浓度值、湿度值、温度值、风向和风速值，得到毒气体的扩散趋势，并将毒气扩散趋势传输到发送模块；发送模块发送扩散趋势和报警信号；(云分析部实现了将独立和零散的实时监测数据整合，并作出了对毒气体扩散趋势的预测，便于及时提出应急方案，减少人员伤亡和财产损失。)

显示部，接收发送模块发送的毒气体扩散趋势，并显示毒气体扩散趋势；以及

报警部，接收发送模块发送的报警信号，并发出预警。

优选的是，所述的核生化威胁云分析系统中，检测部还包括：核辐射监测装置和生物监测装置；核辐射监测装置检测监控地区的核辐射的剂量，生物监测装置检测监控地区的微生物的浓度；

接收模块接收核辐射监测装置发送的核辐射的剂量和生物监测装置发送的微生物的浓度，并传输到发送模块，发送模块将接收的核辐射的剂量和微生物的浓度发送到显示部，显示部显示接收的核辐射的剂量和微生物的浓度。

优选的是，所述的核生化威胁云分析系统中，毒气体监测装置检测的毒气体为氯气、丙烯腈、苯、环氧乙烷、1、3-丁二烯、氯乙烯、2、4-二异氰酸甲苯或二异氰酸甲苯。

优选的是，所述的核生化威胁云分析系统中，毒气体监测装置和气象检测装置与云分析部通过无线网络、有线网络、蓝牙、zigbee(子蜂协议)、GPRS、3G或SMS通讯。

优选的是，所述的核生化威胁云分析系统中，核辐射监测装置和生物监测装置与云分析部通过无线网络、有线网络、蓝牙、zigbee、GPRS、3G或SMS中通讯。

优选的是，所述的核生化威胁云分析系统中，核辐射监测装置检测监控地区的α射线、β射线或γ射线中的任意一种或几种射线的剂量。

优选的是，所述的核生化威胁云分析系统中，生物监测装置检测监控地区的细菌、病毒、立克次氏体或立克次氏体毒素。

本发明针对目前对核生化监测中存在的问题，设计了一种核生化威胁云分析系统。第一、本分析系统将零散的毒气检测数据、核辐射检测数据和微生物检测数据通过云分析部有效的整合，形成一个整体的数据，实现了对监控地区整体的监测，便于高效作出应急策略；第二、本分析系统通过SLAB重气扩散模型，高效准确的实现的对有毒气体的扩散形式的预测，当发生毒气体泄漏时，可以根据扩散趋势，及时的疏散人群，减少人员伤亡和财产损失；第三、本分析系统采用多种通讯形式，实现了数据高效安全的传输。本发明作为一款有效的反恐应急管理工具，不仅稳定安全，而且能高效的将多种检测数据整合，并分析出扩散趋势，便于工作人员及时作出处理方案。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本实施例中的监控地区可为化工厂周边、核工厂周边或城市或乡村的人口较为密集处。

如图1所示，一种核生化威胁云分析系统，包括：检测部、云分析部、显示部和报警部。

检测部，其包括毒气体监测装置、气象检测装、核辐射监测装置和生物监测装置；本实施例中，毒气体监测装置主要运用的毒气检测仪，毒气体监测装置检测监控地区的毒气体浓度值和毒气类别，毒气监测装置检测监控地区中的毒气体可为氯气、丙烯腈、苯、环氧乙烷、1、3-丁二烯、氯乙烯、2、4-二异氰酸甲苯或二异氰酸甲苯中，气象检测装置检测监控地区的湿度值、温度值、风向和风速值；核辐射监测装置检测监控地区的核辐射的剂量，其中，核辐射检测装置可以选用核辐射探测仪，核辐射监测装置检测监控地区的α射线、β射线或γ射线中的任意一种或几种射线的剂量；生物监测装置检测监控地区的微生物的浓度，其中，生物监测装置可以选用BioScout生物气溶胶检测器，生物监测装置检测监控地区的细菌、病毒、立克次氏体或立克次氏体毒素。

云分析部，为设置在后方的中心控制平台，其主要起到对检测部检测的数据实时数据分析和判断，云分析部包括接收数据的接收模块、比较模块、存储模块、分析模块和发送模块，存储模块中存储有SLAB重气扩散模型、多个毒气类别、多个气体分子量、多个毒气体浓度限值和监控地区的气流状态数据，其中，每个毒气类别关联一个气体分子量和一个毒气体浓度限值；

接收模块接收毒气体监测装置发送的毒气体浓度值和毒气类别以及气象检测装置发送的湿度值、温度值、风向和风速值，并传送到比较模块上，

比较模块从存储模块中调取与接收到的毒气类别相同的毒气类别关联的毒气体浓度限值和气体分子量，将接收到的毒气体浓度值与该毒气体浓度限值比较，若小于该毒气体浓度限值，则比较模块删除所有接收到的数据；若大于或等于该毒气体浓度限值，则比较模块将接收到的毒气浓度值、湿度值、温度值、风向和风速值以及从存储模块中调取的气体分子量发送到分析模块；

分析模块调取存储模块中存储的SLAB重气扩散模型和监控地区的气流状态数据，分析模块根据调取的气体分子量、SLAB重气扩散模型和监控地区的气流状态数据以及接收到的毒气浓度值、湿度值、温度值、风向和风速值，得到毒气体的扩散趋势，并将毒气扩散趋势传输到发送模块；发送模块发送扩散趋势和报警信号；(SLAB(an Atmospheric Dispersion Model forDenser-than-Air Releases，混合层模型：用于重气的大气扩散模型)重气扩散模型是用于重气释放源的大气扩散模型。SLAB重气扩散模型能够处理四种不同的释放源：地面池蒸发、高于地面的水平射流、一组或高于地面的射流以及瞬时体积源。SLAB重气扩散模型通过云层分布的空间平均浓度和某些假定分布函数来计算时间平均扩散气体浓度。SLAB重气扩散模型以空气卷吸作用为假设前提，计算大气湍流云层混合和源于地面摩擦影响的垂直风速变化。SLAB重气扩散模型把气云的浓度看作与距离的函数，通过求解动量守恒方程、质量守恒方程、组分、能量和状态方程对气体泄漏扩散进行模拟。当需要SLAB重气扩散模型提供精确结果时，可以通过重组控制方程和定义新变量得到部分方程的分析解。在预测浓度随时间变化方面，SLAB重气扩散模型在稳定、中度稳定及不稳定的大气环境下均能得到比较好的预测结果。)

接收模块接收核辐射监测装置发送的核辐射的剂量和生物监测装置发送的微生物的浓度，并传输到发送模块，发送模块将接收的核辐射的剂量和微生物的浓度发送到显示部，显示部显示接收的核辐射的剂量和微生物的浓度。

显示部，接收发送模块发送的毒气体扩散趋势，并显示毒气体扩散趋势，这里的显示部可以采用LED、OLED或全息显示；

报警部，接收发送模块发送的报警信号，并发出预警；该处的报警部可为城市报警系统或是其他报警系统。

后台工作人员可以通过显示毒气体扩散趋势、微生物浓度值和射辐射剂量，及时作出应急处理方案，疏散群众。

毒气体监测装置、气象检测装、核辐射监测装置和生物监测装置与云分析部距离较近时可通过蓝牙或zigbee传输数据；毒气体监测装置、气象检测装、核辐射监测装置和生物监测装置与云分析部距离较远时可通过无线网络、有线网络、GPRS、3G或SMS传输数据。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种核生化威胁云分析系统，其特征在于，包括：

检测部，其包括毒气体监测装置和气象检测装置；毒气体监测装置检测监控地区的毒气体浓度值和毒气类别，气象检测装置检测监控地区的湿度值、温度值、风向和风速值；

云分析部，其包括接收模块、比较模块、存储模块、分析模块和发送模块，存储模块中存储有SLAB重气扩散模型、多个毒气类别、多个气体分子量、多个毒气体浓度限值和监控地区的气流状态数据，其中，每个毒气类别关联一个气体分子量和一个毒气体浓度限值；

接收模块接收毒气体监测装置发送的毒气体浓度值和毒气类别以及气象检测装置发送的湿度值、温度值、风向和风速值，并传送到比较模块上，

比较模块从存储模块中调取与接收到的毒气类别相同的毒气类别关联的毒气体浓度限值和气体分子量，将接收到的毒气体浓度值与该毒气体浓度限值比较，若小于该毒气体浓度限值，则比较模块删除所有接收到的数据；若大于或等于该毒气体浓度限值，则比较模块将接收到的毒气浓度值、湿度值、温度值、风向和风速值以及从存储模块中调取的气体分子量发送到分析模块；

分析模块调取存储模块中存储的SLAB重气扩散模型和监控地区的气流状态数据，分析模块根据调取的气体分子量、SLAB重气扩散模型和监控地区的气流状态数据以及接收到的毒气浓度值、湿度值、温度值、风向和风速值，得到毒气体的扩散趋势，并将毒气扩散趋势传输到发送模块；发送模块发送扩散趋势和报警信号；

显示部，接收发送模块发送的毒气体扩散趋势，并显示毒气体扩散趋势；以及

报警部，接收发送模块发送的报警信号，并发出预警。

2.如权利要求1所述的核生化威胁云分析系统，其特征在于，检测部还包括：核辐射监测装置和生物监测装置；核辐射监测装置检测监控地区的核辐射的剂量，生物监测装置检测监控地区的微生物的浓度；

接收模块接收核辐射监测装置发送的核辐射的剂量和生物监测装置发送的微生物的浓度，并传输到发送模块，发送模块将接收的核辐射的剂量和微生物的浓度发送到显示部，显示部显示接收的核辐射的剂量和微生物的浓度。

3.如权利要求1所述的核生化威胁云分析系统，其特征在于，毒气体监测装置检测的毒气体为氯气、丙烯腈、苯、环氧乙烷、1、3-丁二烯、氯乙烯、2、4-二异氰酸甲苯或二异氰酸甲苯中。

4.如权利要求1所述的核生化威胁云分析系统，其特征在于，毒气体监测装置和气象检测装置与云分析部通过无线网络、有线网络、蓝牙、zigbee、GPRS、3G或SMS通讯。

5.如权利要求2所述的核生化威胁云分析系统，其特征在于，核辐射监测装置和生物监测装置与云分析部通过无线网络、有线网络、蓝牙、zigbee、GPRS、3G或SMS通讯。

6.如权利要求2所述的核生化威胁云分析系统，其特征在于，核辐射监测装置检测监控地区的α射线、3射线或γ射线中的任意一种或几种射线的剂量。

7.如权利要求2所述的核生化威胁云分析系统，其特征在于，生物监测装置检测监控地区的细菌、病毒、立克次氏体或立克次氏体毒素。