CN108846987A - 一种基于北斗卫星传输系统的输电线路山火系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及灾害防控技术领域,尤其是一种基于北斗卫星传输系统的输电线路山火系统,包括总监控站,所述总监控站信号连接有警报模块、气象预报站、灾害信息库、预测分析模块、图像提取模块、信号传输模块、风险评估模块,所述信号传输模块信号连接有多个航拍无人机和多个环境监控端。本发明对山火状况进行实时动态监测,在监测方面设置了无人机进行高空监视,机动灵活,设置了多个环境检测端,覆盖全面,在灾害的分析上结合检测结果和历史数据综合考量,反应快、准确度高。
Description
技术领域
本发明涉及灾害防控技术领域,尤其涉及一种基于北斗卫星传输系统的输电线路山火系统。
背景技术
近年来,随着国家对“退耕还林”政策力度越来越大,荒山荒地逐渐被茂密的植被所覆盖,输电线路附近的植被也越来越茂密。极端天气易引发大面积山火,不仅仅威胁到火灾影响区域内的生态环境、人员生命财产安全。同时,输电线附近山火会导致输电线路跳闸,严重影响我国电网的安全稳定运行。
目前,我国在输电线路山火灾害数字图像的数据研究,主要是根据多因子综合指标森林火险的预报方法,其对历史火情火灾资料与同期的气象资料进行对比分析,并引入模糊集的概念,建立火灾危险程度的数学模型和森林火险等级预报系统。但是,由上述方法得到山火灾害数字图像噪声多,误差大,严重影响火灾蔓延趋势的判断,造成对火灾预测准确性较差。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在不能对输电线路山火进行精确监测的缺点,而提出的一种基于北斗卫星传输系统的输电线路山火系统。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
设计一种基于北斗卫星传输系统的输电线路山火系统,包括总监控站,所述总监控站信号连接有警报模块、气象预报站、灾害信息库、预测分析模块、图像提取模块、信号传输模块、风险评估模块,总监控站作为系统的核心信号枢纽,采用多台相互信号连接的服务器组成,具有运算稳定、高效的特点,警报模块用于发生险情时进行及时的提醒,具体为LED灯、蜂鸣器,能够对工作人员进行声光警报,进行及时的提醒,另外还能够通过网络连接短信及邮件发送站,通过向工作人员的手机端发送短信或邮件提示进行示警,信号传输模块是基于北斗卫星进行信号传输的,信号覆盖面广,适合各种山林地区,本系统采用预报与实测并重的方式对山火进行监控,气象预报站向总监控站提供气象预报信息,对预报山火险情提供参考数据,灾害信息库记录历史山火灾害信息,例如山火发生时间、山火扩散速度、山火扩散区域、引发山火的气候温度、湿度、风速信息,以获取山火预警的参考值,所述信号传输模块信号连接有多个航拍无人机和多个环境监控端,航拍无人机采用重点区域巡航的方式对广阔范围内的山火状况进行连续监拍,并将监拍信息通过卫星信号传输给总监控站,图像提取模块对监拍图像进行提取,获取监拍到的山火状况,环境监控端采用实时定点监测的方式,均匀分布在输电线路周边的重点区域中,预测分析模块用于根据监控数据对山火灾情进行动态的评估,例如山火的扩散速度、扩散区域,风险评估模块根据预测分析结果对可能造成的危害进行评估,例如判断可能危及的输电线路,从而帮助工作人员及时采取补救措施,另外根据风险评估的结果设定风险等级,例如按照山火覆盖面积、山火影响输电线路长度、山火扩散速度为指标,将风险评估划分成赤橙黄三个等级,以便于根据等级启动相应的应急方案,图像提取模块、预测分析模块、风险评估模块具体为独立的计算机,并通过局域网与总监控站连接,这样便于进行独立的维护。
优选的,所述航拍无人机包括控制模块,控制模块通过导线连接有航拍摄像头、移动电源模块、导航模块、定位模块,控制模块具体为单片机或者PLC控制器,导航模块和定位模块为基于北斗卫星系统而设定的,控制模块与无人机的飞行控制系统信号连接,通过导航模块的引导使得无人机在设定好的区域内巡航,移动电源模块用于提供无人机的飞行系统和控制模块电量,移动电源模块具体为蓄电池,航拍摄像头用于对区域内的山火情况进行拍摄,然后通过信号传输模块传送给总监控站以进行进一步的处理。
优选的,所述控制模块通过导线连接有航路设定模块、计时模块、存储模块,航路设定模块用于对无人机飞行线路进行预设,计时模块用于对无人机飞行时间进行记录,便于无人机定时返航充电,存储模块具体为存储器,用于传输信号较差时对航拍结果进行临时存储,在信号恢复后继续进行上传。
优选的,所述环境监控端包括微控制器,所述微控制器通过导线连接有电源模块、坐标反馈模块和多个环境监测传感器,微控制器具体为中央处理器、单片机或PLC控制器,电源模块具体为蓄电池,坐标反馈模块用于通过北斗卫星系统对环境监控端的位置进行定位,环境监测传感器用于对被监测区域的环境状况进行实时的监测。
优选的,所述环境监测传感器包括与微控制器通过导线连接的烟雾传感器、湿度传感器、温度传感器、风速传感器、氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器。
本发明提出的一种基于北斗卫星传输系统的输电线路山火系统,有益效果在于:本发明对山火状况进行实时动态监测,在监测方面设置了无人机进行高空监视,机动灵活,设置了多个环境检测端,覆盖全面,在灾害的分析上结合检测结果和历史数据综合考量,反应快、准确度高。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于北斗卫星传输系统的输电线路山火系统的系统框图;
图2为本发明提出的一种基于北斗卫星传输系统的输电线路山火系统的航拍无人机的系统框图;
图3为本发明提出的一种基于北斗卫星传输系统的输电线路山火系统的环境监控端的系统框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
参照图1-3,一种基于北斗卫星传输系统的输电线路山火系统,包括总监控站,总监控站信号连接有警报模块、气象预报站、灾害信息库、预测分析模块、图像提取模块、信号传输模块、风险评估模块,总监控站作为系统的核心信号枢纽,采用多台相互信号连接的服务器组成,具有运算稳定、高效的特点,警报模块用于发生险情时进行及时的提醒,具体为LED灯、蜂鸣器,能够对工作人员进行声光警报,进行及时的提醒,另外还能够通过网络连接短信及邮件发送站,通过向工作人员的手机端发送短信或邮件提示进行示警,信号传输模块是基于北斗卫星进行信号传输的,信号覆盖面广,适合各种山林地区,本系统采用预报与实测并重的方式对山火进行监控,气象预报站向总监控站提供气象预报信息,对预报山火险情提供参考数据,灾害信息库记录历史山火灾害信息,例如山火发生时间、山火扩散速度、山火扩散区域、引发山火的气候温度、湿度、风速信息,以获取山火预警的参考值,信号传输模块信号连接有多个航拍无人机和多个环境监控端,航拍无人机采用重点区域巡航的方式对广阔范围内的山火状况进行连续监拍,并将监拍信息通过卫星信号传输给总监控站,图像提取模块对监拍图像进行提取,获取监拍到的山火状况,环境监控端采用实时定点监测的方式,均匀分布在输电线路周边的重点区域中,预测分析模块用于根据监控数据对山火灾情进行动态的评估,例如山火的扩散速度、扩散区域,风险评估模块根据预测分析结果对可能造成的危害进行评估,例如判断可能危及的输电线路,从而帮助工作人员及时采取补救措施,另外根据风险评估的结果设定风险等级,例如按照山火覆盖面积、山火影响输电线路长度、山火扩散速度为指标,将风险评估划分成赤橙黄三个等级,以便于根据等级启动相应的应急方案,图像提取模块、预测分析模块、风险评估模块具体为独立的计算机,并通过局域网与总监控站连接,这样便于进行独立的维护。
航拍无人机包括控制模块,控制模块通过导线连接有航拍摄像头、移动电源模块、导航模块、定位模块,控制模块具体为单片机或者PLC控制器,导航模块和定位模块为基于北斗卫星系统而设定的,控制模块与无人机的飞行控制系统信号连接,通过导航模块的引导使得无人机在设定好的区域内巡航,移动电源模块用于提供无人机的飞行系统和控制模块电量,移动电源模块具体为蓄电池,航拍摄像头用于对区域内的山火情况进行拍摄,然后通过信号传输模块传送给总监控站以进行进一步的处理。
控制模块通过导线连接有航路设定模块、计时模块、存储模块,航路设定模块用于对无人机飞行线路进行预设,计时模块用于对无人机飞行时间进行记录,便于无人机定时返航充电,存储模块具体为存储器,用于传输信号较差时对航拍结果进行临时存储,在信号恢复后继续进行上传。
环境监控端包括微控制器,微控制器通过导线连接有电源模块、坐标反馈模块和多个环境监测传感器,微控制器具体为中央处理器、单片机或PLC控制器,电源模块具体为蓄电池,坐标反馈模块用于通过北斗卫星系统对环境监控端的位置进行定位,环境监测传感器用于对被监测区域的环境状况进行实时的监测。
环境监测传感器包括与微控制器通过导线连接的烟雾传感器、湿度传感器、温度传感器、风速传感器、氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于北斗卫星传输系统的输电线路山火系统,包括总监控站,其特征在于:所述总监控站信号连接有警报模块、气象预报站、灾害信息库、预测分析模块、图像提取模块、信号传输模块、风险评估模块,总监控站作为系统的核心信号枢纽,采用多台相互信号连接的服务器组成,具有运算稳定、高效的特点,警报模块用于发生险情时进行及时的提醒,具体为LED灯、蜂鸣器,能够对工作人员进行声光警报,进行及时的提醒,另外还能够通过网络连接短信及邮件发送站,通过向工作人员的手机端发送短信或邮件提示进行示警,信号传输模块是基于北斗卫星进行信号传输的,信号覆盖面广,适合各种山林地区,本系统采用预报与实测并重的方式对山火进行监控,气象预报站向总监控站提供气象预报信息,对预报山火险情提供参考数据,灾害信息库记录历史山火灾害信息,例如山火发生时间、山火扩散速度、山火扩散区域、引发山火的气候温度、湿度、风速信息,以获取山火预警的参考值,所述信号传输模块信号连接有多个航拍无人机和多个环境监控端,航拍无人机采用重点区域巡航的方式对广阔范围内的山火状况进行连续监拍,并将监拍信息通过卫星信号传输给总监控站,图像提取模块对监拍图像进行提取,获取监拍到的山火状况,环境监控端采用实时定点监测的方式,均匀分布在输电线路周边的重点区域中,预测分析模块用于根据监控数据对山火灾情进行动态的评估,例如山火的扩散速度、扩散区域,风险评估模块根据预测分析结果对可能造成的危害进行评估,例如判断可能危及的输电线路,从而帮助工作人员及时采取补救措施,另外根据风险评估的结果设定风险等级,例如按照山火覆盖面积、山火影响输电线路长度、山火扩散速度为指标,将风险评估划分成赤橙黄三个等级,以便于根据等级启动相应的应急方案,图像提取模块、预测分析模块、风险评估模块具体为独立的计算机,并通过局域网与总监控站连接,这样便于进行独立的维护。
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星传输系统的输电线路山火系统,其特征在于:所述航拍无人机包括控制模块,控制模块通过导线连接有航拍摄像头、移动电源模块、导航模块、定位模块,控制模块具体为单片机或者PLC控制器,导航模块和定位模块为基于北斗卫星系统而设定的,控制模块与无人机的飞行控制系统信号连接,通过导航模块的引导使得无人机在设定好的区域内巡航,移动电源模块用于提供无人机的飞行系统和控制模块电量,移动电源模块具体为蓄电池,航拍摄像头用于对区域内的山火情况进行拍摄,然后通过信号传输模块传送给总监控站以进行进一步的处理。
3.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星传输系统的输电线路山火系统,其特征在于:所述控制模块通过导线连接有航路设定模块、计时模块、存储模块,航路设定模块用于对无人机飞行线路进行预设,计时模块用于对无人机飞行时间进行记录,便于无人机定时返航充电,存储模块具体为存储器,用于传输信号较差时对航拍结果进行临时存储,在信号恢复后继续进行上传。
4.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星传输系统的输电线路山火系统,其特征在于:所述环境监控端包括微控制器,所述微控制器通过导线连接有电源模块、坐标反馈模块和多个环境监测传感器,微控制器具体为中央处理器、单片机或PLC控制器,电源模块具体为蓄电池,坐标反馈模块用于通过北斗卫星系统对环境监控端的位置进行定位,环境监测传感器用于对被监测区域的环境状况进行实时的监测。
5.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星传输系统的输电线路山火系统,其特征在于:所述环境监测传感器包括与微控制器通过导线连接的烟雾传感器、湿度传感器、温度传感器、风速传感器、氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器。
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