CN109471910A - 一种基于移动传感器的电网gis精细预警系统 - Google Patents

一种基于移动传感器的电网gis精细预警系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于移动传感器的电网GIS精细预警系统，包括GIS服务器、GIS数据库模块、气象预警模块、终端控制模块、综合预警模块、多个终端模块以及多个终端传感器模块；电站终端设置有电站终端传感器，电站终端传感器检测电站的闲置充电口；综合预警模块将GIS数据库模块中的数据进行综合处理后一方面为车载终端提供充电预警另一方面为电网提供气象预警。当电动汽车需要充电时可以方便的进行导航；其次借助电动汽车数量多，流动性强的特点，在电动汽车上安装传感器获取天气信息，结合气象预警信息进行电力气象的预警。同时该预警信息可以对电动汽车提供警报，避免电动汽车遭遇恶劣天气。

Description

一种基于移动传感器的电网GIS精细预警系统
技术领域
本发明属于电力电网领域，涉及电网GIS系统，尤其涉及一种基于移动传感器的电网GIS精细预警系统。
背景技术
申请号201711122640.X公开基于无线传感网络的电动汽车最小充电路径选择方法，在电动汽车的充电选择过程中，基于无线传感网络，寻找到距离最近的可充电充电桩位置，然后规划连点之间的行车路径实现了电动汽车快捷寻找充电桩，提高了电动汽车运行效率。本发明适用于电动汽车寻找充电桩进行充电的场合。但是无线通信的覆盖范围有限，且不能与电网并网，使其使用受到限制。此外其装置仅能够在电动汽车上运行，不能在综合平台自动运行。
申请号01721286318.6公开了一种电动汽车充电导航定位系统，包括：云服务器和车载终端，在需要查找充电桩的时候，通过车载终端向云服务器发送查找充电桩的请求，同时，向所述云服务器发送车辆所在的具体位置，所述云服务器收到所述请求和具体位置后，通过预存的数据进行比对，将满足需要的充电桩位置信息发送给所述车载终端，所述车载终端上显示出附近的充电桩位置信息，通过该系统，可以方便、快捷地查找到充电桩，从而及时充电。其仅能够根据预先存储的信息进行导航，不能获取充电桩的使用状态，可能导致无效导航。
以上的系统虽然借助了电动汽车，但是其没有充分利用电动汽车移动范围大，流动性强的特点。此外，电动汽车对于环境的敏感性强，如果发生气象灾害，电动汽车很可能发生漏电或者其他事故，因此提供一种借助电动汽车的流动性以及气象预警信息进行综合预警的系统势在必行。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
针对上述内容，为解决上述缺陷，提供一种基于移动传感器的电网GIS精细预警系统，其特征在于包括GIS服务器、GIS数据库模块、气象预警模块、终端控制模块、综合预警模块、多个终端模块以及多个终端传感器模块；GIS数据库模块、气象预警模块、终端控制模块、综合预警模块分别与GIS服务器数据连接；终端模块包括车载终端和电站终端，车载终端设置有车载终端传感器，车载终端检测电动汽车的剩余电量和附近的环境数据；电站终端设置有电站终端传感器，电站终端传感器检测电站的闲置充电口；GIS服务器收集气象预警模块和终端模块的数据并存储在GIS数据库模块中；综合预警模块将GIS数据库模块中的数据进行综合处理后一方面为车载终端提供充电预警另一方面为电网提供气象预警。
所述GIS数据库模块中储存有包含海拔信息的地图数据，其数据格式为(Lng1，Lat1，H)，其中Lng1为经度，Lat1为纬度，H为海拔高度。
所述气象预警模块从气象数据中心获取未来24-72小时的气象预警数据；所述气象预警数据为包含经纬度信息的气象数据，数据格式为(Lng2，Lat2，F，R，T)；其中Lng2为经度，Lat2为纬度，F为风力，R为降水量，T为时刻，每次获得新的气象预警数据，则将上一次收集的气象预警数据删除，保证GIS数据库模块中仅保存最新的气象预警数据。
所述终端控制模块下设多个终端模块，终端模块包括车载终端和电站终端；所述车载终端设置在电动汽车内部，车载终端设置有车载终端传感器和显示屏，车载终端传感器包括GPS模块、电量传感器、续航传感器、湿度传感器和气压传感器；GPS模块获取电动汽车的GPS位置信息，电量传感器获取电动汽车剩余电量，续航传感器获得电动汽车剩余续航里程，湿度传感器获得电动汽车外界环境的湿度，气压传感器获得电动汽车外界环境的气压；车载终端传感器将获得的数据发送至车载终端，车载终端将数据整合为车载终端数据，数据格式为(Lng3，Lat3，Q，S，W，P，M)，其中Lng3为电动汽车所在经度，Lat3为电动汽车所在纬度，Q为剩余电量，S为剩余续航里程，W为环境湿度，P为环境气压，M为车载终端的唯一编码；车载终端将车载终端数据显示在显示屏上并上传至终端控制模块。
电站终端设置有电站终端传感器，电站终端传感器检测当前电站的闲置充电口数量和下一个充满的工作充电口的剩余充电时间，电站终端传感器将获得的数据发送至电站终端，电站终端将数据整合为电站终端数据，数据格式为(Lng4，Lat4，N，K)，其中Lng4为电站所在经度，Lat4为电站所在纬度，N表示闲置充电口数量，K表示下一个充满工作充电口的剩余充电时间，电站终端将电站终端数据发送至终端控制模块。
车载终端每隔1min将车载终端数据发送至终端控制模块，终端控制模块将电站终端数据和车载终端数据通过GIS服务器上传至GIS数据库模块；综合预警模块将电站终端数据和车载终端数据进行计算进行充电预警，即将保存在GIS数据库模块中的所有剩余电量小于10％的车载终端的续航里程半径内的电站终端数据发送至对应的车载终端；车载终端接入电动汽车导航系统，车载终端将收到的电站终端数据显示在显示屏上，并以距离最近的闲置充电口不为0的电站为目的地进行导航。
综合预警模块将气象预警数据和车载终端数据进行计算进行气象预警；将车载终端数据中的环境湿度和环境气压数据带入降水率模型，计算降水概率A，得到降水率预警数据(Lng3，Lat3，A)，其中Lng3为电动汽车所在的经度，Lat3为电动汽车所在的纬度，A为降水率；综合预警模块进一步生成风险预警数据，即将(Lng3，Lat3，A)和(Lng2，Lat2，F，R，T)经纬度相同时进行合并，得到(Lng5，Lat5，A，F，R，T)，并得到风险预警数据(Lng5，Lat5，V，T)，其中Lng5等于当Lng3＝Lng4时的Lng3，Lat5等于当Lat3＝Lat4时的Lat3，V＝(F/F0)×(R/R0)×A，T为时刻，F0为风力阈值，R0为降水量阈值。
显示屏幕的背景为地图背景，综合预警模块将风险预警数据显示在显示屏幕的地图背景上，其中显示根据Lng5、Lat5确定显示的坐标，根据V显示不同浓度的颜色，V值越大颜色越深，根据T作为时间变化的时间轴，动态显示。
当某一车载终端的V值大于预设值时，综合预警模块控制GIS服务器将警报信号发送至对应的车载终端，车载终端接收警报信号并进行警报。
所述车载终端的唯一编码M为加密编码，仅在系统内部进行处理，不对外显示，且每隔24小时编码轮换一次。
本发明的优点在于：
提供了一种可以为电动汽车充电时自动导航的系统，可以根据闲置充电口和充电剩余时间一同参考，当电动汽车需要充电时可以方便的进行导航；其次借助电动汽车数量多，流动性强的特点，在电动汽车上安装传感器获取天气信息，结合气象预警信息进行电力气象的预警。同时该预警信息可以对电动汽车提供警报，避免电动汽车遭遇恶劣天气。电动汽车虽然被电网加密定位，其具体信息不会被外界获得，安全系数高。其次提供了一种构建降水率模型的方法。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
附图1为本发明系统的结构示意图；
附图2为本发明车载终端的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
根据本发明的实施方式，结合附图1-2，一种基于移动传感器的电网GIS精细预警系统，其特征在于包括GIS服务器、GIS数据库模块、气象预警模块、终端控制模块、综合预警模块、多个终端模块以及多个终端传感器模块；GIS数据库模块、气象预警模块、终端控制模块、综合预警模块分别与GIS服务器数据连接；终端模块包括车载终端和电站终端，车载终端设置有车载终端传感器，车载终端检测电动汽车的剩余电量和附近的环境数据；电站终端设置有电站终端传感器，电站终端传感器检测电站的闲置充电口；GIS服务器收集气象预警模块和终端模块的数据并存储在GIS数据库模块中；综合预警模块将GIS数据库模块中的数据进行综合处理后一方面为车载终端提供充电预警另一方面为电网提供气象预警。
所述GIS数据库模块中储存有包含海拔信息的地图数据，其数据格式为(Lng1，Lat1，H)，其中Lng1为经度，Lat1为纬度，H为海拔高度。
所述气象预警模块从气象数据中心获取未来24-72小时的气象预警数据；所述气象预警数据为包含经纬度信息的气象数据，数据格式为(Lng2，Lat2，F，R，T)；其中Lng2为经度，Lat2为纬度，F为风力，R为降水量，T为时刻，每次获得新的气象预警数据，则将上一次收集的气象预警数据删除，保证GIS数据库模块中仅保存最新的气象预警数据。
所述终端控制模块下设多个终端模块，终端模块包括车载终端和电站终端；所述车载终端设置在电动汽车内部，车载终端设置有车载终端传感器和显示屏，车载终端传感器包括GPS模块、电量传感器、续航传感器、湿度传感器和气压传感器；GPS模块获取电动汽车的GPS位置信息，电量传感器获取电动汽车剩余电量，续航传感器获得电动汽车剩余续航里程，湿度传感器获得电动汽车外界环境的湿度，气压传感器获得电动汽车外界环境的气压；车载终端传感器将获得的数据发送至车载终端，车载终端将数据整合为车载终端数据，数据格式为(Lng3，Lat3，Q，S，W，P，M)，其中Lng3为电动汽车所在经度，Lat3为电动汽车所在纬度，Q为剩余电量，S为剩余续航里程，W为环境湿度，P为环境气压，M为车载终端的唯一编码；车载终端将车载终端数据显示在显示屏上并上传至终端控制模块。
电站终端设置有电站终端传感器，电站终端传感器检测当前电站的闲置充电口数量和下一个充满的工作充电口的剩余充电时间，电站终端传感器将获得的数据发送至电站终端，电站终端将数据整合为电站终端数据，数据格式为(Lng4，Lat4，N，K)，其中Lng4为电站所在经度，Lat4为电站所在纬度，N表示闲置充电口数量，K表示下一个充满工作充电口的剩余充电时间，电站终端将电站终端数据发送至终端控制模块。
车载终端每隔1min将车载终端数据发送至终端控制模块，终端控制模块将电站终端数据和车载终端数据通过GIS服务器上传至GIS数据库模块；综合预警模块将电站终端数据和车载终端数据进行计算进行充电预警，即将保存在GIS数据库模块中的所有剩余电量小于10％的车载终端的续航里程半径内的电站终端数据发送至对应的车载终端；车载终端接入电动汽车导航系统，车载终端将收到的电站终端数据显示在显示屏上，并以距离最近的闲置充电口不为0的电站为目的地进行导航。
综合预警模块将气象预警数据和车载终端数据进行计算进行气象预警；将车载终端数据中的环境湿度和环境气压数据带入降水率模型，计算降水概率A，得到降水率预警数据(Lng3，Lat3，A)，其中Lng3为电动汽车所在的经度，Lat3为电动汽车所在的纬度，A为降水率；综合预警模块进一步生成风险预警数据，即将(Lng3，Lat3，A)和(Lng2，Lat2，F，R，T)经纬度相同时进行合并，得到(Lng5，Lat5，A，F，R，T)，并得到风险预警数据(Lng5，Lat5，V，T)，其中Lng5等于当Lng3＝Lng4时的Lng3，Lat5等于当Lat3＝Lat4时的Lat3，V＝(F/F0)×(R/R0)×A，T为时刻，F0为风力阈值，R0为降水量阈值。
显示屏幕的背景为地图背景，综合预警模块将风险预警数据显示在显示屏幕的地图背景上，其中显示根据Lng5、Lat5确定显示的坐标，根据V显示不同浓度的颜色，V值越大颜色越深，根据T作为时间变化的时间轴，动态显示。
当某一车载终端的V值大于预设值时，综合预警模块控制GIS服务器将警报信号发送至对应的车载终端，车载终端接收警报信号并进行警报。
所述车载终端的唯一编码M为加密编码，仅在系统内部进行处理，不对外显示，且每隔24小时编码轮换一次。
当车载终端的续航里程半径内的电站终端的限制充电口数均为0时，将保存在GIS数据库模块中的所有剩余电量小于10％的车载终端的续航里程半径内的电站终端数据发送至对应的车载终端；车载终端接入电动汽车导航系统，车载终端将收到的电站终端数据显示在显示屏上，并以距离最近的K值最小的电站为目的地进行导航。
降水率模型的构建方法为：收集近5年每天的空气湿度、气压、是否降水的数据，并将空气湿度和气压相同的天数进行归类，并将空气湿度和气压相同并下雨的天数除以空气湿度和气压相同的总天数，得到降水率。此时每一个气压和空气湿度对应一个降水率。得到降水率模型。
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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于移动传感器的电网GIS精细预警系统，其特征在于包括GIS服务器、GIS数据库模块、气象预警模块、终端控制模块、综合预警模块、多个终端模块以及多个终端传感器模块；GIS数据库模块、气象预警模块、终端控制模块、综合预警模块分别与GIS服务器数据连接；终端模块包括车载终端和电站终端，车载终端设置有车载终端传感器，车载终端检测电动汽车的剩余电量和附近的环境数据；电站终端设置有电站终端传感器，电站终端传感器检测电站的闲置充电口；GIS服务器收集气象预警模块和终端模块的数据并存储在GIS数据库模块中；综合预警模块将GIS数据库模块中的数据进行综合处理后一方面为车载终端提供充电预警另一方面为电网提供气象预警。
2.根据权利要求1所述的基于移动传感器的电网GIS精细预警系统，其特征在于：所述GIS数据库模块中储存有包含海拔信息的地图数据，其数据格式为(Lng1，Lat1，H)，其中Lng1为经度，Lat1为纬度，H为海拔高度。
3.根据权利要求2所述的基于移动传感器的电网GIS精细预警系统，其特征在于：所述气象预警模块从气象数据中心获取未来24-72小时的气象预警数据；所述气象预警数据为包含经纬度信息的气象数据，数据格式为(Lng2，Lat2，F，R，T)；其中Lng2为经度，Lat2为纬度，F为风力，R为降水量，T为时刻，每次获得新的气象预警数据，则将上一次收集的气象预警数据删除，保证GIS数据库模块中仅保存最新的气象预警数据。
4.根据权利要求3所述的基于移动传感器的电网GIS精细预警系统，其特征在于：所述终端控制模块下设多个终端模块，终端模块包括车载终端和电站终端；所述车载终端设置在电动汽车内部，车载终端设置有车载终端传感器和显示屏，车载终端传感器包括GPS模块、电量传感器、续航传感器、湿度传感器和气压传感器；GPS模块获取电动汽车的GPS位置信息，电量传感器获取电动汽车剩余电量，续航传感器获得电动汽车剩余续航里程，湿度传感器获得电动汽车外界环境的湿度，气压传感器获得电动汽车外界环境的气压；车载终端传感器将获得的数据发送至车载终端，车载终端将数据整合为车载终端数据，数据格式为(Lng3，Lat3，Q，S，W，P，M)，其中Lng3为电动汽车所在经度，Lat3为电动汽车所在纬度，Q为剩余电量，S为剩余续航里程，W为环境湿度，P为环境气压，M为车载终端的唯一编码；车载终端将车载终端数据显示在显示屏上并上传至终端控制模块。
5.根据权利要求4所述的基于移动传感器的电网GIS精细预警系统，其特征在于：电站终端设置有电站终端传感器，电站终端传感器检测当前电站的闲置充电口数量和下一个充满的工作充电口的剩余充电时间，电站终端传感器将获得的数据发送至电站终端，电站终端将数据整合为电站终端数据，数据格式为(Lng4，Lat4，N，K)，其中Lng4为电站所在经度，Lat4为电站所在纬度，N表示闲置充电口数量，K表示下一个充满工作充电口的剩余充电时间，电站终端将电站终端数据发送至终端控制模块。
6.根据权利要求5所述的基于移动传感器的电网GIS精细预警系统，其特征在于：车载终端每隔1min将车载终端数据发送至终端控制模块，终端控制模块将电站终端数据和车载终端数据通过GIS服务器上传至GIS数据库模块；综合预警模块将电站终端数据和车载终端数据进行计算进行充电预警，即将保存在GIS数据库模块中的所有剩余电量小于10％的车载终端的续航里程半径内的电站终端数据发送至对应的车载终端；车载终端接入电动汽车导航系统，车载终端将收到的电站终端数据显示在显示屏上，并以距离最近的闲置充电口不为0的电站为目的地进行导航。
7.根据权利要求6所述的基于移动传感器的电网GIS精细预警系统，其特征在于：综合预警模块将气象预警数据和车载终端数据进行计算进行气象预警；将车载终端数据中的环境湿度和环境气压数据带入降水率模型，计算降水概率A，得到降水率预警数据(Lng3，Lat3，A)，其中Lng3为电动汽车所在的经度，Lat3为电动汽车所在的纬度，A为降水率；综合预警模块进一步生成风险预警数据，即将(Lng3，Lat3，A)和(Lng2，Lat2，F，R，T)经纬度相同时进行合并，得到(Lng5，Lat5，A，F，R，T)，并得到风险预警数据(Lng5，Lat5，V，T)，其中Lng5等于当Lng3＝Lng4时的Lng3，Lat5等于当Lat3＝Lat4时的Lat3，V＝(F/F0)×(R/R0)×A，T为时刻，F0为风力阈值，R0为降水量阈值。
8.根据权利要求7所述的基于移动传感器的电网GIS精细预警系统，其特征在于：显示屏幕的背景为地图背景，综合预警模块将风险预警数据显示在显示屏幕的地图背景上，其中显示根据Lng5、Lat5确定显示的坐标，根据V显示不同浓度的颜色，V值越大颜色越深，根据T作为时间变化的时间轴，动态显示。
9.根据权利要求8所述的基于移动传感器的电网GIS精细预警系统，其特征在于：当某一车载终端的V值大于预设值时，综合预警模块控制GIS服务器将警报信号发送至对应的车载终端，车载终端接收警报信号并进行警报。
10.根据权利要求9所述的基于移动传感器的电网GIS精细预警系统，其特征在于：所述车载终端的唯一编码M为加密编码，仅在系统内部进行处理，不对外显示，且每隔24小时编码轮换一次。
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