CN114966897A - 一种文物安全分析预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种文物安全分析预警系统，包括天气预报大数据接入模块、涝灾监测模块、分析模块、沿文物遗址沿线设置的若干综合气象站模块、雷电监测模块、文物本体安全监测模块和用户端；所述分析模块用于对天气预报大数据接入模块、雷电监测模块、涝灾监测、文物本体安全监测数据及综合气象站感知的数据汇总，并对数据进行清洗、识别、分析和评估，向用户端发出信息；本发明可结合天气预报数据、实测数据对工作人员提前发出预警警告，并将综合数据分析评估后提醒工作人员前往处置、给出相应的应急预案，有利于实现对文物遗址进行精准、及时的保护。
Description
技术领域
本发明属于文物本体安全监测技术领域，具体涉及一种文物安全分析预警系统。
背景技术
目前对不可移动文物，多是以视频监控和人工巡防为主，但视频监控的范围有限，人工巡防的频率也较低，且在极端天气如连续降雨、暴雨、雷电天气后，在地下水位变化或雨水浸泡后，可能会由于地基不均匀而导致这些文物倾斜甚至垮塌的倾向，因此需要人员及时的前往进行处置，由于人力资源不足，每次只能优先处理情况最严重的文物遗址部分。目前人员分配多是参照天气预报，但是，天气预报是大范围的预报，对于小范围内不够准确，不利于根据现场情况来进行合理的人员和物料的分配，有可能耽误文物遗址保护的时机，针对不可移动文物中古墓葬、古遗址、古建筑、古长城、古城墙等文物的防灾减灾能力和应急处置能力有待提高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种文物安全分析预警系统。
本发明的技术方案如下：
一种文物安全分析预警系统，包括天气预报大数据接入模块、涝灾监测模块、分析模块、沿文物遗址沿线设置的若干综合气象站模块、雷电监测模块、文物本体安全监测模块和用户端；
所述天气预报大数据接入模块用于从天气预报API接口获取天气预报数据；所述综合气象站模块用于文物遗址周边环境监测，检测要素至少包括风速、风向、温度、湿度、大气压力、降雨量、降雪量；
所述涝灾监测模块包括用于获取文物遗址地基积水数据的积水水位感知终端和用于获取实际降雨量数据的雨量传感器；
所述雷电监测模块用于受保护文物区域大气电荷监测、避雷接地电阻检测及雷电预警；雷电预警模块根据避雷接地电阻状况、大气电荷状况进行判断后将雷电预警结果发送至分析模块；
所述文物本体安全监测模块包括用于检测监测点文物本体的倾斜量、沉降量、裂隙变化量、形变量，测得的数据统称为文物本体检测数据；
所述分析模块用于对天气预报大数据接入模块、雷电监测模块、涝灾监测、文物本体安全监测数据及综合气象站感知的数据汇总，并对数据进行清洗、识别、分析和评估，向用户端发出信息；
所述分析模块根据天气预报预报的风、雷电、雨雪灾害预警信息启动一级预警，根据综合气象站模块检测的各类监测数据取消当前综合气象站检测终端所在区域的一级预警或进入二级预警，进入二级预警后，进入二级预警后，分析模块根据现场实际风、雷电、雨雪情况、雷电监测模块的雷电预警结果、涝灾监测模块检测的积水水位及文物本体安全监测模块检测的位移、倾斜等数据进行综合分析后向用户端发送相应的应急预案。
进一步的，相邻两个综合气象站模块之间设置有至少一个监测点，每个监测点均设置有至少一个涝灾监测模块。
进一步的，所述分析模块根据文物本体安全监测模块的对监测点文物遗址的文物本体检测数据给出监测点文物在一个监测周期的初始数据，监测点文物初始数据在下一个监测周期随文物本体检测数据的更新而更新；所述分析模块内存储有每个监测点文物初始数据；
所述分析模块分析监测点文物初始数据和实测数据，并根据分析对对应的监测点赋予优先级值，根据综合气象站模块所在区域内的优先级值的总和对所有需要处理的位置进行排序，并将排序信息体现在应急预案中向用户端发送。
进一步的，所述分析模块内预设有临界范围，所述分析模块分析监测点文物初始数据和实测数据时，报警分析模块根据每个监测点文物初始数据得到基础值，根据积水实测数据、雨量实测数据得到变化值，将基础值和变化值之和的变动趋势与临界范围做比较，若预期会超出临界范围则发出二级预警。
进一步的，所述文物安全分析预警系统还包括GIS地图展示模块，所述GIS地图展示模块外接GIS接口并沿文物遗址的延伸方向给出地势图，并根据地势高低设置监测点，在地势相对低的区域监测点的密度更大。
进一步的，所述文物安全分析预警系统还包括设置在文物遗址上用电器集中区域的电器火灾监测终端，所述电器火灾监测终端用于监测烟雾浓度并向分析模块发出烟雾信息，所述分析模块根据所述烟雾信息向用户端发出火灾报警。
进一步的，所述应急预案包括监测点位置信息、预警等级、无人机线路规划、抢修路线和抢修计划。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明可避免天气预报在小范围地区预报不准确造成的人力物力不能准确分配的问题，通过在文物遗址的沿线设置综合气象站模块来实现小范围内的天气的准确监测和预测，实现小范围差异化精准监控，并通过一级预警、二级预警的信息提醒工作人员及时处理根据应急预案前往处置文物遗址对其进行及时的修缮或防护措施，对文物进行及时的保护。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为综合气象站模块以及监测点的分布示意图。
图中，综合气象站模块-1，监测点-2。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图2所示，一种文物安全分析预警系统，包括天气预报大数据接入模块、涝灾监测模块、分析模块、沿文物遗址沿线设置的若干综合气象站模块、雷电监测模块、文物本体安全监测模块和用户端；
所述天气预报大数据接入模块用于从天气预报API接口获取天气预报数据；所述综合气象站模块用于文物遗址周边环境监测，检测要素至少包括风速、风向、温度、湿度、大气压力、降雨量、降雪量；
所述涝灾监测模块包括用于获取文物遗址地基积水数据的积水水位感知终端和用于获取实际降雨量数据的雨量传感器；
所述雷电监测模块用于受保护文物区域大气电荷监测、避雷接地电阻检测及雷电预警；雷电预警模块根据避雷接地电阻状况、大气电荷状况进行判断后将雷电预警结果发送至分析模块；
所述文物本体安全监测模块包括用于检测监测点文物本体的倾斜量、沉降量、裂隙变化量、形变量，测得的数据统称为文物本体检测数据；
所述分析模块用于对天气预报大数据接入模块、雷电监测模块、涝灾监测、文物本体安全监测数据及综合气象站感知的数据汇总，并对数据进行清洗、识别、分析和评估，向用户端发出信息；
所述分析模块根据天气预报预报的风、雷电、雨雪灾害预警信息启动一级预警，根据综合气象站模块检测的各类监测数据取消当前综合气象站检测终端所在区域的一级预警或进入二级预警，进入二级预警后，进入二级预警后，分析模块根据现场实际风、雷电、雨雪情况、雷电监测模块的雷电预警结果、涝灾监测模块检测的积水水位及文物本体安全监测模块检测的位移、倾斜等数据进行综合分析后向用户端发送相应的应急预案；一级预警表示可能会发生灾害，需要准备相应的物资，二级预警表明未来极可能发生灾害或已经发生灾害，需要人员根据应急预案携带物资前往处置，同时，二级预警还会根据实际情况发出联动消防、交通等其他救援人员的请求；
具体的，在进行雷电预警判断时，所述分析模块比较雷击电阻传感器检测的阻值，并与预设的接地电阻值进行比对，若大于预设的至则向预警处置模块发送引下线预警，所述预警处置模块根据所述雷电预警值和引下线预警值匹配对应的防雷预案并发送至用户端，防雷预案包括发生预警的监测点位置和与引下线阻值对应的修复计划，如是进行引下线的清理还是进行更换，防雷预案为应急预案的部分内容；通过对雷电监测模块对雷电的监测，可实现对雷击电流、接地电阻的多维感知，对于各个防雷业务场景建立雷击灾害防控，形成智能化防雷管理，为雷击灾害消除隐患，有利于减少雷击事故，减少雷击损失；通过对数据的分析、挖掘、预测和研判，提高雷击以及雨雪等其他灾害的预测能力，实现不同区域的精准监管；
所述应急预案包括监测点位置信息、预警等级、无人机线路规划、抢修路线和抢修计划；抢修计划包括针对不同预计险情的抢修计划，例如，对于低洼积水地带，抢修计划可预估携带的、抽水泵、土方和防雨布，目标是通过建造高处将未来的雨水引导至不伤害文物遗址的方向；对于可能垮塌的位置，预估携带的支撑物，目标是进行实现的加固；抢修路线为一定时间内的对于报警的监测点位置合理规划路线，抢修计划与预警处理模块中的抢修计划类似，目的是根据文物遗址的预计损坏状况携带相应的物质和匹配人员。
进一步的，相邻两个综合气象站模块之间设置有至少一个监测点，每个监测点均设置有至少一个涝灾监测模块；如图2所示，对于古城墙、古长城等沿线较长的文物类型，每个综合气象站模块负责文物遗址周边部分范围的检测，图2中两个虚线之间指示出这个综合气象站模块所在区域，在每个综合气象站模块所在区域内，根据地势或文物遗址的损毁程度情况来设置监测点；根据天气预报的一级预警可圈定可能发生灾害的综合气象站模块所覆盖的范围，之后中的关注这些综合气象站监测所涉及的区域，之后根据实测数据以及实测数据的变化趋势，来判定哪些综合气象站监测区域进入二级预警，如雨量超过范围，或雨量持续或持续增加、丝毫没有减弱的趋势；由于综合气象站监测覆盖的也是较大的面积，再在这个面积中根据监测点的数据来进行处置优先级的排序。
进一步的，所述分析模块根据文物本体安全监测模块的对监测点文物遗址的文物本体检测数据给出监测点文物在一个监测周期的初始数据，监测点文物初始数据在下一个监测周期随文物本体检测数据的更新而更新；所述分析模块内存储有每个监测点文物初始数据；
所述分析模块分析监测点文物初始数据和实测数据，并根据分析对对应的监测点赋予优先级值，根据综合气象站模块所在区域内的优先级值的总和对所有需要处理的位置进行排序，并将排序信息体现在应急预案中向用户端发送。
进一步的，所述文物本体安全监测模块还包括用于监测点文物遗址振动情况的振动监测终端，振动监测终端采集的振动信号有两类，一类为文物遗址垮塌时产生的振动信号，一类是文物遗址周边经过车辆如火车、卡车时造成的干扰振动信号，通过对振动监测终端安装后实地测量，来得到当前位置的干扰振动信号，从而在分析模块进行振动信号的判断时，能够将车辆干扰排除，减少误报。
进一步的，所述分析模块内预设有临界范围，所述分析模块分析监测点文物初始数据和实测数据时，报警分析模块根据每个监测点文物初始数据得到基础值，根据积水实测数据、雨量实测数据得到变化值，将基础值和变化值之和的变动趋势与临界范围做比较，若预期会超出临界范围则发出二级预警；基础值的设置可根据文物遗址的实际情况来对预警进行修正，例如显然松动的、有裂缝的墙体址和牢固的泥砖俱全的墙体对于地陷或是雨水的耐受程度是不同的。
进一步的，所述文物安全分析预警系统还包括GIS地图展示模块，所述GIS地图展示模块外接GIS接口并沿文物遗址的延伸方向给出地势图，并根据地势高低设置监测点，在地势相对低的区域监测点的密度更大，实现重点区域的重点监控。
进一步的，所述文物安全分析预警系统还包括设置在文物遗址上用电器集中区域的电器火灾监测终端，所述电器火灾监测终端用于监测烟雾浓度并向分析模块发出烟雾信息，所述分析模块根据所述烟雾信息向用户端发出火灾报警；在文物遗址沿线或人流量大的区域设置有监控摄像头、照明设施等，对于这些用电设施一般会先将相关控制电路设置在一个中间控制柜中，电器火灾监测终端即是用来检测这些位置的着火情况，在火灾发生时及时的报警通过用户端通知附近的工作人员。
进一步的，所述文物安全分析预警系统还包括常规系统模块，如包括通讯系统、数据查询系统、后台管理模块、权限管理模块等子系统。
本发明可结合天气预报数据、实测数据、本体影响数据对工作人员提前发出预警警告，并将综合数据分析评估后提醒工作人员前往处置、给出相应的应急预案；本发明利用现代科学信息技术，构建文物综合安全风险监测的文物安全分析预警系统，通过对文物安全全业务、全要素数据的深度挖掘、数据建模与融合分析，实现文物综合风险监测、灾害预警、危险源识别、应急处置、决策分析等多变量、多层级、多维度、多形态的信息组织、关联数据分析与安全趋势预测，可实现文物综合安全风险信息接入、数据融合分析、安全管理智能决策、安全应急处置，可实现小范围差异化精准监控，有利于文化遗产保护能力的提升。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种文物安全分析预警系统，其特征在于：包括天气预报大数据接入模块、涝灾监测模块、分析模块、沿文物遗址沿线设置的若干综合气象站模块和用户端；
所述天气预报大数据接入模块用于从天气预报API接口获取天气预报数据；所述综合气象站模块用于文物遗址周边环境监测，检测要素至少包括风速、风向、温度、湿度、大气压力、降雨量、降雪量；
所述涝灾监测模块包括用于获取文物遗址地基积水数据的积水水位感知终端和用于获取实际降雨量数据的雨量传感器；
所述分析模块用于对天气预报大数据接入模块、涝灾监测及综合气象站感知的数据汇总，并对数据进行清洗、识别、分析和评估，向用户端发出信息；所述分析模块根据天气预报预报的风、雷电、雨雪灾害预警信息启动一级预警，根据综合气象站模块检测的各类监测数据取消当前综合气象站检测终端所在区域的一级预警或进入二级预警，进入二级预警后，分析模块根据文物遗址现场实际风速、风向、雨雪情况和涝灾监测模块检测的积水水位进行综合分析后向用户端发送相应的应急预案。
2.根据权利要求1所述的文物安全分析预警系统，其特征在于：还包括雷电监测模块，所述雷电监测模块用于受保护文物区域大气电荷监测、避雷接地电阻检测及雷电预警，雷电预警模块根据避雷接地电阻状况、大气电荷状况进行判断后将雷电预警结果发送至分析模块，分析模块并根据实际降雨量、雷电预警结果和涝灾监测模块检测的积水水位向用户端发送相应的应急预案。
3.根据权利要求2所述的文物安全分析预警系统，其特征在于：相邻两个综合气象站模块之间设置有至少一个监测点，每个监测点均设置有至少一个涝灾监测模块。
4.根据权利要求3所述的文物安全分析预警系统，其特征在于：还包括文物本体安全监测模块，所述文物本体安全监测模块包括用于检测监测点文物本体的倾斜量、沉降量、裂隙变化量、形变量，测得的数据统称为文物本体检测数据，进入二级预警后，分析模块根据现场实际风、雷电、雨雪情况、雷电监测模块的雷电预警结果、涝灾监测模块检测的积水水位及文物本体安全监测模块检测的位移、倾斜等数据进行综合分析后向用户端发送相应的应急预案。
5.根据权利要求4所述的文物安全分析预警系统，其特征在于：所述分析模块根据文物本体安全监测模块的对监测点文物遗址的文物本体检测数据给出监测点文物在一个监测周期的初始数据，监测点文物初始数据在下一个监测周期随文物本体检测数据的更新而更新；所述分析模块内存储有每个监测点文物初始数据；
所述分析模块分析监测点文物初始数据和实测数据，并根据分析对对应的监测点赋予优先级值，根据综合气象站模块所在区域内的优先级值的总和对所有需要处理的位置进行排序，并将排序信息体现在应急预案中向用户端发送。
6.根据权利要求4或5所述的文物安全分析预警系统，其特征在于：所述分析模块内预设有临界范围，所述分析模块分析监测点文物初始数据和实测数据时，报警分析模块根据每个监测点文物初始数据得到基础值，根据积水实测数据、雨量实测数据得到变化值，将基础值和变化值之和的变动趋势与临界范围做比较，若预期会超出临界范围则发出二级预警。
7.根据权利要求1所述的文物安全分析预警系统，其特征在于：还包括GIS地图展示模块，所述GIS地图展示模块外接GIS接口并沿文物遗址的延伸方向给出地势图，并根据地势高低设置监测点，在地势相对低的区域监测点的密度更大。
8.根据权利要求1所述的文物安全分析预警系统，其特征在于：还包括设置在文物遗址上用电器集中区域的电器火灾监测终端，所述电器火灾监测终端用于监测烟雾浓度并向分析模块发出烟雾信息，所述分析模块根据所述烟雾信息向用户端发出火灾报警。
9.根据权利要求1所述的文物安全分析预警系统，其特征在于：所述应急预案包括监测点位置信息、预警等级、无人机线路规划、抢修路线和抢修计划。
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