CN115914267A - 一种流域水生态安全监控预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于生态安全监控技术领域，公开了一种流域水生态安全监控预警系统，箱体内部设置有控制机构、通讯机构、传感器与电源箱；外壳主体包括下壳体与上壳体，下壳体与上壳体密封连接，上壳体与下壳体之间设置有电气安装槽，控制机构、通讯机构、传感器与电源箱均安装于电气安装槽的内部。控制机构、传感器、通讯机构的电源端均与电源箱的输出端电性连接；通讯机构的控制端、传感器的控制端均与控制机构的控制端电性连接。控制机构接收传感器发出的信号，再通过通讯机构将传感器信号发送至后台计算机。整个系统结构简单，操作方便，使用灵活，便于推广使用，从而实现监测信号的有效传输，提高了监管效率，检测结果准确、数据实时更新。

Description

一种流域水生态安全监控预警系统

技术领域

本发明属于生态安全监控技术领域，尤其涉及一种流域水生态安全监控预警系统。

背景技术

目前，近年来，环境风险的累积逐渐以突发环境事件的形式爆发出来，为了有效应对社会生产生活中潜在的环境风险，环境预警的重要性日益彰显。生态环境预警是以生态环境质量评价为基础，着重于对人类活动引发的生态位移和环境质量的变化趋势、变化后果进行预测、分析和评价，并按需要适时的提出恶化或危害变化的警戒信息及相应的对策措施。水生态监测是进行水生态系统规划与保护的关键环节，是监测体系的重要组成部分。

近些年，我国水生态监测在探索中不断发展，但仍存在困难和挑战。在现有技术中，由工作人员从流域监测区域取出一定量的水样，然后采用水质分析设备对取出的水样进行分析，从而判断监测区域的水质情况，该种方法具有效率低和实时性差的问题。难以形成有效信息真实地反映水体生态状况，水生态系统的复杂性进一步加大了大规模和大尺度水生态监测的难度，降低了监测效率。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中，由工作人员从流域监测区域取出一定量的水样，然后采用水质分析设备对取出的水样进行分析，从而判断监测区域的水质情况，该种方法具有效率低和实时性差的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种流域水生态安全监控预警系统。

本发明是这样实现的，一种流域水生态安全监控预警系统设置有：

箱体；所述箱体内部设置有控制机构、通讯机构、传感器与电源箱；所述外壳主体包括下壳体与上壳体，所述下壳体与上壳体密封连接，所述上壳体与下壳体之间设置有电气安装槽，所述控制机构、通讯机构、传感器与电源箱均安装于电气安装槽的内部。

进一步，所述控制机构、传感器、通讯机构的电源端均与电源箱的输出端电性连接；所述通讯机构的控制端、传感器的控制端均与控制机构的控制端电性连接。

进一步，所述控制机构接收传感器发出的信号，再通过通讯机构将传感器信号发送至后台计算机。

进一步，所述计算机设有数据监测模块，所述数据监测模块设有信息预处理模块、模型管理模块、水生态综合评价模块、风险评估预警模块、风险预案管理模块依次单向通信连接。

进一步，所述数据检测模块的各个模块具体为：

数据监测模块：负责获取流域被监测区域内的传感器实时监测数据；

信息预处理模块：将所述实时监测数据进行编译和存储，并将数据传送到网络云端；

模型管理模块：在网络云端下载所述各项数据，将各项数据进行建模处理；

水生态综合评价模块：将模型内的各项数据与设定的各项数据进行对比分析产生差异值，通过计算获取所述流域被监测区域的风险源；

风险评估预警模块：通过所述水生态综合评价模块计算得出的数据筛选并确定所述风险源的潜在风险区域；

风险评估要求对资产进行详细识别和评价，对可能引起风险的威胁和弱点水平进行评估，根据风险评估的结果来识别和选择安全措施。“风险识别”是发现、承认和描述风险的过程。风险识别包括对风险源、风险事件、风险原因及其潜在后果的识别。风险识别包括历史数据、理论分析、有见识的意见、专家的意见，以及利益相关方的需求。“风险评价”是把风险分析的结果与风险准则相比较，以决定风险和其大小是否可接受或可容忍的过程。正确的风险评价有助于组织对风险应对的决策。

目前常见的区域环境风险评估技术方法有指数法、健康风险评估四步法、生态风险评估三步法、聚类分析法、遥感技术法、事件情景的量化分析法和综合评估法等。

风险预案管理模块：根据所述风险评估预警模块得到的模拟结果判断所述风险源是否为重大风险源，进行备案后，做出处理决策。

根据流域水环境管理技术库的分类标准，流域水环境风险评估与预警技术大致分为三种关键技术:流域水环境风险分区及评估技术、流域水环境监控预警技术和流域水环境应急处理技术

水环境风险分区技术是流域水环境风险与预警技术体系的主要部分。流域水环境风险分区技术的意义在于通过剖析流域内水环境风险的分布规律，把风险水平相似的单元划分为同一风险等级，并确定不同风险等级环境管理的先后次序，从而制定相关的环境风险管理策略。

流域水环境监控预警技术是分析和评价某一特定水域或断面的特定状态，以得出相应级别的警戒信息，并对水环境发生的影响变化进行分析，以期实现对水环境的未来情况的预测，并对流域水环境存在的问题加以控制或提出对应的解决办法。

流域水环境污染应急监测是水环境应急管理中不可或缺的一环。流域水环境污染应急监测能够及时准确掌握污染的程度和范围，准确预测污染的进度，保证污染控制措施的有效实施。

进一步，一种流域水生态安全监控预警系统，该预警系统按照下述步骤实现：

步骤一：平台系统通过通讯机构、传感器获取流域监测区域的实时监测数据，并进行预处理；

步骤二：对收到的预处理过的实时监测数据进行分析，得到监测数据的数值；

步骤三：判断所述监测数据数值与设定数值的差值，所述差值大于一定数值进入下一步；

步骤四：将差值的数据进行风险评估，得出风险结果；

步骤五：依据所述风险结果做出风险预警和应急决策。

进一步，步骤五中，所述风险预案管理做出风险决策和应急决策，具体过程如下：

(1)识别风险源；

(2)风险评价；

(3)筛选高风险源；

(4)确定风险区域；

(5)风险区域等级划分；

(6)确定风险预警区域及预警级别，实施风险应急预案。

本发明实施例一种流域水生态安全监控预警系统通过设有箱体内部设置有控制机构、通讯机构、传感器与电源箱，整个系统结构简单，操作方便，使用灵活，便于推广使用。本发明通过设有计算机设有数据监测模块，所述数据监测模块设有信息预处理模块、模型管理模块、水生态综合评价模块、风险评估预警模块、风险预案管理模块依次单向通信连接，从而实现监测信号的有效传输，提高了监管效率，检测结果准确、数据实时更新。

本发明实施例一种流域水生态安全监控预警系统通过设有，控制机构、传感器、通讯机构的电源端均与电源箱的输出端电性连接；通讯机构的控制端、传感器的控制端均与控制机构的控制端电性连接。控制机构接收传感器发出的信号，再通过通讯机构将传感器信号发送至后台计算机。

附图说明

图1是本发明实施例提供的流域水生态安全监控预警系统结构示意图；

图2是本发明实施例提供的流域水生态安全监控预警系统流程图；

图3是本发明实施例提供的风险结果做出分先预警和应急决策流程图；

图中：1、箱体；2、控制机构；3、通讯机构；4、传感器；5、电源箱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的流域水生态安全监控预警系统设置有：箱体1、控制机构2、通讯机构3、传感器4、电源箱5。

箱体1内部设置有控制机构2、通讯机构3、传感器4与电源箱5；外壳主体包括下壳体与上壳体，下壳体与上壳体密封连接，上壳体与下壳体之间设置有电气安装槽，控制机构2、通讯机构3、传感器4与电源箱5均安装于电气安装槽的内部。控制机构2、传感器4、通讯机构3的电源端均与电源箱5的输出端电性连接。控制机构接收传感器发出的信号，再通过通讯机构将传感器信号发送至后台计算机。

计算机设有数据监测模块，数据监测模块设有信息预处理模块、模型管理模块、水生态综合评价模块、风险评估预警模块、风险预案管理模块依次单向通信连接。

数据检测模块的各个模块具体为：

数据监测模块：负责获取流域被监测区域内的传感器实时监测数据；

信息预处理模块：将实时监测数据进行编译和存储，并将数据传送到网络云端；

模型管理模块：在网络云端下载各项数据，将各项数据进行建模处理；

水生态综合评价模块：将模型内的各项数据与设定的各项数据进行对比分析产生差异值，通过计算获取流域被监测区域的风险源；

风险评估预警模块：通过水生态综合评价模块计算得出的数据筛选并确定风险源的潜在风险区域；

风险评估要求对资产进行详细识别和评价，对可能引起风险的威胁和弱点水平进行评估，根据风险评估的结果来识别和选择安全措施。“风险识别”是发现、承认和描述风险的过程。风险识别包括对风险源、风险事件、风险原因及其潜在后果的识别。风险识别包括历史数据、理论分析、有见识的意见、专家的意见，以及利益相关方的需求。“风险评价”是把风险分析的结果与风险准则相比较，以决定风险和其大小是否可接受或可容忍的过程。正确的风险评价有助于组织对风险应对的决策。

目前常见的区域环境风险评估技术方法有指数法、健康风险评估四步法、生态风险评估三步法、聚类分析法、遥感技术法、事件情景的量化分析法和综合评估法等。

风险预案管理模块：根据风险评估预警模块得到的模拟结果判断风险源是否为重大风险源，进行备案后，做出处理决策。

根据流域水环境管理技术库的分类标准，流域水环境风险评估与预警技术大致分为三种关键技术:流域水环境风险分区及评估技术、流域水环境监控预警技术和流域水环境应急处理技术

水环境风险分区技术是流域水环境风险与预警技术体系的主要部分。流域水环境风险分区技术的意义在于通过剖析流域内水环境风险的分布规律，把风险水平相似的单元划分为同一风险等级，并确定不同风险等级环境管理的先后次序，从而制定相关的环境风险管理策略。

流域水环境监控预警技术是分析和评价某一特定水域或断面的特定状态，以得出相应级别的警戒信息，并对水环境发生的影响变化进行分析，以期实现对水环境的未来情况的预测，并对流域水环境存在的问题加以控制或提出对应的解决办法。

流域水环境污染应急监测是水环境应急管理中不可或缺的一环。流域水环境污染应急监测能够及时准确掌握污染的程度和范围，准确预测污染的进度，保证污染控制措施的有效实施。

如图2所示，本发明实施例提供的一种流域水生态安全监控预警系统，该预警系统按照下述步骤实现：

S201：平台系统通过通讯机构、传感器获取流域监测区域的实时监测数据，并进行预处理；

S202：对收到的预处理过的实时监测数据进行分析，得到监测数据的数值；

S203：判断所述监测数据数值与设定数值的差值，所述差值大于一定数值进入下一步；

S204：将差值的数据进行风险评估，得出风险结果；

S205：依据所述风险结果做出分先预警和应急决策。

如图3所示本发明实施例提供的风险预案管理做出风险决策和应急决策，具体过程如下：

S301：识别风险源；

S302：风险评价；

S303：筛选高风险源；

S304：确定风险区域；

S305：风险区域等级划分；

S306：确定风险预警区域及预警级别，实施风险应急预案。

本发明实施例一种流域水生态安全监控预警系统在使用时，将箱体1以及箱体1内部的控制机构2、通讯机构3、传感器4与电源箱5固定在所要检测的水域内。通过检测系统进行检测和计算，得出所要测量水域的各项数据。

检测系统间和计算具体为，平台系统通过通讯机构、传感器获取流域监测区域的实时监测数据，并进行预处理；对收到的预处理过的实时监测数据进行分析，得到监测数据的数值；之后，判断所述监测数据数值与设定数值的差值，所述差值大于一定数值进入下一步；然后，将差值的数据进行风险评估，得出风险结果；最后，依据所述风险结果做出分先预警和应急决策。

本发明实施例一种流域水生态安全监控预警系统，应用在水域水质检测中。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种流域水生态安全监控预警系统，其特征在于，所述流域水生态安全监控预警系统设置有：

箱体；

所述箱体内部设置有控制机构、通讯机构、传感器与电源箱；所述外壳主体包括下壳体与上壳体，所述下壳体与上壳体密封连接，所述上壳体与下壳体之间设置有电气安装槽，所述控制机构、通讯机构、传感器与电源箱均安装于电气安装槽的内部。

2.如权利要求1所述的流域水生态安全监控预警系统，其特征在于，所述控制机构、传感器、通讯机构的电源端均与电源箱的输出端电性连接；所述通讯机构的控制端、传感器的控制端均与控制机构的控制端电性连接。

3.如权利要求1所述的流域水生态安全监控预警系统，其特征在于，所述控制机构接收传感器发出的信号，再通过通讯机构将传感器信号发送至后台计算机。

4.如权利要求1所述的流域水生态安全监控预警系统，其特征在于，所述计算机设有数据监测模块，所述数据监测模块设有信息预处理模块、模型管理模块、水生态综合评价模块、风险评估预警模块、风险预案管理模块依次单向通信连接。

5.如权利要求1所述的流域水生态安全监控预警系统，其特征在于，所述数据检测模块的各个模块具体为：

数据监测模块：负责获取流域被监测区域内的传感器实时监测数据；

信息预处理模块：将所述实时监测数据进行编译和存储，并将数据传送到网络云端；

模型管理模块：在网络云端下载所述各项数据，将各项数据进行建模处理；

水生态综合评价模块：将模型内的各项数据与设定的各项数据进行对比分析产生差异值，通过计算获取所述流域被监测区域的风险源；

风险评估预警模块：通过所述水生态综合评价模块计算得出的数据筛选并确定所述风险源的潜在风险区域。

6.如权利要求1所述的流域水生态安全监控预警系统，其特征在于，所述风险评估要求对资产进行详细识别和评价，对可能引起风险的威胁和弱点水平进行评估，根据风险评估的结果来识别和选择安全措施。“风险识别”是发现、承认和描述风险的过程。风险识别包括对风险源、风险事件、风险原因及其潜在后果的识别。风险识别包括历史数据、理论分析、有见识的意见、专家的意见，以及利益相关方的需求。“风险评价”是把风险分析的结果与风险准则相比较，以决定风险和其大小是否可接受或可容忍的过程。正确的风险评价有助于组织对风险应对的决策。

7.如权利要求1所述的流域水生态安全监控预警系统，其特征在于，所述目前常见的区域环境风险评估技术方法有指数法、健康风险评估四步法、生态风险评估三步法、聚类分析法、遥感技术法、事件情景的量化分析法和综合评估法等。

风险预案管理模块：根据所述风险评估预警模块得到的模拟结果判断所述风险源是否为重大风险源，进行备案后，做出处理决策。

根据流域水环境管理技术库的分类标准，流域水环境风险评估与预警技术大致分为三种关键技术:流域水环境风险分区及评估技术、流域水环境监控预警技术和流域水环境应急处理技术

水环境风险分区技术是流域水环境风险与预警技术体系的主要部分。流域水环境风险分区技术的意义在于通过剖析流域内水环境风险的分布规律，把风险水平相似的单元划分为同一风险等级，并确定不同风险等级环境管理的先后次序，从而制定相关的环境风险管理策略。

8.如权利要求1所述的流域水生态安全监控预警系统，其特征在于，所述流域水环境监控预警技术是分析和评价某一特定水域或断面的特定状态，以得出相应级别的警戒信息，并对水环境发生的影响变化进行分析，以期实现对水环境的未来情况的预测，并对流域水环境存在的问题加以控制或提出对应的解决办法。

流域水环境污染应急监测是水环境应急管理中不可或缺的一环。流域水环境污染应急监测能够及时准确掌握污染的程度和范围，准确预测污染的进度，保证污染控制措施的有效实施。

9.如权利要求1所述的流域水生态安全监控预警系统，其特征在于，所述流域水生态安全监控预警系统，该预警系统按照下述步骤实现：

步骤一：平台系统通过通讯机构、传感器获取流域监测区域的实时监测数据，并进行预处理；

步骤二：对收到的预处理过的实时监测数据进行分析，得到监测数据的数值；

步骤三：判断所述监测数据数值与设定数值的差值，所述差值大于一定数值进入下一步；

步骤四：将差值的数据进行风险评估，得出风险结果；

步骤五：依据所述风险结果做出风险预警和应急决策。

10.如权利要求1所述的流域水生态安全监控预警系统，其特征在于，所述风险预案管理做出风险决策和应急决策，具体过程如下：

(1)识别风险源；

(2)风险评价；

(3)筛选高风险源；

(4)确定风险区域；

(5)风险区域等级划分；

(6)确定风险预警区域及预警级别，实施风险应急预案。

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