CN116468154A - 基于5g的港口生产作业综合气象风险智能预警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统，包括存储有效数据量化表的数据存储单元、通过5G通讯服务技术获取气象致灾因子实时监测数据及有效数据量化表数据的智能获取单元、分析提取易损点、主要气象致灾因子及每一个主要气象致灾因子致灾阈值区间的分析提取单元、创建气象致灾影响函数及综合气象风险预警模型的模型创建单元、进行每种类型生产作业气象风险等级评价的风险评价单元及根据气象风险等级评价对港口所有类型的生产作业同时发出针对性气象风险预警的预警发布单元。本发明能够实时、快速地评估港口所有类型生产作业的气象风险、并实时进行针对性地气象风险预警，有效辅助港口合理调度生产作业、防灾减灾。

Description

基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统
技术领域
本发明涉及气象预警技术领域，具体涉及一种基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统。
背景技术
天气对港口生产作业有着严重影响，风、雨、气温、湿度、能见度等常见灾害性天气因素给正常的港口生产作业会带来安全隐患。
港口生产作业因其作业类型的不同分为前/后场货物装卸、货物堆放、船舶航行、机械作业、车辆作业、环保监控、防台作业、保税仓作业等等，在这些实际的港口生产作业过程中，需要降低作业危险性、防范船舶、货物、设备等因各种灾害性天气引起的作业安全隐患和人员安全责任事故，最大程度减少因天气原因导致的灾害风险，因而，研发一种针对港口所有类型的生产作业、能够进行综合气象风险预警的智能预警系统显得尤为重要。
发明内容
本发明以港口所有类型生产作业容易遭受的气象灾害为研究对象，对港口各种类型生产作业中涉及到的易损点及主要气象致灾因子进行分析，通过创建主要气象致灾因子相对于易损点的气象致灾影响函数Ri j及综合气象风险预警模型Comp_R，提供一种基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统，对港口所有类型的生产作业发出针对性的气象风险预警。
本发明的一个实施方式的一种基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统，其包括：
数据存储单元，用于存储经过调研分析得到的对于不同类型港口生产作业的包括但不限于易损点、主要气象致灾因子及主要气象致灾因子的各风险等级阈值区间的自然因素的多个有效数据量化表；
智能获取单元，用于通过5G通讯服务技术获取影响港口各类型生产作业的所有气象致灾因子的实时监测数据及数据存储单元中的有效数据量化表数据及已在港口报备的预计进行或正在进行的生产作业计划明细表；
分析提取单元，用于根据港口生产作业的不同类型，利用有效数据量化表分析提取每种生产作业类型所涉及的所有m个易损点、每一个易损点对应的有致灾影响的n个主要气象致灾因子及每一个主要气象致灾因子能够对易损点造成不同等级风险的气象致灾因子致灾阈值区间；
模型创建单元，用于创建主要气象致灾因子相对于易损点的气象致灾影响函数Ri j及综合气象风险预警模型Comp_R；其中，i为易损点的序号，i为1至m的正整数；j为主要气象致灾因子的序号，j为1至n的正整数；
风险评价单元，用于依据获取的所述气象致灾因子的实时监测数据、分析提取的每一种生产作业类型的易损点、主要气象致灾因子及气象致灾因子致灾阈值区间及创建的所述综合气象风险预警模型Comp_R，分别进行港口每种类型生产作业的综合气象风险等级评价；
预警发布单元，用于根据评价得到的气象风险等级对生产作业计划明细表内所有类型的生产作业发出针对性的气象风险预警。
进一步地，创建的所述气象致灾影响函数Ri j为；
；
其中，i为易损点的序号，i为1至m的正整数；j为主要气象致灾因子的序号，j为1至n的正整数；Yi j为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的实时监测数据；Mi j无风险等级阈值区间为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的无风险等级阈值区间；Mi j较低风险等级阈值区间为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的较低风险等级阈值区间；Mi j中风险等级阈值区间为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的中风险等级阈值区间；Mi j较高风险等级阈值区间为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的较高风险等级阈值区间；Mi j高风险等级阈值区间为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的高风险等级阈值区间；
进一步地，创建的所述综合气象风险预警模型Comp_R为：
Comp_R=Max{Max(R1 1，…，R1 j，…，R1 n），…，Max(R2 1，…，R2 j，…，R2 n），…，Max(Ri 1，…，Ri j，…，Ri n），…，Max(Rm 1，…，Rm j，…，Rm n）}
其中，R1 1为第1个主要气象致灾因子对第1个易损点的气象致灾影响函数；R1 j为第j个主要气象致灾因子对第1个易损点的气象致灾影响函数；R1 n为第n个主要气象致灾因子对第1个易损点的气象致灾影响函数；R2 1为第1个主要气象致灾因子对第2个易损点的气象致灾影响函数；R2 j为第j个主要气象致灾因子对第2个易损点的气象致灾影响函数；R2 n为第n个主要气象致灾因子对第2个易损点的气象致灾影响函数；Rm 1为第1个主要气象致灾因子对第m个易损点的气象致灾影响函数；Rm j为第j个主要气象致灾因子对第m个易损点的气象致灾影响函数；Rm n为第n个主要气象致灾因子对第m个易损点的气象致灾影响函数。
进一步地，所述易损点包括但不限于作业货物、作业设备、目标设施及作业人员。
进一步地，所述气象致灾因子包括但不限于风速气象因子、气温气象因子、雨量气象因子、湿度气象因子、雷电距离气象因子及能见度气象因子。
进一步地，主要气象致灾因子根据易损点的不同，具体如下：
针对易损点作业货物，主要气象致灾因子为风速气象因子、雨量气象因子；
针对易损点作业设备，主要气象致灾因子为风速气象因子、气温气象因子、雨量气象因子、湿度气象因子、能见度气象因子；
针对易损点目标设施，主要气象致灾因子为风速气象因子、雷电距离气象因子；
针对易损点作业人员，主要气象致灾因子为风速气象因子、气温气象因子、雨量气象因子、能见度气象因子。
进一步地，所述港口各类型生产作业包括但不限于货物装卸类型生产作业、船舶航行类型生产作业、船舶装卸类型生产作业、机械作业类型生产作业及保税仓作业类型生产作业。
进一步地，所述风险评价单元评价得出的气象风险等级F具体为：
当Comp_R=5时，该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为高风险；
当Comp_R=4时，该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为较高风险；
当Comp_R=3时，该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为中风险；
当Comp_R=2时，该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为较低风险；
当Comp_R=1时，该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为无风险。
进一步地，所述针对性的气象风险预警，内容具体为：
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为高风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，当前气象条件非常差，非常不适合进行生产作业，应暂停作业并采取相应防灾减灾措施；
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为较高风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，当前气象条件差，不适合进行生产作业，建议暂停作业并采取相应防灾减灾措施；
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为中风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，当前气象条件一般，可能会影响生产作业，建议关注天气情况再安排港口生产作业工作；
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为较低风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，当前气象条件较好，可以进行港口生产作业；
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为无风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，当前气象条件非常好，非常适合进行港口生产作业。
进一步地，所述针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警，发出模式至少包括：调用生产作业计划明细表中该生产作业的负责人联系方式，当出现中风险以上的综合气象风险等级时，针对性地发送预警短信或者使用AI电话机器人进行电话提醒及调用生产作业计划明细表中正在作业的该生产作业的作业地点，当出现中风险以上的综合气象风险等级时，针对性地控制作业地点场地设置的语音播报装置进行AI机器人语音播报提醒。
本发明的有益效果如下：
1、本发明系统能够根据其内部的风险评价单元对港口所有类型的生产作业同时进行气象风险等级评价及气象风险预警发布，实现实时、快速地评估港口所有类型生产作业的气象风险并实时进行针对性地气象风险预警，有效辅助港口合理调度生产作业、防灾减灾；
2、本发明通过建立每一个主要气象致灾因子对易损点的气象致灾影响函数，并综合考虑港口生产作业中涉及到的多个易损点与多个气象致灾因子之间的复杂关系，根据气象致灾影响函数创建了综合气象风险预警模型，根据模型可以快速计算出港口所有类型生产作业的综合气象风险等级并同时发出告警；
3、本发明通过对港口生产作业计划明细表的调用，对已在港口报备的预计进行或正在进行的生产作业计划进行准确和必要的气象风险预警，并在某生产作业发生中风险以上的综合气象风险等级时，调用生产作业计划明细表中该生产作业的负责人联系方式短信通知、AI机器人电话通知并同时控制正在进行作业的该生产作业场地设置的语音播报装置进行AI机器人语音播报的针对性提醒，多层面保证了气象风险预警的传达到位，实现防灾减灾，保证人身及财产的安全。
附图说明
图1为本发明基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统的结构示意图；
具体实施方式
为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图对本发明的一种实施方式进行说明。
作为一个实施例，本发明提供一种基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统，其包括：数据存储单元101、智能获取单元102、分析提取单元103、模型创建单元104、风险评价单元105及预警发布单元106。
数据存储单元101，用于存储经过调研分析得到的对于不同类型港口生产作业的包括易损点、主要气象致灾因子及主要气象致灾因子的各风险等级阈值区间的自然因素的多个有效数据量化表。
经过调研分析，根据港口进行的各种生产作业类型的不同，在具体的港口生产作业中涉及到的易损点种类及气象致灾因子也有所不同，以湛江港作为一个实例，则其中一个有效数据量化表如下表一所示：
由上可知，港口生产作业的类型包括了货物装卸类型生产作业、船舶航行类型生产作业、船舶装卸类型生产作业、机械作业类型生产作业及保税仓作业类型生产作业等等；而气象致灾因子也包括了风速气象致灾因子、气温气象致灾因子、雨量气象致灾因子、湿度气象致灾因子、能见度气象致灾因子及粉尘气象致灾因子等等。
而经过调研分析得到的对于不同类型港口生产作业的易损点、主要气象致灾因子及主要气象致灾因子的各风险等级阈值区间的自然因素的多个有效数据量化表举例如下；
而以港口作业类型前/后场货物装卸为例，其易损点“货物”按作业的货物不同区分得到的主要气象致灾因子的各风险等级阈值区间，有效数据量化表如下表二所示：
而以具体的煤炭装卸为例，其所有4个易损点（煤炭、装卸船机、船舶、装卸人员）及主要气象致灾因子的各风险等级阈值区间，涉及的有效数据量化表如下表三、四、五及六所示：
智能获取单元102，用于通过5G通讯服务技术获取影响港口各类型生产作业的所有气象致灾因子的实时监测数据、数据存储单元中的有效数据量化表数据及已在港口报备的预计进行或正在进行的生产作业计划明细表。
所有气象致灾因子的实时监测数据由相关监测设施及传感器获得，实时监测数据通过5G通讯服务技术发送至服务器，以备系统其它单元调用。进一步地，风速气象致灾因子、气温气象致灾因子、雨量气象致灾因子、湿度气象致灾因子、能见度气象致灾因子实时监测数据能够由气象六要素自动站获得；雷电距离气象致灾因子实时监测数据由闪电定位仪获得。5G技术中核心特性的切片服务能力保障了气象六要素自动站等多点大量监测数据获取装置与智能预警系统之间的监测数据的高效传输，具备将一个物理网络切割成多个虚拟的网络的特性，每个虚拟网络具备不同的功能特点，可以面向低延时、大容量等不同的需求进行服务。
分析提取单元103，用于根据港口生产作业的不同类型，利用有效数据量化表分析提取每种生产作业类型所涉及的所有m个易损点、每一个易损点对应的有致灾影响的n个主要气象致灾因子及每一个主要气象致灾因子能够对易损点造成不同等级风险的气象致灾因子致灾阈值区间；气象致灾因子致灾阈值区间按有效数据量化表内数值，分为无风险等级阈值区间、较低风险等级阈值区间、中风险等级阈值区间、较高风险等级阈值区间及高风险等级阈值区间。
进一步地，根据有效数据量化表可知，易损点包括但不限于作业货物、作业设备、目标设施及作业人员。进一步地，气象致灾因子包括但不限于风速气象因子、气温气象因子、雨量气象因子、湿度气象因子、雷电距离气象因子及能见度气象因子。
进一步地，主要气象致灾因子根据易损点的不同，具体如下：针对易损点作业货物，主要气象致灾因子为风速气象因子、雨量气象因子；针对易损点作业设备，主要气象致灾因子为风速气象因子、气温气象因子、雨量气象因子、湿度气象因子、能见度气象因子；针对易损点目标设施，主要气象致灾因子为风速气象因子、雷电距离气象因子；针对易损点作业人员，主要气象致灾因子为风速气象因子、气温气象因子、雨量气象因子、能见度气象因子。
模型创建单元104，用于创建主要气象致灾因子相对于易损点的气象致灾影响函数Ri j及综合气象风险预警模型Comp_R；其中，i为易损点的序号，i为1至m的正整数；j为主要气象致灾因子的序号，j为1至n的正整数；
进一步地，创建的气象致灾影响函数Ri j为；
；
其中，i为易损点的序号，i为1至m的正整数；j为主要气象致灾因子的序号，j为1至n的正整数；Yi j为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的实时监测数据；Mi j无风险等级阈值区间为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的无风险等级阈值区间；Mi j较低风险等级阈值区间为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的较低风险等级阈值区间；Mi j中风险等级阈值区间为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的中风险等级阈值区间；Mi j较高风险等级阈值区间为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的较高风险等级阈值区间；Mi j高风险等级阈值区间为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的高风险等级阈值区间；
进一步地，根据气象致灾影响函数Ri j创建的综合气象风险预警模型Comp_R为：
Comp_R=Max{Max(R1 1，…，R1 j，…，R1 n），…，Max(R2 1，…，R2 j，…，R2 n），…，Max(Ri 1，…，Ri j，…，Ri n），…，Max(Rm 1，…，Rm j，…，Rm n）}
其中，R1 1为第1个主要气象致灾因子对第1个易损点的气象致灾影响函数；R1 j为第j个主要气象致灾因子对第1个易损点的气象致灾影响函数；R1 n为第n个主要气象致灾因子对第1个易损点的气象致灾影响函数；R2 1为第1个主要气象致灾因子对第2个易损点的气象致灾影响函数；R2 j为第j个主要气象致灾因子对第2个易损点的气象致灾影响函数；R2 n为第n个主要气象致灾因子对第2个易损点的气象致灾影响函数；Rm 1为第1个主要气象致灾因子对第m个易损点的气象致灾影响函数；Rm j为第j个主要气象致灾因子对第m个易损点的气象致灾影响函数；Rm n为第n个主要气象致灾因子对第m个易损点的气象致灾影响函数。
风险评价单元105，用于依据获取的气象致灾因子的实时监测数据、分析提取的每一种生产作业类型的易损点、主要气象致灾因子及气象致灾因子致灾阈值区间、气象致灾影响函数Ri j及创建的综合气象风险预警模型Comp_R，分别进行港口每种类型生产作业的综合气象风险等级评价；
进一步地，风险评价单元评价得出的气象风险等级F具体为：
当Comp_R=5时，该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为高风险；
当Comp_R=4时，该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为较高风险；
当Comp_R=3时，该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为中风险；
当Comp_R=2时，该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为较低风险；
当Comp_R=1时，该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为无风险。
预警发布单元106，用于根据评价得到的气象风险等级对港口生产作业计划明细表内所有类型的生产作业发出针对性的气象风险预警。
进一步地，针对性的气象风险预警，具体为：
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为高风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，当前气象条件非常差，非常不适合进行生产作业，应暂停作业并采取相应防灾减灾措施；
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为较高风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，当前气象条件差，不适合进行生产作业，建议暂停作业并采取相应防灾减灾措施；
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为中风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，当前气象条件一般，可能会影响生产作业，建议关注天气情况再安排港口生产作业工作；
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为较低风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，当前气象条件较好，可以进行港口生产作业；
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为无风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，当前气象条件非常好，非常适合进行港口生产作业。
具体使用时，基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统的使用过程如下：
S1、在数据存储单元101中存储经过数据调研得到的对于不同类型港口生产作业的包括易损点、主要气象致灾因子及主要气象致灾因子的各风险等级阈值区间的有效数据量化表；
系统中预先存储有经过大量时间及数据调研，得到的对于港口生产作业的不同类型的自然因素（易损点、主要气象致灾因子及主要气象致灾因子的各风险等级阈值区间）的有效数据量化表：如上表一所示的港口各生产作业类型、易损点及主要气象致灾因子明细表；包括如上表二、表三、表四、表五、表六所示的所有各易损点及主要气象致灾因子的各风险等级阈值区间表。
S2、智能获取单元102通过5G通讯服务技术获取所有气象致灾因子的实时监测数据，包括风速、气温、雨量、湿度、能见度等等的实时监测数据及已在港口报备的预计进行或正在进行的生产作业计划明细表；
生产作业计划明细表中包括生产作业类型、作业时间、作业地点、负责人联系方式等等。
S3、调取生产作业计划明细表的第一条记录，根据第一条记录的生产作业类型执行如下分析步骤：
举例，如对于生产作业计划明细表中港口煤炭装卸这一种生产作业类型，进行如下步骤：
S31、分析提取单元103根据港口煤炭装卸生产作业类型，分析港口煤炭装卸生产作业属于有效数据量化表（上表一）中的“前/后场货物装卸”类型，则其易损点为：
作业货物：煤炭；
作业设备：装卸船机；
目标设施：船舶；
作业人员：装卸人员。
提取所有m个易损点，则m=4，共提取所有4个易损点为：煤炭、装卸船机、船舶、装卸人员。
S32、根据有效数据量化表，分析所有4个易损点中每一个易损点对应的所有气象致灾因子，分别确定对其有影响的n个主要气象致灾因子；
针对易损点煤炭，分析确定对其有影响的2个主要气象致灾因子为风速、雨量，因此对于易损点煤炭，主要气象致灾因子个数n=2；
针对易损点装卸船机，确定对其有影响的5个主要气象致灾因子为风速、雨量、气温、湿度、能见度，因此对于易损点装卸船机，主要气象致灾因子个数n=5；
针对易损点船舶，确定对其有影响的2个主要气象致灾因子为风速、雷电距离，因此对于易损点船舶，主要气象致灾因子个数n=2；
针对易损点装卸人员，确定对其有影响的4个主要气象致灾因子为风速、雨量、气温、能见度，因此对于易损点装卸人员，主要气象致灾因子个数n=4；
S33、根据有效数据量化表，依据每一个气象致灾因子对易损点的影响大小，确定能够造成不同等级风险的气象致灾因子致灾阈值区间；
气象致灾因子致灾阈值区间包括无风险等级阈值区间、较低风险等级阈值区间、中风险等级阈值区间、较高风险等级阈值区间及高风险等级阈值区间；
S4、模型创建单元104创建主要气象致灾因子相对于易损点的气象致灾影响函数Ri j，具体为：
根据有效数据量化表中气象致灾因子致灾阈值区间建立每一个主要气象致灾因子对每一个易损点的气象致灾影响函数Ri j；
则第1个易损点煤炭的第1个主要气象致灾因子风速的气象致灾影响函数R1 1为：
具体的，本实施例收集湛江港特呈岛气象观测站2022年5月12日14:00的气象致灾因子实时信息，若实时监测数据风速Y1 1=5.8米/秒，雨量Y1 2=21.4毫米/时，则第1个主要气象致灾因子风速对第1个易损点煤炭的气象致灾影响函数R1 1=1，第2个主要气象致灾因子雨量对第1个易损点煤炭的气象致灾影响函数R1 2=5。
则第2个易损点装卸船机的第1个主要气象致灾因子风速的气象致灾影响函数R2 1为：
/>
第2个易损点装卸船机的第4个主要气象致灾因子湿度的气象致灾影响函数R2 4为：
具体的，本实施例收集湛江港特呈岛气象观测站2022年5月12日14:00的气象致灾因子实时信息，若实时监测数据风速Y2 1=5.8米/秒，雨量Y2 2=21.4毫米/时，气温Y2 3=23.6摄氏度，湿度Y2 4=100%，能见度Y2 5=3100米，则实时的第1个主要气象致灾因子风速对第2个易损点装卸船机的气象致灾影响函数R2 1=1 ，实时的第2个主要气象致灾因子雨量的对第2个易损点装卸船机的气象致灾影响函数R2 2=3 ，实时的第3个主要气象致灾因子气温对第2个易损点装卸船机的气象致灾影响函数R2 3=1 ，实时的第4个主要气象致灾因子湿度对第2个易损点装卸船机的气象致灾影响函数R2 4=2 ，实时的第5个主要气象致灾因子能见度对第2个易损点装卸船机的气象致灾影响函数R2 5=1。
则第3个易损点船舶的第1个主要气象致灾因子风速的气象致灾影响函数R3 1为：
具体的，本实施例收集湛江港特呈岛气象观测站2022年5月12日14:00的气象致灾因子实时信息，若实时监测数据风速Y3 1=5.8米/秒，雷电距离Y3 2=3千米，则实时的第1个主要气象致灾因子风速对第3个易损点船舶的气象致灾影响函数R3 1=1，实时的第2个主要气象致灾因子风速雷电距离对第3个易损点船舶的气象致灾影响函数R3 2=2。
则第4个易损点装卸人员的第1个主要气象致灾因子风速的气象致灾影响函数R4 1为：
第4个易损点装卸人员的第3个主要气象致灾因子气温的气象致灾影响函数R4 3为：
具体的，本实施例收集湛江港特呈岛气象观测站2022年5月12日14:00的气象致灾因子实时信息，若实时监测数据风速Y4 1=5.8米/秒，雨量Y4 2=21.4毫米/时，气温Y4 3=23.6摄氏度，能见度Y4 4=3100米，则实时的第1个主要气象致灾因子风速对第4个易损点装卸人员的气象致灾影响函数R4 1=1 ，实时的第2个主要气象致灾因子雨量的对第4个易损点装卸人员的气象致灾影响函数R4 2=5，实时的第3个主要气象致灾因子气温对第4个易损点装卸人员的气象致灾影响函数R4 3=1，实时的第4个主要气象致灾因子能见度对第4个易损点装卸人员的气象致灾影响函数R4 4=1。
S5、模型创建单元104创建综合气象风险预警模型Comp_R；
Comp_R=Max{Max(R1 1，…，R1 j，…，R1 n），…，Max(R2 1，…，R2 j，…，R2 n），…，Max(Ri 1，…，Ri j，…，Ri n），…，Max(Rm 1，…，Rm j，…，Rm n）}
=Max{Max(R1 1, R1 2），Max(R2 1, R2 2, R2 3, R2 4, R2 5），Max(R3 1, R3 2），Max(R4 1,R4 2,R4 3, R4 4）}。
本发明中，相对于每次的重新创建新的气象致灾影响函数Ri j及综合气象风险预警模型Comp_R，为提高效率，还可以包括，当模型创建单元103第一次创建出某一种港口生产作业类型的主要气象致灾因子相对于易损点的气象致灾影响函数Ri j及综合气象风险预警模型Comp_R后，将二者存储至数据存储单元101备用（其中的一种实现方式为：建立可不断以新增模式写入的函数及模型表，在写入前进行排重操作），当另外的可通用的港口生产作业类型在生产作业计划明细表中出现需要进行气象风险预测时，直接进行调用。
S6、风险评价单元105将获取的气象致灾因子的实时监测数据代入创建的综合气象风险预警模型Comp_R，进行该种类型港口生产作业的综合气象风险等级评价；
具体的，本实施例收集湛江港特呈岛气象观测站2022年5月12日14:00的气象致灾因子实时信息，风速=5.8米/秒，雨量=21.4毫米/时，气温=23.6摄氏度，湿度=100%，能见度=3100米，雷电距离=3千米。
根据相同的气象致灾因子，对气象致灾影响函数需要的所有易损点的所有气象致灾因子的实时监测数据Yi j进行赋值，得到风速Y1 1=风速Y2 1=风速Y3 1=风速Y4 1=5.8米/秒，雨量Y1 2=雨量Y2 2=雨量Y4 2=21.4毫米/时，气温Y2 3=气温Y4 3=23.6摄氏度，湿度Y2 4=100%，能见度Y2 5=能见度Y4 4=3100米；雷电距离Y3 2=3千米；
根据得到的相应的所有易损点的所有气象致灾因子的实时监测数据Yi j的值，计算得到：
第1个易损点煤炭的实时风速对煤炭的气象致灾影响函数的R1 1=1、实时雨量的对煤炭的气象致灾影响函数R1 2=5；根据得到的2个Ri j值,计算第1个易损点煤炭的气象致灾风险值Max(R1 1, R1 2）=max(1, 5)=5。
第2个易损点装卸船机的实时风速对装卸船机的气象致灾影响函数R2 1=1 ，实时雨量的对装卸船机的气象致灾影响函数R2 2=3 ，实时气温对装卸船机的气象致灾影响函数R2 3=1 ，实时湿度对装卸船机的气象致灾影响函数R2 4=2 ，实时能见度对装卸船机的气象致灾影响函数R2 5=1，则装卸船机的气象致灾风险值为max(R2 1, R2 2, R2 3, R2 4, R2 5)=max（1，3，1，2，1）=3。
第3个易损点船舶的实时风速对船舶的气象致灾影响函数R3 1=1，实时雷电距离对船舶的气象致灾影响函数R3 2=2，则船舶的气象致灾风险值为max(R3 1, R3 2)=max(1, 2)=2。
第4个易损点装卸人员的实时风速对装卸人员的气象致灾影响函数R4 1=1 ，实时雨量的对装卸人员的气象致灾影响函数R4 2=5，实时气温对装卸人员的气象致灾影响函数R4 3=1，实时能见度对装卸人员的气象致灾影响函数R4 4=1，则装卸船机的气象致灾风险值为max(R4 1,R4 2, R4 3, R4 4)=max（1，5，1，1）=5。
将所有第i个易损点的气象致灾风险值代入综合气象风险预警模型，计算得到Comp_R的数值：
Comp_R=Max{Max(R1 1，…，R1 j，…，R1 n），…，Max(R2 1，…，R2 j，…，R2 n），…，Max(Ri 1，…，Ri j，…，Ri n），…，Max(Rm 1，…，Rm j，…，Rm n）}
=Max{Max(R1 1, R1 2），Max(R2 1, R2 2, R2 3, R2 4, R2 5），Max(R3 1, R3 2），Max(R4 1,R4 2,R4 3, R4 4）}
=Max{Max(1, 5），Max(1，3，1，2，1），Max(1, 2），Max(1，5，1，1）}
=Max{5，3, 2，5}
=5。
计算得到Comp_R的数值，并根据数值判断得到港口生产作业的综合气象风险等级F：
当Comp_R=5时，港口生产作业的综合气象风险等级F为高风险；
当Comp_R=4时，港口生产作业的综合气象风险等级F为较高风险；
当Comp_R=3时，港口生产作业的综合气象风险等级F为中风险；
当Comp_R=2时，港口生产作业的综合气象风险等级F为较低风险；
当Comp_R=1时，港口生产作业的综合气象风险等级F为无风险。
具体地，本实施例中，根据Comp_R的数值判断得到港口生产作业的综合气象风险等级F，当Comp_R=5时，港口生产作业的综合气象风险等级F为高风险。
S7、预警发布单元106根据得到的综合气象风险等级评价对港口煤炭装卸类型的生产作业发出针对性的气象风险预警。
具体地，本实施例中，港口生产作业的综合气象风险等级F为高风险，针对性向煤炭装卸执行队伍发出港口生产作业气象风险预警：“煤炭装卸类型生产作业请注意，根据实时监测气象数据显示，当前气象条件非常差，综合气象风险等级为高风险，非常不适合进行生产作业，应暂停作业并采取相应防灾减灾措施。”
S8、遍历生产作业计划明细表进行后续生产作业计划的气象风险评价和预警。
此时，可以有两种操作，一是遍历生产作业计划明细表，按生产类型执行类似步骤S3-S7的内容，预警发布单元106根据得到的综合气象风险等级评价对港口所有类型的生产作业分别发出针对性的气象风险预警；二是在上述步骤的某一类型的气象风险函数及模型生成后，存入数据存储单元101中，遍历生产作业计划明细表，当后续的生产作业计划中再次出现该类型计划时，直接调用函数和模型，进行气象风险评价和预警，按综合气象风险等级F发出如下预警通知：
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为高风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，根据实时监测气象数据显示，当前气象条件非常差，综合气象风险等级为高风险，非常不适合进行生产作业，应暂停作业并采取相应防灾减灾措施；
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为较高风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，根据实时监测气象数据显示，当前气象条件差，综合气象风险等级为较高风险，不适合进行生产作业，建议暂停作业并采取相应防灾减灾措施；
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为中风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，根据实时监测气象数据显示，当前气象条件一般，综合气象风险等级为中风险，可能会影响生产作业，建议关注天气情况再安排港口生产作业工作；
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为较低风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，根据实时监测气象数据显示，当前气象条件较好，综合气象风险等级为较低风险，可以进行港口生产作业；
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为无风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，根据实时监测气象数据显示，当前气象条件非常好，综合气象风险等级为无风险，非常适合进行港口生产作业。
上述所说的针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警，至少还包括两个方面：一是调用生产作业计划明细表中该生产作业的负责人联系方式，当出现中风险以上的综合气象风险等级时，针对性地向负责人联系手机发送预警短信或者使用AI电话机器人进行语音电话提醒；二是调用生产作业计划明细表中正在进行的该生产作业的作业地点，当出现中风险以上的综合气象风险等级时，针对性地在作业地点场地内设置的语音播报装置进行人工或AI电话机器人语音播报提醒。
目前，实时气象监测数据是逐5分钟更新一次，港口生产作业综合气象风险预警可以根据实际需要按间隔时间提示，也可从较低或中风险开始提示，无风险不提示。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统，其特征在于，其包括：
数据存储单元，用于存储经过调研分析得到的对于不同类型港口生产作业的包括但不限于易损点、主要气象致灾因子及主要气象致灾因子各风险等级阈值区间的多个有效数据量化表；
智能获取单元，用于通过5G通讯服务技术获取影响港口各类型生产作业的所有气象致灾因子的实时监测数据、所述数据存储单元中的有效数据量化表数据及已在港口报备的预计进行或正在进行的生产作业计划明细表；
分析提取单元，用于分析港口生产作业的不同类型，提取有效数据量化表中每种生产作业类型所涉及的所有m个易损点、每一个易损点对应的有致灾影响的n个主要气象致灾因子及每一个主要气象致灾因子对易损点造成不同等级风险的气象致灾因子致灾阈值区间；
模型创建单元，用于创建主要气象致灾因子相对于易损点的气象致灾影响函数Ri j及综合气象风险预警模型Comp_R；其中，i为易损点的序号，i为1至m的正整数；j为主要气象致灾因子的序号，j为1至n的正整数；
风险评价单元，用于依据获取的所述气象致灾因子的实时监测数据、分析提取的每一种生产作业类型的易损点、主要气象致灾因子、气象致灾因子致灾阈值区间及创建的所述综合气象风险预警模型Comp_R，分别进行港口每一种类型生产作业的气象风险等级F进行评价；
预警发布单元，用于根据评价得到的气象风险等级对生产作业计划明细表内所有类型的生产作业发出针对性的气象风险预警。
2.根据权利要求1所述的基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统，其特征在于，创建的气象致灾影响函数Ri j为；
；
其中，i为易损点的序号，i为1至m的正整数；j为主要气象致灾因子的序号，j为1至n的正整数；Yi j为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的实时监测数据；Mi j无风险等级阈值区间为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的无风险等级阈值区间；Mi j较低风险等级阈值区间为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的较低风险等级阈值区间；Mi j中风险等级阈值区间为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的中风险等级阈值区间；Mi j较高风险等级阈值区间为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的较高风险等级阈值区间；Mi j高风险等级阈值区间为对第i个易损点有影响的第j个主要气象致灾因子的高风险等级阈值区间。
3.根据权利要求2所述的基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统，其特征在于，创建的综合气象风险预警模型Comp_R为：
Comp_R=Max{Max(R1 1，…，R1 j，…，R1 n），…，Max(R2 1，…，R2 j，…，R2 n），…，Max(Ri 1，…，Ri j，…，Ri n），…，Max(Rm 1，…，Rm j，…，Rm n）}
其中，R1 1为第1个主要气象致灾因子对第1个易损点的气象致灾影响函数；R1 j为第j个主要气象致灾因子对第1个易损点的气象致灾影响函数；R1 n为第n个主要气象致灾因子对第1个易损点的气象致灾影响函数；R2 1为第1个主要气象致灾因子对第2个易损点的气象致灾影响函数；R2 j为第j个主要气象致灾因子对第2个易损点的气象致灾影响函数；R2 n为第n个主要气象致灾因子对第2个易损点的气象致灾影响函数；Rm 1为第1个主要气象致灾因子对第m个易损点的气象致灾影响函数；Rm j为第j个主要气象致灾因子对第m个易损点的气象致灾影响函数；Rm n为第n个主要气象致灾因子对第m个易损点的气象致灾影响函数。
4.根据权利要求3所述的基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统，其特征在于，易损点包括但不限于作业货物、作业设备、目标设施及作业人员。
5.根据权利要求4所述的基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统，其特征在于，所述气象致灾因子包括但不限于风速气象因子、气温气象因子、雨量气象因子、湿度气象因子、雷电距离气象因子及能见度气象因子。
6.根据权利要求5所述的基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统，其特征在于，主要气象致灾因子根据易损点的不同，具体如下：
针对易损点作业货物，主要气象致灾因子为风速气象因子、雨量气象因子；
针对易损点作业设备，主要气象致灾因子为风速气象因子、气温气象因子、雨量气象因子、湿度气象因子、能见度气象因子；
针对易损点目标设施，主要气象致灾因子为风速气象因子、雷电距离气象因子；
针对易损点作业人员，主要气象致灾因子为风速气象因子、气温气象因子、雨量气象因子、能见度气象因子。
7.根据权利要求1所述的基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统，其特征在于，港口各类型生产作业包括但不限于货物装卸类型生产作业、船舶航行类型生产作业、船舶装卸类型生产作业、机械作业类型生产作业及保税仓作业类型生产作业。
8.根据权利要求1所述的基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统，其特征在于，风险评价单元评价得出的气象风险等级F具体为：
当Comp_R=5时，该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为高风险；
当Comp_R=4时，该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为较高风险；
当Comp_R=3时，该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为中风险；
当Comp_R=2时，该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为较低风险；
当Comp_R=1时，该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为无风险。
9.根据权利要求1所述的基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统，其特征在于，针对性的气象风险预警，具体内容为：
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为高风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，当前气象条件非常差，非常不适合进行生产作业，应暂停作业并采取相应防灾减灾措施；
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为较高风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，当前气象条件差，不适合进行生产作业，建议暂停作业并采取相应防灾减灾措施；
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为中风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，当前气象条件一般，可能会影响生产作业，建议关注天气情况再安排港口生产作业工作；
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为较低风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，当前气象条件较好，可以进行港口生产作业；
当该类型港口生产作业的综合气象风险等级F为无风险时，针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警：××类型生产作业请注意，当前气象条件非常好，非常适合进行港口生产作业。
10.根据权利要求9所述的基于5G的港口生产作业综合气象风险智能预警系统，其特征在于，所述针对性地发出港口生产作业综合气象风险预警，发出模式至少包括：
调用生产作业计划明细表中该生产作业的负责人联系方式，当出现中风险以上的综合气象风险等级时，针对性地发送预警短信或者使用AI电话机器人进行电话提醒；
调用生产作业计划明细表中正在作业的该生产作业的作业地点，当出现中风险以上的综合气象风险等级时，针对性地控制作业地点场地设置的语音播报装置进行AI机器人语音播报提醒。
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