CN117831231B - 一种对易淹易涝片区进行积淹预警的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对易淹易涝片区进行积淹预警的方法,涉及积淹预警技术领域,在城市天气为降雨天气时,预警系统基于预测分析模型分析易淹易涝片区的环境数据后,预测每个易淹易涝片区未来的积水速率,对交通数据进行分析后生成易淹易涝片区的效益指数,通过计算预测的积水速率和效益指数为每个易淹易涝片区生成对应的管理赋值,预警系统将所有易淹易涝片区依据管理赋值由大到小进行排序,生成片区管理列表,基于片区管理列表为各个易淹易涝片区生成管理重要度信息。该方法能够有效的对各个易淹易涝片区进行积水速率预测并集合易淹易涝片区的交通数据来对所有易淹易涝片区进行排序,从而便于管理。
Description
技术领域
本发明涉及积淹预警技术领域,具体涉及一种对易淹易涝片区进行积淹预警的方法。
背景技术
低洼地带、河流流经区域、湖泊周围以及海岸线地区通常更容易发生淹水,这些地区由于地势较低,雨水和溢出的水流更容易聚集在这里,导致积淹,长时间的持续降雨、季风、热带气旋等极端天气条件是导致易淹易涝的主要气象因素,大量的降雨可能超出地区的排水系统容量,导致积水,城市发展可能导致土地表面的改变,例如大面积的建筑、铺设水泥路面等,减少了地表对雨水的渗透,增加了径流,提高了城市易淹易涝的风险。
现有技术存在以下不足:
由于城市区域中,通常会存在多个易淹易涝片区,现有对易淹易涝片区进行排水处理,通常是在某一片区的积水超过系数阈值后,相关管理人员再安排操作人员进行排水处理,然而,该种处理方式一是容易导致人手安排不及时,使得易淹易涝片区由于积水可能引发其他的安全事故或带来经济损失,二是多个易淹易涝片区同时出现积水超过系数阈值时,管理人员无法做出有效的判断,降低对易淹易涝片区的管理效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种对易淹易涝片区进行积淹预警的方法,以解决背景技术中不足。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种对易淹易涝片区进行积淹预警的方法,所述方法包括以下步骤:
S1:预警系统端口基于城市的历史数据获取城市中的易淹易涝片区,通过编号工具对易淹易涝片区进行初始编号,生成初始片区初始列表;
S2:在城市天气为降雨天气时,预警系统通过城市的气象局以及城市道路管理系统来获取各个易淹易涝片区的环境数据;
S3:基于预测分析模型分析易淹易涝片区的环境数据后,预测每个易淹易涝片区未来的积水速率;
S4:预警系统通过城市交通管理系统获取每个易淹易涝片区的交通数据,并对交通数据进行分析后生成易淹易涝片区的效益指数;
S5:通过计算预测的积水速率和效益指数为每个易淹易涝片区生成对应的管理赋值,预警系统将所有易淹易涝片区依据管理赋值由大到小进行排序,生成片区管理列表;
S6:基于片区管理列表为各个易淹易涝片区生成管理重要度信息,并将各个易淹易涝片区的管理重要度信息可视化处理后发送至城市管理员,城市管理员依据各个易淹易涝片区的管理重要度信息提前做出准备。
在一个优选的实施方式中,步骤S2中,在城市天气为降雨天气时,预警系统通过城市的气象局以及城市道路管理系统来获取各个易淹易涝片区的环境数据包括以下步骤:
S21:预警系统与城市气象局建立数据接口,获取实时的降雨数据,包括降雨强度、降雨持续时间信息;
S22:预警系统与城市道路管理系统进行数据交互,获取道路状况的实时信息,包括道路积水情况;
S23:利用数据分析工具将从气象局、道路管理系统中获取的数据进行整合,并定期更新易淹易涝片区的环境数据。
在一个优选的实施方式中,步骤S3中,基于预测分析模型分析易淹易涝片区的环境数据后,预测每个易淹易涝片区未来的积水速率包括以下步骤:
S31:从环境数据提取易淹易涝片区的自排水系数、降雨量以及区域水渗透速率;
S32:将自排水系数、降雨量以及区域水渗透速率代入预测分析模型中积水系数的计算表达式,计算获取积水系数值;
S33:若积水系数值≤系数阈值,分析易淹易涝片区的积水速度正常,以初始积水速率作为该易淹易涝片区的修正积水速率;
S34:若积水系数值>系数阈值,分析易淹易涝片区的积水速度过快,需要对该易淹易涝片区的初始积水速率进行调节,计算表达式为:
,式中,/>表示修正积水速率,/>表示初始积水速率,/>表示积水系数/>值。
在一个优选的实施方式中,所述预测分析模型的建立包括以下步骤:
将自排水系数、降雨量以及区域水渗透速率进行标准化处理后建立积水系数,表达式为:/>,式中,/>为自排水系数,/>为降雨量,/>为区域水渗透速率,/>、/>、/>分别为自排水系数、降雨量以及区域水渗透速率的比例系数,且/>、/>、/>均大于0;
获取积水系数后,将积水系数/>与预设的系数阈值进行对比,系数阈值用于区分易淹易涝片区未来的积水速度快或正常,完成预测分析模型的建立。
在一个优选的实施方式中,步骤S4中,预警系统通过城市交通管理系统获取每个易淹易涝片区的交通数据,并对交通数据进行分析后生成易淹易涝片区的效益指数包括以下步骤:
S41:获取每个易淹易涝片区的历史交通流量,计算易淹易涝片区的历史交通平均流量和流量标准差,流量标准差的计算表达式为:
,式中,/>,/>表示流量标准差,/>表示易淹易涝片区的历史交通流量的获取数量,/>为正整数,/>表示第i个历史交通流量数据点的交通流量,/>表示历史交通平均流量,且/>;
S42:通过易淹易涝片区的历史交通平均流量和流量标准差计算获取效益指数,计算表达式为:,式中,/>为效益指数,/>表示历史交通平均流量,表示流量标准差,/>表示标准差阈值。
在一个优选的实施方式中,所述自排水系数的获取逻辑为:通过设置在易淹易涝片区的水位计获取易淹易涝片区的实时水位,并计算自排水系数,表达式为:,式中,/>为易淹易涝片区结束测量时刻的水位,/>为易淹易涝片区开始测量时刻的水位,/>为易淹易涝片区结束测量时刻,/>为易淹易涝片区开始测量时刻。
在一个优选的实施方式中,步骤S5中,通过计算预测的积水速率和效益指数为每个易淹易涝片区生成对应的管理赋值包括以下步骤:
S51:获取每个易淹易涝片区的修正积水速率;
S52:获取每个易淹易涝片区的效益指数;
S53:将修正积水速率与效益指数/>综合计算获取管理赋值,表达式为:,式中,/>为管理赋值,/>为修正积水速率,/>为效益指数,/>、/>分别为修正积水速率以及效益指数的权重,且1>/>>/>>0,易淹易涝片区的管理赋值/>越大,表明该易淹易涝片区越需要提前管理;
S54:获取所有易淹易涝片区的管理赋值后,将所有易淹易涝片区依据管理赋值/>由大到小进行排序,生成片区管理列表。
在一个优选的实施方式中,步骤S6中,基于片区管理列表为各个易淹易涝片区生成管理重要度信息包括以下步骤:
基于片区管理列表为各个易淹易涝片区生成管理重要度信息,若片区管理列表中,所有易淹易涝片区的排序结果为:{Q1、Q2、Q3、...、QK},K表示城市中易淹易涝片区的数量,且K为正整数,则各个易淹易涝片区生成管理重要度为:{Q1>Q2>Q3>...>QK},即易淹易涝片区在片区管理列表中的排序越靠前,该易淹易涝片区的管理重要度越大。
在上述技术方案中,本发明提供的技术效果和优点:
1、本发明在城市天气为降雨天气时,预警系统通过城市的气象局以及城市道路管理系统来获取各个易淹易涝片区的环境数据,基于预测分析模型分析易淹易涝片区的环境数据后,预测每个易淹易涝片区未来的积水速率,预警系统通过城市交通管理系统获取每个易淹易涝片区的交通数据,并对交通数据进行分析后生成易淹易涝片区的效益指数,通过计算预测的积水速率和效益指数为每个易淹易涝片区生成对应的管理赋值,预警系统将所有易淹易涝片区依据管理赋值由大到小进行排序,生成片区管理列表,基于片区管理列表为各个易淹易涝片区生成管理重要度信息。该方法能够有效的对各个易淹易涝片区进行积水速率预测并集合易淹易涝片区的交通数据来对所有易淹易涝片区进行排序,从而便于管理。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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作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。
实施例:请参阅图1所示,本实施例所述一种对易淹易涝片区进行积淹预警的方法,所述方法包括以下步骤:
预警系统端口基于城市的历史数据获取城市中的易淹易涝片区,通过编号工具对易淹易涝片区进行初始编号,生成初始片区初始列表,包括以下步骤:
历史数据收集:收集城市过去几年的气象数据、地形数据、洪水记录、涝害事件等历史数据,这些数据将帮助系统了解城市易淹易涝的模式和风险;
数据整合:将收集到的各类数据进行整合,建立一个全面的城市水文信息数据库,包括降雨量、地形高程、河流和湖泊的位置和容量、排水系统的信息等;
定义编号工具:制定一个编号工具,以确保易淹易涝片区可以被唯一标识,这个编号可以基于地理位置、行政区划、或其他相关因素,方便系统的管理和查询;
初始编号:对已识别的易淹易涝片区进行初始编号,这个编号可以是数字、字母或组合,例如,使用数字表示区域,字母表示区域的位置等;
生成初始列表:将编号后的易淹易涝片区生成初始列表,记录每个片区的相关信息,包括编号、地理位置、历史洪涝情况、风险等级等,这个列表将成为预警系统的基础数据;
定期更新:定期更新预警系统的数据,包括降雨预报、地形变化、排水系统维护情况等,以确保系统的准确性和实用性。
在城市天气为降雨天气时,预警系统通过城市的气象局以及城市道路管理系统来获取各个易淹易涝片区的环境数据,包括以下步骤:
实时气象数据获取:与城市气象局建立数据接口,获取实时的降雨数据,这可以包括降雨强度、降雨持续时间等信息,利用气象雷达、卫星数据等高科技手段,获取更详细的气象信息,包括降雨的分布、移动轨迹等;
道路管理系统数据获取:与城市道路管理系统进行数据交互,获取道路状况的实时信息,这可能包括道路积水情况,利用交通摄像头、传感器等设备,监测城市道路的实际情况,特别是易淹易涝片区的道路状况;
环境感知设备数据获取:在易淹易涝片区部署环境感知设备,如水位测量仪、雨量计等,实时监测水体水位和降雨情况,与这些感知设备建立连接,通过传感器数据获取片区内的环境变化信息;
数据整合与分析:将从气象局、道路管理系统和环境感知设备中获取的数据进行整合,利用数据分析工具,对整合后的数据进行分析,识别潜在的易淹易涝风险区域;
片区环境数据更新:定期更新易淹易涝片区的环境数据,确保系统能够反映最新的气象和道路状况,实时监测并记录水位、降雨情况等关键数据,以追踪可能的水患风险。
基于预测分析模型分析易淹易涝片区的环境数据后,预测每个易淹易涝片区未来的积水速率,包括以下步骤:
从环境数据提取易淹易涝片区的自排水系数、降雨量以及区域水渗透速率;
将自排水系数、降雨量以及区域水渗透速率代入预测分析模型中积水系数的计算表达式,计算获取积水系数值;
若积水系数值≤系数阈值,分析易淹易涝片区的积水速度正常,以初始积水速率作为该易淹易涝片区的修正积水速率;
若积水系数值>系数阈值,分析易淹易涝片区的积水速度过快,需要对该易淹易涝片区的初始积水速率进行调节,计算表达式为:
,式中,/>表示修正积水速率,/>表示初始积水速率,/>表示积水系数/>值;
预测分析模型的建立包括以下步骤:
将自排水系数、降雨量以及区域水渗透速率进行标准化处理后建立积水系数,表达式为:/>,式中,/>为自排水系数,/>为降雨量,/>为区域水渗透速率,/>、/>、/>分别为自排水系数、降雨量以及区域水渗透速率的比例系数,且/>、/>、/>均大于0;
公式中的、/>、/>的具体取值一般由本领域技术人员根据实际情况来确定,本申请该公式本质为加权求和进行综合分析,由本领域技术人员采集多组样本数据(多组自排水系数、降雨量以及区域水渗透速率)并对每一组样本数据设定对应的预设比例系数;将设定的预设比例系数和采集的样本数据代入公式,任意三个公式构成三元一次方程组,将计算得到的系数进行筛选并取均值,得到/>的取值;
获取积水系数后,将积水系数/>与预设的系数阈值进行对比,系数阈值用于区分易淹易涝片区未来的积水速度快或正常,完成预测分析模型的建立;
自排水系数的获取逻辑为:通过设置在易淹易涝片区的水位计获取易淹易涝片区的实时水位,并计算自排水系数,表达式为:,式中,/>为易淹易涝片区结束测量时刻的水位,/>为易淹易涝片区开始测量时刻的水位,/>为易淹易涝片区结束测量时刻,/>为易淹易涝片区开始测量时刻,自排水系数越大,表明易淹易涝片区的水位升高速率越快,即该易淹易涝片区人造的排水设施排水差,则排水效果就越差,具体为:
当水位迅速升高时,如果排水设施容量有限,可能无法及时处理大量的降雨水,导致排水设施超负荷,这会导致水位持续上升,影响排水效果,排水设施排水差可能导致水流速度减缓,使得排水系统无法迅速将雨水排除,从而形成积水,这会增加易淹易涝片区的水患风险,由于排水差,水流不能迅速从地表排走,可能导致地表积水的加剧,这对于道路、人行道和建筑物等基础设施造成不利影响,地表积水会对交通流动性产生负面影响,使道路不通畅,增加交通事故的风险,同时影响应急疏散和救援工作,排水设施排水差可能导致易淹易涝区域更容易发生水患,水位迅速上升,可能使得河流、水体等水域的水位超过正常范围,增加洪水和涝灾的发生概率,水位升高速率快且排水效果差可能导致水流对基础设施的冲击,增加基础设施的损坏风险,尤其是在长时间或高强度的降雨情况下;
降雨量的获取逻辑为:通过设置在易淹易涝片区的气象雷达进行监测获取,易淹易涝片区的降雨量越大,则会导致易淹易涝片区积水速度加快,易淹易涝片区的降雨量越大,可能导致积水速度加快,这是因为大量的降雨水流会迅速流入排水系统或自然水体,超过了系统处理或土壤渗透的能力;
区域水渗透速率的计算表达式为:,式中,/>表示水流量,A是易淹易涝片区地基的纵向截面面积,/>表示地基顶面与底面之间的水位差,/>表示顶面与底面水平方向上的距离,区域水渗透速率越大,表明区域地基本身的排水性能越好,具体为:
高水渗透速率使得水分能够更快速地渗透进入土壤中,减少了地表积水的可能性,这对于避免地表水淹和防止洪涝是非常重要的,在降雨事件中,水渗透速率高的地区可以减缓地表径流的形成,因为雨水更容易渗透进土壤,而不是形成表面水流,高水渗透速率有助于保持土壤的稳定性,减少水流对土壤的侵蚀作用,这对于维护土壤质量和减少泥石流的风险具有积极的影响,土壤中水分更容易被植被吸收,有利于植被的生长和根系的发育,从而增强土壤的稳定性,高水渗透速率有助于将水分输送到地下水层,增加地下水的补给,这对于地下水资源的保护和可持续利用是重要的。
预警系统通过城市交通管理系统获取每个易淹易涝片区的交通数据,并对交通数据进行分析后生成易淹易涝片区的效益指数,包括以下步骤:
对交通数据进行分析后生成易淹易涝片区的效益指数,包括以下步骤:
获取每个易淹易涝片区的历史交通流量,计算易淹易涝片区的历史交通平均流量和流量标准差,流量标准差的计算表达式为:
,式中,/>,/>表示流量标准差,/>表示易淹易涝片区的历史交通流量的获取数量,/>为正整数,/>表示第i个历史交通流量数据点的交通流量,/>表示历史交通平均流量,且/>;
易淹易涝片区的流量标准差越大,表明变异性大,不稳定性高,如果流量标准差较大,表示交通流量在不同时间段内有很大的波动和变化,这可能是由于季节性、天气影响、特殊事件等因素导致的交通流量不稳定,在易淹易涝的情境下,这可能增加应对水患风险的难度,因为交通流量的不确定性使得应急响应和疏散计划更加复杂;
易淹易涝片区的流量标准差越小,表明相对稳定:如果历史交通流量的标准差较小,表示交通流量在不同时间段内波动较小,相对稳定,这可能有助于更可靠地进行交通管理和水患应对规划,在这种情况下,疏散和紧急响应计划可能更容易实施,因为交通流量的变化较为可预测;
通过易淹易涝片区的历史交通平均流量和流量标准差计算获取效益指数,计算表达式为:,式中,/>为效益指数,/>表示历史交通平均流量,/>表示流量标准差,/>表示标准差阈值,效益指数越大,表明该片区的交通流量越大,需要提前进行排数管理。
通过计算预测的积水速率和效益指数为每个易淹易涝片区生成对应的管理赋值,预警系统将所有易淹易涝片区依据管理赋值由大到小进行排序,生成片区管理列表,包括以下步骤:
通过计算预测的积水速率和效益指数为每个易淹易涝片区生成对应的管理赋值,获取逻辑为:
获取每个易淹易涝片区的修正积水速率;
获取每个易淹易涝片区的效益指数;
将修正积水速率与效益指数/>综合计算获取管理赋值,表达式为:,式中,/>为管理赋值,/>为修正积水速率,/>为效益指数,/>、/>分别为修正积水速率以及效益指数的权重,且1>/>>/>>0,易淹易涝片区的管理赋值/>越大,表明该易淹易涝片区越需要提前管理;
获取所有易淹易涝片区的管理赋值后,将所有易淹易涝片区依据管理赋值由大到小进行排序,生成片区管理列表。
基于片区管理列表为各个易淹易涝片区生成管理重要度信息,包括以下步骤:
基于片区管理列表为各个易淹易涝片区生成管理重要度信息,若片区管理列表中,所有易淹易涝片区的排序结果为:{Q1、Q2、Q3、...、QK},K表示城市中易淹易涝片区的数量,且K为正整数,则各个易淹易涝片区生成管理重要度为:{Q1>Q2>Q3>...>QK},即易淹易涝片区在片区管理列表中的排序越靠前,表明该易淹易涝片区的管理重要度越大;
将各个易淹易涝片区的管理重要度信息可视化处理后发送至城市管理员,城市管理员依据各个易淹易涝片区的管理重要度信息提前做出准备,包括以下步骤:
根据各个易淹易涝片区的管理重要度信息生成可视化方案,以直观方式展示每个片区的管理重要度,可采用地图、图表、颜色编码等方式进行呈现,使信息易于理解;
利用数据可视化工具(如数据可视化软件、地理信息系统软件等),创建相应的可视化图表或地图,确保可视化工具具有交互性,城市管理员可以方便地查看特定区域的详细信息;
将可视化的管理重要度信息整合成报告文档,解释评估方法、数据来源和评估结果,提供每个片区的详细信息,包括可能的风险、建议的应对措施等;
将制定好的报告文档和可视化工具发送给城市管理员,可以通过电子邮件、在线协作平台、专用的城市管理系统等途径进行传递;
在发送信息之前,组织培训会议,向城市管理员介绍评估方法、数据可视化工具的使用方法,安排讨论会议,以便管理员能够共同讨论和理解管理重要度信息,并制定相应的预防和应对策略;
定期更新易淹易涝片区的管理重要度信息,以反映地区的变化和改进评估方法,与城市管理员保持沟通,确保他们始终拥有最新的信息。
本申请通过对城市中多个易淹易涝片区进行管理重要度排序,具体有以下好处:
1)有针对性的资源分配:了解各片区的管理重要度有助于有针对性地分配资源,对于管理重要度高的片区,可以优先投入更多的资金、设备和人力资源,以提高水患管理的效果;
2)提前预警和准备:对易淹易涝片区进行管理重要度排序可以帮助城市管理者提前了解潜在风险,管理重要度高的区域可能在水患来临前得到更早的预警,从而有更充足的时间做好应对准备工作;
3)制定紧急响应计划:排序信息可以用于制定和优化紧急响应计划,管理重要度高的片区可能需要更紧急、更全面的应对措施,这些计划需要提前规划和准备;
4)城市规划和土地利用决策:了解易淹易涝片区的管理重要度可以影响未来的城市规划和土地利用决策,规划者可以考虑将管理重要度较低的区域用于更为安全的用途,减少水患风险;
5)公众教育和沟通:将管理重要度信息传达给公众可以提高公众的水患意识,这有助于推动公众采取个人预防措施,并增强对水患风险的理解;
6)监测和评估水患风险:管理重要度排序提供了一个评估水患风险的指标,通过定期监测和评估,城市管理者可以更好地了解各片区水患风险的动态变化,从而及时调整管理策略;
7)支持决策制定:提供管理重要度排序的信息可以作为决策制定的依据,城市规划者和紧急响应团队可以基于这些排序制定更具策略性的决策。
本申请在城市天气为降雨天气时,预警系统通过城市的气象局以及城市道路管理系统来获取各个易淹易涝片区的环境数据,基于预测分析模型分析易淹易涝片区的环境数据后,预测每个易淹易涝片区未来的积水速率,预警系统通过城市交通管理系统获取每个易淹易涝片区的交通数据,并对交通数据进行分析后生成易淹易涝片区的效益指数,通过计算预测的积水速率和效益指数为每个易淹易涝片区生成对应的管理赋值,预警系统将所有易淹易涝片区依据管理赋值由大到小进行排序,生成片区管理列表,基于片区管理列表为各个易淹易涝片区生成管理重要度信息。该方法能够有效的对各个易淹易涝片区进行积水速率预测并集合易淹易涝片区的交通数据来对所有易淹易涝片区进行排序,从而便于管理。
上述公式均是去量纲取其数值计算,公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式,公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (2)
1.一种对易淹易涝片区进行积淹预警的方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:
S1:预警系统端口基于城市的历史数据获取城市中的易淹易涝片区,通过编号工具对易淹易涝片区进行初始编号,生成初始片区初始列表;
S2:在城市天气为降雨天气时,预警系统通过城市的气象局以及城市道路管理系统来获取各个易淹易涝片区的环境数据;
S3:基于预测分析模型分析易淹易涝片区的环境数据后,预测每个易淹易涝片区未来的积水速率;
S4:预警系统通过城市交通管理系统获取每个易淹易涝片区的交通数据,并对交通数据进行分析后生成易淹易涝片区的效益指数;
S5:通过计算预测的积水速率和效益指数为每个易淹易涝片区生成对应的管理赋值,预警系统将所有易淹易涝片区依据管理赋值由大到小进行排序,生成片区管理列表;
S6:基于片区管理列表为各个易淹易涝片区生成管理重要度信息,并将各个易淹易涝片区的管理重要度信息可视化处理后发送至城市管理员,城市管理员依据各个易淹易涝片区的管理重要度信息提前做出准备;
步骤S2中,在城市天气为降雨天气时,预警系统通过城市的气象局以及城市道路管理系统来获取各个易淹易涝片区的环境数据包括以下步骤:
S21:预警系统与城市气象局建立数据接口,获取实时的降雨数据,包括降雨强度、降雨持续时间信息;
S22:预警系统与城市道路管理系统进行数据交互,获取道路状况的实时信息,包括道路积水情况;
S23:利用数据分析工具将从气象局、道路管理系统中获取的数据进行整合,并定期更新易淹易涝片区的环境数据;
步骤S3中,基于预测分析模型分析易淹易涝片区的环境数据后,预测每个易淹易涝片区未来的积水速率包括以下步骤:
S31:从环境数据提取易淹易涝片区的自排水系数、降雨量以及区域水渗透速率;
S32:将自排水系数、降雨量以及区域水渗透速率代入预测分析模型中积水系数的计算表达式,计算获取积水系数值;
S33:若积水系数值≤系数阈值,分析易淹易涝片区的积水速度正常,以初始积水速率作为该易淹易涝片区的修正积水速率;
S34:若积水系数值>系数阈值,分析易淹易涝片区的积水速度过快,需要对该易淹易涝片区的初始积水速率进行调节,计算表达式为:
,式中,/>表示修正积水速率,/>表示初始积水速率,表示积水系数/>值;
所述预测分析模型的建立包括以下步骤:
将自排水系数、降雨量以及区域水渗透速率进行标准化处理后建立积水系数,表达式为:/>,式中,/>为自排水系数,/>为降雨量,/>为区域水渗透速率,/>、/>、/>分别为自排水系数、降雨量以及区域水渗透速率的比例系数,且/>、/>、/>均大于0;
获取积水系数后,将积水系数/>与预设的系数阈值进行对比,系数阈值用于区分易淹易涝片区未来的积水速度快或正常,完成预测分析模型的建立;
步骤S4中,预警系统通过城市交通管理系统获取每个易淹易涝片区的交通数据,并对交通数据进行分析后生成易淹易涝片区的效益指数包括以下步骤:
S41:获取每个易淹易涝片区的历史交通流量,计算易淹易涝片区的历史交通平均流量和流量标准差,流量标准差的计算表达式为:
,式中,/>,/>表示流量标准差,/>表示易淹易涝片区的历史交通流量的获取数量,/>为正整数,/>表示第i个历史交通流量数据点的交通流量,/>表示历史交通平均流量,且/>;
S42:通过易淹易涝片区的历史交通平均流量和流量标准差计算获取效益指数,计算表达式为:,式中,/>为效益指数,/>表示历史交通平均流量,/>表示流量标准差,/>表示标准差阈值;
所述自排水系数的获取逻辑为:通过设置在易淹易涝片区的水位计获取易淹易涝片区的实时水位,并计算自排水系数,表达式为:=/>,式中,/>为易淹易涝片区结束测量时刻的水位,/>为易淹易涝片区开始测量时刻的水位,/>为易淹易涝片区结束测量时刻,/>为易淹易涝片区开始测量时刻;
步骤S5中,通过计算预测的积水速率和效益指数为每个易淹易涝片区生成对应的管理赋值包括以下步骤:
S51:获取每个易淹易涝片区的修正积水速率;
S52:获取每个易淹易涝片区的效益指数;
S53:将修正积水速率与效益指数/>综合计算获取管理赋值,表达式为:,式中,/>为管理赋值,/>为修正积水速率,/>为效益指数,/>、/>分别为修正积水速率以及效益指数的权重,且1>/>>/>>0,易淹易涝片区的管理赋值/>越大,表明该易淹易涝片区越需要提前管理;
S54:获取所有易淹易涝片区的管理赋值后,将所有易淹易涝片区依据管理赋值/>由大到小进行排序,生成片区管理列表。
2.根据权利要求1所述的一种对易淹易涝片区进行积淹预警的方法,其特征在于:步骤S6中,基于片区管理列表为各个易淹易涝片区生成管理重要度信息包括以下步骤:
基于片区管理列表为各个易淹易涝片区生成管理重要度信息,若片区管理列表中,所有易淹易涝片区的排序结果为:{Q1、Q2、Q3、...、QK},K表示城市中易淹易涝片区的数量,且K为正整数,则各个易淹易涝片区生成管理重要度为:{Q1>Q2>Q3>...>QK},即易淹易涝片区在片区管理列表中的排序越靠前,该易淹易涝片区的管理重要度越大。
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