基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，首先利用火點(diǎn)采集設(shè)備獲取火點(diǎn)信息；將受災(zāi)區(qū)域GIS圖像劃分成網(wǎng)格圖像，得到受災(zāi)區(qū)域的網(wǎng)格地形，識(shí)別每個(gè)網(wǎng)格的地物類別，再計(jì)算不同氣象條件下的跨網(wǎng)格火災(zāi)蔓延強(qiáng)度，構(gòu)造受災(zāi)區(qū)域的火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格圖；在受災(zāi)區(qū)域的火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格圖中搜索從火災(zāi)擴(kuò)散路徑，建立火情蔓延模型，計(jì)算受災(zāi)桿塔的坐標(biāo)、蔓延的區(qū)域面積與火災(zāi)蔓延到桿塔的時(shí)間；最后對(duì)依據(jù)網(wǎng)格流方法預(yù)測(cè)的火災(zāi)蔓延的不同影響級(jí)別做出相應(yīng)的告警。本發(fā)明的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，具有能快速計(jì)算出火點(diǎn)蔓延到輸電線路區(qū)域的時(shí)間和火情強(qiáng)度、及時(shí)通知火情、預(yù)警的準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輸電線路火災(zāi)蔓延的預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，尤其是一種基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)隨著城市和工業(yè)的不斷發(fā)展，電力需求急劇增加。隨著電力基礎(chǔ)設(shè)施的不斷建設(shè)，輸電線路規(guī)模不斷擴(kuò)大，輸電線路電壓等級(jí)也越來(lái)越高，我國(guó)電力工業(yè)已進(jìn)入了以大機(jī)組、高電壓、高自動(dòng)化為特征的大電網(wǎng)時(shí)代，成為了關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)性行業(yè)和支柱性產(chǎn)業(yè)。然而輸電線路大多遠(yuǎn)離城市，穿越山區(qū)與農(nóng)田，極易受到山火與農(nóng)田秸桿燃燒等火災(zāi)的侵襲，造成輸電線路故障，因此輸電線路火災(zāi)監(jiān)測(cè)對(duì)電力輸送系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)具有重要意義。
[0003]隨著科技的高速發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)中輸電線路的安全要求性越來(lái)越高。然而我國(guó)每年因?yàn)楦鞣N災(zāi)害導(dǎo)致的輸電線路損毀事件頻頻發(fā)生，近年發(fā)生頻率更是直線上升，其中以火災(zāi)、冰災(zāi)和風(fēng)災(zāi)導(dǎo)致的災(zāi)害情況尤為嚴(yán)重，由此導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失更是無(wú)法衡量。分析我國(guó)近些年火災(zāi)情況，不難發(fā)現(xiàn)我省的火災(zāi)成區(qū)域性和季節(jié)性分布:南方主要以山區(qū)為主，每逢清明、冬至等傳統(tǒng)祭祖節(jié)日期間，火災(zāi)多由人們大量燃燒紙錢、燃放煙火爆竹所致；而我省北方以平原為主，是油菜、冬麥和玉米高粱的主產(chǎn)區(qū)，每當(dāng)農(nóng)作物收割后，大面積的秸桿焚燒對(duì)輸電線路的安全運(yùn)行造成很大的危害。火災(zāi)對(duì)輸電線路的安全存在嚴(yán)重的影響，同時(shí)更加嚴(yán)重影響著人們的生活和生產(chǎn)。
[0004]當(dāng)前國(guó)內(nèi)的輸電線路火災(zāi)監(jiān)測(cè)技術(shù)還很不完善，大部分都利用衛(wèi)星或紅外監(jiān)測(cè)給出火點(diǎn)坐標(biāo)，再通過(guò)簡(jiǎn)單的距離計(jì)算給出預(yù)警。這些方法沒有考慮火點(diǎn)與輸電線路周邊的地理地貌和植被環(huán)境，也忽略了較遠(yuǎn)距離火災(zāi)的蔓延對(duì)輸電線路可能造成的潛在影響，因而并不能給出準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)，往往產(chǎn)生誤報(bào)。
[0005]火災(zāi)蔓延通常是指火勢(shì)通過(guò)某種媒介的作用(如通過(guò)墻壁或金屬管的熱傳導(dǎo))、火焰的直接接觸或火焰燃燒產(chǎn)物的接觸(如通過(guò)熱對(duì)流、飛火)，使燃燒沿水平表面不斷引燃鄰近可燃物發(fā)展擴(kuò)大的現(xiàn)象，廣義上來(lái)看，火災(zāi)蔓延又包括房間與房間的蔓延，外部與內(nèi)部、整體與局部的蔓延，以及相鄰建筑物之間的蔓延。輸電線路大多分布于野外，因此在輸電線路火災(zāi)檢測(cè)中，火災(zāi)蔓延模擬的關(guān)鍵問(wèn)題是如何利用GIS模型化和可視化的手段描述受災(zāi)區(qū)域地理信息與火災(zāi)現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，以對(duì)輸電線路火災(zāi)狀態(tài)進(jìn)行提前預(yù)測(cè)并給出報(bào)警。
[0007]本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案。
[0008]基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法，其特點(diǎn)是，包括如下步驟:
[0009]步驟1:利用火點(diǎn)采集設(shè)備獲取火點(diǎn)信息，所述火點(diǎn)信息包括火點(diǎn)位置、火點(diǎn)面積、火情強(qiáng)度、發(fā)生時(shí)間，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)剔除噪聲與偽火點(diǎn)；(需要電力公司支持?jǐn)?shù)據(jù)，獲取輸電線路桿塔位置坐標(biāo)；)
[0010]步驟2:通過(guò)時(shí)態(tài)GIS更新系統(tǒng)定期獲取地理GIS信息，按照指定精度將受災(zāi)區(qū)域GIS圖像劃分成網(wǎng)格圖像，得到受災(zāi)區(qū)域的網(wǎng)格地形；
[0011]步驟3:結(jié)合資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫(kù)，采用地物識(shí)別方法對(duì)步驟2中得到的受災(zāi)區(qū)域網(wǎng)格識(shí)別每個(gè)網(wǎng)格的地物類別信息，并計(jì)算相鄰網(wǎng)格的地物空間相關(guān)性；
[0012]步驟4:結(jié)合受災(zāi)區(qū)域氣象信息，利用影響火災(zāi)的多種氣象因素對(duì)步驟3中得到的地物空間相關(guān)性進(jìn)行加權(quán)，計(jì)算跨網(wǎng)格火災(zāi)蔓延強(qiáng)度，獲取受災(zāi)區(qū)域的火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格圖；
[0013]步驟5:利用網(wǎng)格流算法(網(wǎng)格流源自圖論中的網(wǎng)絡(luò)流算法，給定指定的一個(gè)圖，其中有兩個(gè)特殊的點(diǎn)源S (Sources)和匯T (Sinks),每條邊有指定的容量(Capacity),求滿足條件的從S到T的最大流(MaxFlow)。在網(wǎng)格流中圖不再是任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的圖，而是規(guī)則的網(wǎng)格。但是是對(duì)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)的，算法當(dāng)然不會(huì)有太大改變。標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)流其計(jì)算過(guò)程參見常見的圖論教科書。但是由于是規(guī)則的網(wǎng)格，連通情況簡(jiǎn)單，不用考慮一般圖論太復(fù)雜的情況，所以采用同樣的網(wǎng)絡(luò)流算法在網(wǎng)格上會(huì)速度明顯快的多，這也是我們采用這種方法的一個(gè)原因。這里所利用的改進(jìn)網(wǎng)格流主要改進(jìn)點(diǎn)在于:1.火源可能不止一個(gè)，而受災(zāi)桿塔(匯)可能也不止一個(gè)；2.通過(guò)網(wǎng)格間氣象與地形因素計(jì)算了權(quán)重將網(wǎng)格變?yōu)榧訖?quán)網(wǎng)格；3.通過(guò)改進(jìn)的網(wǎng)格流可以計(jì)算流影響區(qū)域。)在受災(zāi)區(qū)域的火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格圖中搜索從火點(diǎn)(源)到桿塔(匯，源與匯是網(wǎng)絡(luò)流里的專有名詞，表示流的起始與終點(diǎn)。)的擴(kuò)散路徑，建立火情蔓延模型，計(jì)算受災(zāi)桿塔的坐標(biāo)、蔓延的區(qū)域面積與火災(zāi)蔓延到桿塔的時(shí)間；
[0014]步驟6:根據(jù)步驟5中得到的受災(zāi)桿塔的坐標(biāo)、蔓延的區(qū)域面積與火災(zāi)蔓延到桿塔的時(shí)間確定火災(zāi)蔓延的不同影響級(jí)別，對(duì)火災(zāi)蔓延的不同影響級(jí)別做出相應(yīng)的告警；并通過(guò)時(shí)態(tài)GIS更新系統(tǒng)更新受災(zāi)區(qū)域地理GIS信息。
[0015]本發(fā)明的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:
[0016]步驟I中，所述火點(diǎn)信息采集設(shè)備為遙感衛(wèi)星。
[0017]步驟2中，所述時(shí)態(tài)GIS更新系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)定期更新地理GIS信息。
[0018]步驟2中，所述受災(zāi)區(qū)域的網(wǎng)格地形的網(wǎng)格劃分精度范圍為30m?50m。
[0019]步驟3中，所述地物類別信息來(lái)自資源遙感衛(wèi)星。
[0020]步驟4中，所述多種氣象因素包括受災(zāi)區(qū)域風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、光照強(qiáng)度、降雨強(qiáng)度和降雪強(qiáng)度。
[0021 ] 步驟3和4中，所述地物空間相關(guān)性，是結(jié)合資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫(kù)采用地物識(shí)別方法對(duì)受災(zāi)區(qū)域網(wǎng)格識(shí)別每個(gè)網(wǎng)格的地物類別計(jì)算得到的。
[0022]步驟4和5中，所述火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格圖，是利用影響火災(zāi)的多種氣象因素對(duì)受災(zāi)區(qū)域地物空間相關(guān)性進(jìn)行加權(quán)，計(jì)算跨網(wǎng)格火災(zāi)蔓延強(qiáng)度得到的。
[0023]本發(fā)明還提供了一種基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法的預(yù)測(cè)系統(tǒng)。
[0024]一種所述的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，包括火點(diǎn)信息采集模塊、時(shí)態(tài)GIS更新模塊、區(qū)域網(wǎng)格劃分與地物識(shí)別模塊、氣象信息獲取模塊、火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格構(gòu)造模塊、火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)模塊和告警模塊；
[0025]所述火點(diǎn)信息采集模塊的輸出端與區(qū)域網(wǎng)格劃分與地物識(shí)別模塊的輸入端相連，所述時(shí)態(tài)GIS更新模塊的輸入端與通訊網(wǎng)絡(luò)相連，所述時(shí)態(tài)GIS更新模塊的輸出端與區(qū)域網(wǎng)格劃分與地物識(shí)別模塊的輸入端相連，所述區(qū)域網(wǎng)格劃分與地物識(shí)別模塊的輸出端與火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格構(gòu)造模塊的輸入端相連，所述氣象信息獲取模塊的輸出端與火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格構(gòu)造模塊的輸入端相連，所述火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格構(gòu)造模塊的輸出端與火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)模塊的輸入端相連，所述火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)模塊的輸出端與告警模塊的輸入端相連，同時(shí)也與時(shí)態(tài)GIS更新模塊的輸入端相連。
[0026]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
[0027]本發(fā)明的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，首先利用火點(diǎn)采集設(shè)備獲取火點(diǎn)位置、火點(diǎn)面積、火情強(qiáng)度、發(fā)生時(shí)間等火點(diǎn)信息；接著將受災(zāi)區(qū)域GIS圖像劃分成網(wǎng)格圖像，得到受災(zāi)區(qū)域的網(wǎng)格地形，并通過(guò)資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別每個(gè)網(wǎng)格的地物類另IJ，再結(jié)合受災(zāi)區(qū)域氣象信息，計(jì)算不同氣象條件下的跨網(wǎng)格火災(zāi)蔓延強(qiáng)度，構(gòu)造受災(zāi)區(qū)域的火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格圖；然后利用改進(jìn)的網(wǎng)格流算法在受災(zāi)區(qū)域的火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格圖中搜索從火災(zāi)擴(kuò)散路徑，建立火情蔓延模型，計(jì)算受災(zāi)桿塔的坐標(biāo)、蔓延的區(qū)域面積與火災(zāi)蔓延到桿塔的時(shí)間；最后對(duì)依據(jù)網(wǎng)格流方法預(yù)測(cè)的火災(zāi)蔓延的不同影響級(jí)別做出相應(yīng)的告
目O
[0028]本發(fā)明通過(guò)GIS數(shù)據(jù)和資源衛(wèi)星信息對(duì)輸電線路的地形環(huán)境進(jìn)行本土化建模，并在此基礎(chǔ)上建立了基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法。這種方法可以動(dòng)態(tài)化地評(píng)估火災(zāi)蔓延對(duì)輸電線路的影響，給出較為準(zhǔn)確的預(yù)警信息，解決火災(zāi)蔓延對(duì)輸電線路影響評(píng)估這一難點(diǎn)。
[0029]本發(fā)明的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，具有以下幾個(gè)特點(diǎn):
[0030](I)本發(fā)明一旦發(fā)現(xiàn)火點(diǎn)，結(jié)合地理信息，通過(guò)基于網(wǎng)格流的火災(zāi)預(yù)測(cè)模型，快速計(jì)算出火點(diǎn)蔓延到輸電線路區(qū)域的時(shí)間和火情強(qiáng)度，外推性好、結(jié)果比較可信。
[0031](2)本發(fā)明相對(duì)于傳統(tǒng)火災(zāi)監(jiān)測(cè)方法，對(duì)火災(zāi)的蔓延趨勢(shì)做了精細(xì)的預(yù)測(cè)，提高預(yù)警的準(zhǔn)確性。
[0032](3)本發(fā)明具有開放方法的體系結(jié)構(gòu)，方便第三方應(yīng)用軟件的接入。
[0033](4)本發(fā)明具有良好的兼容性，可以和其他數(shù)據(jù)庫(kù)方法平滑對(duì)接。
[0034]本發(fā)明的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，具有能快速計(jì)算出火點(diǎn)蔓延到輸電線路區(qū)域的時(shí)間和火情強(qiáng)度、及時(shí)通知火情、預(yù)警的準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為本發(fā)明的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法的結(jié)構(gòu)框圖。
[0036]圖2為本發(fā)明的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法的第一 ZIGBEE無(wú)線通信電路的電路圖。
[0037]圖3為本發(fā)明的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法的第二 ZIGBEE無(wú)線通信電路的電路圖。
[0038]
[0039]以下通過(guò)【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】[0040]參見附圖1?圖3，基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法，其特征是，包括如下步驟:
[0041]步驟1:利用火點(diǎn)采集設(shè)備獲取火點(diǎn)信息，所述火點(diǎn)信息包括火點(diǎn)位置、火點(diǎn)面積、火情強(qiáng)度、發(fā)生時(shí)間，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)剔除噪聲與偽火點(diǎn)；(需要電力公司支持?jǐn)?shù)據(jù)，獲取輸電線路桿塔位置坐標(biāo)；)
[0042]步驟2:通過(guò)時(shí)態(tài)GIS更新系統(tǒng)定期獲取地理GIS信息，按照指定精度將受災(zāi)區(qū)域GIS圖像劃分成網(wǎng)格圖像，得到受災(zāi)區(qū)域的網(wǎng)格地形；
[0043]步驟3:結(jié)合資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫(kù)，采用地物識(shí)別方法對(duì)步驟2中得到的受災(zāi)區(qū)域網(wǎng)格識(shí)別每個(gè)網(wǎng)格的地物類別信息，并計(jì)算相鄰網(wǎng)格的地物空間相關(guān)性；
[0044]步驟4:結(jié)合受災(zāi)區(qū)域氣象信息，利用影響火災(zāi)的多種氣象因素對(duì)步驟3中得到的地物空間相關(guān)性進(jìn)行加權(quán)，計(jì)算跨網(wǎng)格火災(zāi)蔓延強(qiáng)度，獲取受災(zāi)區(qū)域的火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格圖；
[0045]步驟5:利用網(wǎng)格流算法(網(wǎng)格流源自圖論中的網(wǎng)絡(luò)流算法，給定指定的一個(gè)圖，其中有兩個(gè)特殊的點(diǎn)源S(Sources)和匯T(Sinks),每條邊有指定的容量(Capacity),求滿足條件的從S到T的最大流(MaxFlow)。在網(wǎng)格流中圖不再是任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的圖，而是規(guī)則的網(wǎng)格。但是是對(duì)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)的，算法當(dāng)然不會(huì)有太大改變。標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)流其計(jì)算過(guò)程參見常見的圖論教科書。但是由于是規(guī)則的網(wǎng)格，連通情況簡(jiǎn)單，不用考慮一般圖論太復(fù)雜的情況，所以采用同樣的網(wǎng)絡(luò)流算法在網(wǎng)格上會(huì)速度明顯快的多，這也是我們采用這種方法的一個(gè)原因。這里所利用的改進(jìn)網(wǎng)格流主要改進(jìn)點(diǎn)在于:1.火源可能不止一個(gè)，而受災(zāi)桿塔(匯)可能也不止一個(gè)；2.通過(guò)網(wǎng)格間氣象與地形因素計(jì)算了權(quán)重將網(wǎng)格變?yōu)榧訖?quán)網(wǎng)格；
3.通過(guò)改進(jìn)的網(wǎng)格流可以計(jì)算流影響區(qū)域。)在受災(zāi)區(qū)域的火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格圖中搜索從火點(diǎn)(源)到桿塔(匯，源與匯是網(wǎng)絡(luò)流里的專有名詞，表示流的起始與終點(diǎn)。)的擴(kuò)散路徑，建立火情蔓延模型，計(jì)算受災(zāi)桿塔的坐標(biāo)、蔓延的區(qū)域面積與火災(zāi)蔓延到桿塔的時(shí)間；
[0046]步驟6:根據(jù)步驟5中得到的受災(zāi)桿塔的坐標(biāo)、蔓延的區(qū)域面積與火災(zāi)蔓延到桿塔的時(shí)間確定火災(zāi)蔓延的不同影響級(jí)別，對(duì)火災(zāi)蔓延的不同影響級(jí)別做出相應(yīng)的告警；并通過(guò)時(shí)態(tài)GIS更新系統(tǒng)更新受災(zāi)區(qū)域地理GIS信息。
[0047]步驟I中，所述火點(diǎn)信息采集設(shè)備為遙感衛(wèi)星。
[0048]步驟2中，所述時(shí)態(tài)GIS更新系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)定期更新地理GIS信息。
[0049]步驟2中，所述受災(zāi)區(qū)域的網(wǎng)格地形的網(wǎng)格劃分精度范圍為30m?50m。
[0050]步驟3中，所述地物類別信息來(lái)自資源遙感衛(wèi)星。
[0051]步驟4中，所述多種氣象因素包括受災(zāi)區(qū)域風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、光照強(qiáng)度、降雨強(qiáng)度和降雪強(qiáng)度。
[0052]步驟3和4中，所述地物空間相關(guān)性，是結(jié)合資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫(kù)采用地物識(shí)別方法對(duì)受災(zāi)區(qū)域網(wǎng)格識(shí)別每個(gè)網(wǎng)格的地物類別計(jì)算得到的。
[0053]步驟4和5中，所述火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格圖，是利用影響火災(zāi)的多種氣象因素對(duì)受災(zāi)區(qū)域地物空間相關(guān)性進(jìn)行加權(quán)，計(jì)算跨網(wǎng)格火災(zāi)蔓延強(qiáng)度得到的。
[0054]一種所述的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其包括火點(diǎn)信息采集模塊、時(shí)態(tài)GIS更新模塊、區(qū)域網(wǎng)格劃分與地物識(shí)別模塊、氣象信息獲取模塊、火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格構(gòu)造模塊、火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)模塊和告警模塊；[0055]所述火點(diǎn)信息采集模塊的輸出端與區(qū)域網(wǎng)格劃分與地物識(shí)別模塊的輸入端相連，所述時(shí)態(tài)GIS更新模塊的輸入端與通訊網(wǎng)絡(luò)相連，所述時(shí)態(tài)GIS更新模塊的輸出端與區(qū)域網(wǎng)格劃分與地物識(shí)別模塊的輸入端相連，所述區(qū)域網(wǎng)格劃分與地物識(shí)別模塊的輸出端與火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格構(gòu)造模塊的輸入端相連，所述氣象信息獲取模塊的輸出端與火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格構(gòu)造模塊的輸入端相連，所述火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格構(gòu)造模塊的輸出端與火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)模塊的輸入端相連，所述火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)模塊的輸出端與告警模塊的輸入端相連，同時(shí)也與時(shí)態(tài)GIS更新模塊的輸入端相連。
[0056]所述火點(diǎn)信息采集模塊提供火點(diǎn)位置、火點(diǎn)面積、火情強(qiáng)度、發(fā)生時(shí)間等火點(diǎn)信息，用于實(shí)現(xiàn)所述預(yù)測(cè)方法的步驟I的主要內(nèi)容；時(shí)態(tài)GIS更新模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)定期更新地理GIS信息，用于實(shí)現(xiàn)所述預(yù)測(cè)方法的步驟2和6的部分內(nèi)容；區(qū)域網(wǎng)格劃分與地物識(shí)別模塊按照指定參數(shù)將受災(zāi)區(qū)域GIS圖像劃分成網(wǎng)格圖像，得到受災(zāi)區(qū)域的網(wǎng)格地形，并結(jié)合專家?guī)觳捎玫匚镒R(shí)別方法識(shí)別每個(gè)網(wǎng)格的地物類別，用于實(shí)現(xiàn)所述預(yù)測(cè)方法的步驟3、4的主要內(nèi)容。氣象信息獲取模塊主要通過(guò)天氣預(yù)報(bào)與微氣象系統(tǒng)獲取輸電線路周邊氣象信息，用于實(shí)現(xiàn)所述預(yù)測(cè)方法的步驟4的部分內(nèi)容；火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格構(gòu)造模塊綜合受災(zāi)區(qū)域地形與氣象信息，建立火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格圖，用于實(shí)現(xiàn)所述預(yù)測(cè)方法的步驟3、4的部分內(nèi)容；火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)模塊利用改進(jìn)的網(wǎng)格流算法在受災(zāi)區(qū)域的火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格圖中搜索火災(zāi)蔓延路徑，計(jì)算受災(zāi)桿塔、蔓延的區(qū)域面積、路徑與時(shí)間，用于實(shí)現(xiàn)所述預(yù)測(cè)方法的步驟5的內(nèi)容；告警模塊依據(jù)該方法預(yù)測(cè)的火災(zāi)蔓延的不同影響級(jí)別做出相應(yīng)的告警，用于實(shí)現(xiàn)所述預(yù)測(cè)方法的步驟6的部分內(nèi)容。
[0057]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:首先利用火點(diǎn)采集設(shè)備獲取火點(diǎn)位置、火點(diǎn)面積、火情強(qiáng)度、發(fā)生時(shí)間等火點(diǎn)信息，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)剔除噪聲與偽火點(diǎn)；利用電力公司數(shù)據(jù)獲取輸電線路桿塔位置坐標(biāo)(步驟I);接著通過(guò)時(shí)態(tài)GIS更新系統(tǒng)定期獲取地理GIS信息，按照指定精度將受災(zāi)區(qū)域GIS圖像劃分成網(wǎng)格圖像，得到受災(zāi)區(qū)域的網(wǎng)格地形(步驟2);結(jié)合資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫(kù)采用地物識(shí)別方法對(duì)受災(zāi)區(qū)域網(wǎng)格識(shí)別每個(gè)網(wǎng)格的地物類別，并計(jì)算相鄰網(wǎng)格的地物空間相關(guān)性(步驟3);結(jié)合受災(zāi)區(qū)域氣象信息，利用影響火災(zāi)的多種氣象因素對(duì)地物空間相關(guān)性進(jìn)行加權(quán)，計(jì)算跨網(wǎng)格火災(zāi)蔓延強(qiáng)度，獲取受災(zāi)區(qū)域的火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格圖(步驟4);利用改進(jìn)的網(wǎng)格流算法在受災(zāi)區(qū)域的火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格圖中搜索從源(火點(diǎn))到匯(桿塔)的擴(kuò)散路徑，建立火情蔓延模型，計(jì)算受災(zāi)桿塔的坐標(biāo)、蔓延的區(qū)域面積與火災(zāi)蔓延到桿塔的時(shí)間(步驟5);最后對(duì)依據(jù)網(wǎng)格流方法預(yù)測(cè)的火災(zāi)蔓延的不同影響級(jí)別做出相應(yīng)的告警；并通過(guò)時(shí)態(tài)GIS更新系統(tǒng)更新受災(zāi)區(qū)域地理GIS信息(步驟6)。
[0058]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對(duì)本發(fā)明有更好的了解，在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0059]本發(fā)明的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)的工作原理和工作過(guò)程如下:
[0060]步驟1:
[0061](I)利用火點(diǎn)采集設(shè)備獲取火點(diǎn)位置、火點(diǎn)面積、火情強(qiáng)度、發(fā)生時(shí)間等火點(diǎn)信息，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)剔除噪聲與偽火點(diǎn)，這里借用遙感衛(wèi)星獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，其中
【權(quán)利要求】
1.基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法，其特征是，包括如下步驟: 步驟1:利用火點(diǎn)采集設(shè)備獲取火點(diǎn)信息，所述火點(diǎn)信息包括火點(diǎn)位置、火點(diǎn)面積、火情強(qiáng)度、發(fā)生時(shí)間，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)剔除噪聲與偽火點(diǎn)； 步驟2:通過(guò)時(shí)態(tài)GIS更新系統(tǒng)定期獲取地理GIS信息，按照指定精度將受災(zāi)區(qū)域GIS圖像劃分成網(wǎng)格圖像，得到受災(zāi)區(qū)域的網(wǎng)格地形； 步驟3:結(jié)合資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫(kù)，采用地物識(shí)別方法對(duì)步驟2中得到的受災(zāi)區(qū)域網(wǎng)格識(shí)別每個(gè)網(wǎng)格的地物類別信息，并計(jì)算相鄰網(wǎng)格的地物空間相關(guān)性； 步驟4:結(jié)合受災(zāi)區(qū)域氣象信息，利用影響火災(zāi)的多種氣象因素對(duì)步驟3中得到的地物空間相關(guān)性進(jìn)行加權(quán)，計(jì)算跨網(wǎng)格火災(zāi)蔓延強(qiáng)度，獲取受災(zāi)區(qū)域的火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格圖； 步驟5:利用網(wǎng)格流算法在受災(zāi)區(qū)域的火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格圖中搜索從火點(diǎn)(源)到桿塔的擴(kuò)散路徑，建立火情蔓延模型，計(jì)算受災(zāi)桿塔的坐標(biāo)、蔓延的區(qū)域面積與火災(zāi)蔓延到桿塔的時(shí)間。 步驟6:根據(jù)步驟5中得到的受災(zāi)桿塔的坐標(biāo)、蔓延的區(qū)域面積與火災(zāi)蔓延到桿塔的時(shí)間確定火災(zāi)蔓延的不同影響級(jí)別，對(duì)火災(zāi)蔓延的不同影響級(jí)別做出相應(yīng)的告警；并通過(guò)時(shí)態(tài)GIS更新系統(tǒng)更新受災(zāi)區(qū)域地理GIS信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法，其特征是，所述步驟I中，所述火點(diǎn)信息采集設(shè)備為遙感衛(wèi)星。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法，其特征是，所述步驟2中，所述時(shí)態(tài)GIS更新系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)定期更新地理GIS信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法，其特征是，所述步驟02中，所述受災(zāi)區(qū)域 的網(wǎng)格地形的網(wǎng)格劃分精度范圍為30m~50m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法，其特征是，所述步驟3中，所述地物類別信息來(lái)自資源遙感衛(wèi)星。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法，其特征是，所述步驟4中，所述多種氣象因素包括受災(zāi)區(qū)域風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、光照強(qiáng)度、降雨強(qiáng)度和降雪強(qiáng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法，其特征是，所述步驟3和4中，所述地物空間相關(guān)性，是結(jié)合資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫(kù)采用地物識(shí)別方法對(duì)受災(zāi)區(qū)域網(wǎng)格識(shí)別每個(gè)網(wǎng)格的地物類別計(jì)算得到的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法，其特征是，所述步驟4和5中，所述火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格圖，是利用影響火災(zāi)的多種氣象因素對(duì)受災(zāi)區(qū)域地物空間相關(guān)性進(jìn)行加權(quán)，計(jì)算跨網(wǎng)格火災(zāi)蔓延強(qiáng)度得到的。
9.一種權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)格流的輸電線路火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)方法的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，包括火點(diǎn)信息采集模塊、時(shí)態(tài)GIS更新模塊、區(qū)域網(wǎng)格劃分與地物識(shí)別模塊、氣象信息獲取模塊、火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格構(gòu)造模塊、火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)模塊和告警模塊； 所述火點(diǎn)信息采集模塊的輸出端與區(qū)域網(wǎng)格劃分與地物識(shí)別模塊的輸入端相連，所述時(shí)態(tài)GIS更新模塊的輸入端與通訊網(wǎng)絡(luò)相連，所述時(shí)態(tài)GIS更新模塊的輸出端與區(qū)域網(wǎng)格劃分與地物識(shí)別模塊的輸入端相連，所述區(qū)域網(wǎng)格劃分與地物識(shí)別模塊的輸出端與火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格構(gòu)造模塊的輸入端相連，所述氣象信息獲取模塊的輸出端與火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格構(gòu)造模塊的輸入端相連，所述火災(zāi)蔓延加權(quán)網(wǎng)格構(gòu)造模塊的輸出端與火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)模塊的輸入端相連，所述火災(zāi)蔓延預(yù)測(cè)模塊的輸出端與告警模塊的輸入端相連，同時(shí)也與時(shí)態(tài)GIS更新模塊的輸入端相連。`
【文檔編號(hào)】G06Q10/04GK103870891SQ201410115140
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】趙海峰, 魯毓苗, 范明豪, 李偉, 王貽平, 季坤, 徐超峰, 湯進(jìn) 申請(qǐng)人:安徽大學(xué), 國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司電力科學(xué)研究院, 安徽繼遠(yuǎn)電網(wǎng)技術(shù)有限責(zé)任公司