[发明专利]基于物联网的大型水域突发水污染应急处置系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于水质监测及突发性水污染事件应急处理领域，涉及一种水环境突发事件应急处置系统和方法，具体的说是一种基于物联网的大型水域突发水污染应急处置系统和方法。

背景技术

近年来我国水污染事故频繁发生，重大突发性水污染事件时有发生，给人民生活、生态环境和经济建设带来了极大危害。工业发展过程产生的结构性污染问题，使全国各地流域环境遭受不同程度污染，特别是由于这类事故的突发性和破坏性，严重地威胁着人民群众生命和国家财产安全，使人们赖以生存的生态环境遭到严重破坏。因而，如何完善突发水污染应急响应系统以应对大型水域水污染突发事故，避免造成重大灾害就显得十分紧迫。如何实时、远程、全方位的获取水污染信息，准确即时做出应对措施，并将水污染信息即时传递，使整个过程网络化、系统化成为现在库区突发性水污染急需解决的问题。

目前国内外普遍采用的库区突发性水污染事件处理方法是应急监测预案，如文章“突发性水污染事故应急处理”所述，即针对可能发生的突发性水环境污染事件，为迅速、有效、有序地开展应急行动而预先制定的方案。虽然能够及时处理突发性水污染事件，但是处理方案针对性不强，不能实时解决水污染问题，况且对于比较特殊的突发性水污染不能及时作出决策，延误了处理时间，使污染扩散。近年来，已出现借助3S、数据库和网络通信等先进技术，按照水污染事故应急管理体系的业务要求，将基础地理、水文、生态环境和社会经济等各类本底信息和监测信息有机整合，同时在数据库的支持下，建立二、三维无缝结合的交互式虚拟可视化平台，并结合模型库模拟水污染扩散状况的新技术，如文章“三峡水库突发性水污染事件应急系统的开发”所述，但整个过程的预测灵敏度不高，且不具备较好的突发水污染处理时效性。另外申请号为201210141601.5的专利“一种突发性水质污染事故模拟仿真及可视化服务系统”所建立的系统具备污染处理实时性，但是针对性不强，即对所有突发水质事故都进行这样的模拟和处理，没有充分利用相应水域历史水污染事故及处理经验，因而在某些情况下增加了事故响应及处理工作的繁琐性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于物联网的大型水域突发水污染应急处置系统和方法，既保证信息传递快捷性，又保证污染处理实时性，还能充分利用历史污染事故资料，以简化某些相似污染事故处理工作。

本发明实现以上发明目的的技术方案是：

基于物联网的大型水域突发水污染应急处置系统，包括突发水污染信息采集及传输模块、实时数据集成转化模块、历史水污染事故快速查询模块、突发水污染扩散模拟模块、突发水污染事故预警模块、历史水污染事故方案执行模块、模拟图像信息实时转化及传输模块，专家实时决策及信息发布平台、突发水污染事故实时处理终端和突发水污染事故及处理信息汇总归纳模块；

突发水污染信息采集及传输模块，包括无线传感器和突发性水污染信息采集船，用于采集突发水污染相关信息，并把采集的信息传输至实时数据集成转化模块；

实时数据集成转化模块，用于将采集的水污染信息转化成需要的数据形式，包括用于历史水污染查询分析的数据形式和污染扩散模拟的数据形式；

历史水污染事故快速查询模块，用于在历史水污染信息数据库中快速查询分析与突发水污染相一致的结果；

突发水污染扩散模拟模块，用于对突发水污染进行扩散模拟，并在3维GIS中可视化显示出来；

突发水污染事故预警模块，用于对污染可能影响范围水域内居民、工厂主取水口进行预警，避免突发水污染事故对相关居民造成危害，促使相关工厂和部门及时采取预防措施，避免污染进一步扩大；

历史水污染事故方案执行模块，用于经过历史水污染事故查询分析得到与突发水污染事故相一致的结果进，执行该历史水污染处理方案；

模拟图像信息实时转化及传输模块，用于经过历史水污染事故查询分析得到与突发水污染事故不一致的结果时，将经过3维GIS显示的水污染实时扩散图像信息转化并传递给专家实时决策及信息发布平台；

专家实时决策及信息发布平台，包括三维可视化的显示器终端、模拟图像信息接收设备、有线及无线信号传输终端，用于接收水污染扩散实时信息，经过专家实时分析做出决策，并通过有线及无线信号传输终端将实时决策信息发布出去；

突发水污染事故实时处理终端，包括无线信号接收及传输终端、GPS设备和PDA设备，用于相关部门和污染处理人员接收专家决策信息，及时快速采取相应的应急处理措施，并实时传递处理信息至专家实时决策及信息发布平台；