[发明专利]基于边缘计算的中小型水库大坝智能监测预警方法

权利要求书

1.基于边缘计算的中小型水库大坝智能监测预警方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一:通过监测传感器及数据采集终端获取水库大坝安全监测数据并发送至现地边缘网关，边缘网关进行数据缺测检查并补测，再将有效数据通过移动通信上传至云服务平台；

步骤二:云服务平台依靠计算服务能力进行数据分析和算法运算，将训练得到的大坝安全预测模型下发至边缘网关，边缘网关根据预测模型拟定预警指标并进行现地渗流及变形实时预警，从而提升水库大坝安全监测及预警智能化水平。

2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的中小型水库大坝智能监测预警方法，其特征在于：所述的监测传感器主要指水库大坝环境量、渗流及变形数据采集传感器；

所述的数据采集终端按照现地实际部署情况，采用有线或无线方式将采集数据发送到边缘网关。

3.根据权利要求1所述的基于边缘计算的中小型水库大坝智能监测预警方法，其特征在于：

所述的边缘网关主要包括微处理器模块、存储模块、电源模块、多通信接口以及4G通信模块；

其中微处理器模块负责数据处理及分析计算；

存储模块负责数据存储；

电源模块提供电能；

多通信接口负责数据交互，主要包括网络接口、RS232及RS485串口、USB接口；

通信模块负责将打包好的数据上传到云端平台并接收云端下发的模型及规则。

4.根据权利要求3所述的基于边缘计算的中小型水库大坝智能监测预警方法，其特征在于：所述的云服务平台是建立在私有云服务平台上的业务服务系统，具备安全监测数据存储、计算分析、数据展示及模型下发功能。

5.根据权利要求1所述的基于边缘计算的中小型水库大坝智能监测预警方法，其特征在于：

所述的大坝安全预测模型为：

其中为渗流或变形预测估计值；

为上游水位分量；

为降雨分量；

为温度分量；

为时效分量。

6.根据权利要求5所述的基于边缘计算的中小型水库大坝智能监测预警方法，其特征在于：所述的大坝安全预测模型建模过程如下：首先通过大坝库前水位、降雨、气温环境量数据计算并选取渗流或变形的影响因子，然后按照影响因子对渗流或变形监测量作用的显著程度从大到小依次引入回归方程，最终建立大坝渗流或变形预测模型。

7.根据权利要求5或6所述的基于边缘计算的中小型水库大坝智能监测预警方法，其特征在于：所述的预警指标拟定主要通过置信区间法确定，其主要步骤是首先根据云端下发的预测模型及实测环境量得到渗流或变形预测值YY，然后计算历史渗流或变形监测量的标准差S，则预警指标可以表示为YY±3S；

对于渗流预警，当实测渗压或渗流量YYY+3S则进行预警；

对于变形预警，当实测变形量YYY-3S或者YYY+3S则进行预警。