[發(fā)明專利]一種基于時間序列分析的風(fēng)暴潮災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210093064.1
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102682573A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃冬梅;喬歡;何盛琪;王振華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海洋大學(xué)
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10;G08B25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于時間序列分析的風(fēng)暴潮災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)時接收遠(yuǎn)程監(jiān)測數(shù)據(jù)，并對監(jiān)測數(shù)據(jù)序列進(jìn)行預(yù)警分析，根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行預(yù)警和輔助決策。其特征在于，包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、預(yù)警模型分析、輔助決策系統(tǒng)展示、Web服務(wù)器以及管理用戶。所述的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括歷史監(jiān)測資料數(shù)據(jù)庫、實(shí)時監(jiān)測資料數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)地理信息資料數(shù)據(jù)庫、應(yīng)急預(yù)案資料數(shù)據(jù)庫、相關(guān)計算模型資料數(shù)據(jù)庫以及預(yù)警資料數(shù)據(jù)庫。所述的預(yù)警預(yù)測模型分析模塊對數(shù)據(jù)庫中的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，對時間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行分段線性表示達(dá)到維壓縮的目的，進(jìn)而將實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)與歷史監(jiān)測資料數(shù)據(jù)進(jìn)行相似匹配，并根據(jù)相似匹配結(jié)果做出災(zāi)害預(yù)警。如果監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)警閾值，預(yù)警預(yù)測模型分析模塊將觀測數(shù)據(jù)以及相匹配的歷史數(shù)據(jù)信息存儲到預(yù)警資料數(shù)據(jù)庫中。所述的輔助決策系統(tǒng)是基于地理圖形信息展示輔助決策信息，包括調(diào)用預(yù)警資料數(shù)據(jù)、應(yīng)急預(yù)案資料數(shù)據(jù)對災(zāi)害進(jìn)行模擬展示以及應(yīng)急預(yù)案生成，調(diào)用實(shí)時監(jiān)測的臺風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行展示，輔助決策系統(tǒng)的模擬數(shù)據(jù)與應(yīng)急預(yù)案資料數(shù)據(jù)也存儲到預(yù)警資料數(shù)據(jù)庫中，并通過部署的Web服務(wù)器來將地圖服務(wù)和數(shù)據(jù)展示到管理用戶的客戶端。

所述的歷史監(jiān)測資料數(shù)據(jù)庫包括存儲歷史臺風(fēng)名稱、臺風(fēng)實(shí)測和預(yù)報數(shù)據(jù)、歷史風(fēng)暴潮實(shí)測增水位、總水位和天文潮位數(shù)據(jù)、預(yù)報數(shù)據(jù)以及災(zāi)害等級數(shù)據(jù)。

所述的實(shí)時監(jiān)測資料數(shù)據(jù)庫定時接收遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)傳輸?shù)膶?shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)，設(shè)置數(shù)據(jù)庫文件自動擴(kuò)展與表收縮以適應(yīng)數(shù)據(jù)的實(shí)時錄入。

所述的基礎(chǔ)地理信息資料數(shù)據(jù)庫存儲基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，包括道路和居民地的空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)以及美國ESRI公司提供的遙感影像數(shù)據(jù)。

所述的應(yīng)急預(yù)案資料數(shù)據(jù)庫存儲歷史臺風(fēng)預(yù)案和設(shè)計預(yù)案，歷史風(fēng)暴潮預(yù)案和設(shè)計預(yù)案。

所述的相關(guān)計算模型資料數(shù)據(jù)庫存儲用于選取災(zāi)害指標(biāo)、風(fēng)暴潮災(zāi)情模擬、災(zāi)害等級劃分的模型以及其中涉及的專家知識。

所述的預(yù)警資料數(shù)據(jù)庫存儲預(yù)警模型分析得到的匹配結(jié)果數(shù)據(jù)、災(zāi)情模擬評估數(shù)據(jù)、災(zāi)害等級劃分?jǐn)?shù)據(jù)，預(yù)警資料數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在預(yù)警解除后存儲到應(yīng)急預(yù)案資料數(shù)據(jù)庫中。

所述的預(yù)警預(yù)測模型分析主要是對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，對時間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行分段線性表示達(dá)到維壓縮的目的，進(jìn)而與歷史監(jiān)測資料數(shù)據(jù)進(jìn)行相似匹配，并根據(jù)相似匹配結(jié)果做出災(zāi)害預(yù)警。

所述的輔助決策系統(tǒng)基于地理圖形信息展示輔助決策信息，并通過部署的Web服務(wù)器來展示到管理用戶客戶端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于時間序列分析的風(fēng)暴潮災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的輔助決策系統(tǒng)展示包括對此次風(fēng)暴潮災(zāi)害災(zāi)情模擬評估、等級評估、臺風(fēng)路徑展示以及根據(jù)歷史災(zāi)情應(yīng)急預(yù)案的推理預(yù)案結(jié)果。

所述的災(zāi)情模擬評估是針對預(yù)警提示返回的信息，以該監(jiān)測時間序列數(shù)據(jù)為邊界條件進(jìn)行災(zāi)情模擬以及淹沒范圍、淹沒水深的展示，并根據(jù)相似性度量的結(jié)果推理得到此次災(zāi)害等級評估結(jié)果發(fā)送到管理用戶。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于時間序列分析的風(fēng)暴潮災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的管理用戶在接收預(yù)警提示后，對警情發(fā)布預(yù)警報告。通過Internet發(fā)送到政府網(wǎng)站、手機(jī)移動終端、海上船載終端以及決策控制中心，由領(lǐng)導(dǎo)專家對災(zāi)情做跟蹤分析。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于時間序列分析的風(fēng)暴潮災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的預(yù)警模型分析首先是對實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)和歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，在這個過程中要分離歷史監(jiān)測資料數(shù)據(jù)庫中風(fēng)暴潮災(zāi)害發(fā)生時監(jiān)測數(shù)據(jù)與正常監(jiān)測數(shù)據(jù)，提取潮位數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。對于正常監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)挑選其中風(fēng)暴潮多發(fā)季節(jié)的部分?jǐn)?shù)據(jù)作為案例數(shù)據(jù)，對于歷史風(fēng)暴潮災(zāi)害發(fā)生時監(jiān)測數(shù)據(jù)，則全部作為案例數(shù)據(jù)。其次是對數(shù)據(jù)庫中的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)和實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行時間序列線性表示，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的降維與壓縮。再次是采用時間序列相似性匹配的方法，將實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)與案例數(shù)據(jù)庫中的時間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行相似性匹配，根據(jù)相似性度量的距離值以及預(yù)先設(shè)定的判斷閾值，來判定是否對災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警。