一种堤防险情动态评估方法

技术领域

本发明涉及水利工程运行维护的技术领域，具体涉及一种堤防险情动态评估方法。

背景技术

当前堤防隐患监测与检测、应急决策和抢险处置仍以常规设备、既有经验和传统工艺为主，隐患监测检测的精确性、应急决策的准确性以及抢险处置的时效性、成效性难以保障。

随着抗洪抢险处置的要求不断提高。亟需在堤防隐患监测与检测、应急决策等方面展开系统研究，提高堤防险情隐患排查、应急决策和抢险处置能力、水平和处置效率，为提升防洪减灾能力、保障人民生命财产安全和社会经济可持续发展提供技术支撑。因此需要提出一种堤防险情动态评估方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述背景技术的不足，提供一种堤防险情动态评估方法，该方法能够准确快速对堤防险情进行风险动态评估，对堤防当前的风险等级做出及时研判，并及时提出堤防险情处理方案。

为实现上述目的，本发明所提供的一种堤防险情动态评估方法，包括如下步骤：首先构建堤防基础资料数据库，对多源异构的堤防基础信息开展数据融合，并将堤防各项指标数据标准化，形成堤防险情运维数据库；进一步构建堤防致灾风险因子，通过考虑权重的评价指标体系对不同堤段的致灾风险进行评估；采用构建的评价指标体系对观测或识别的堤防险情段开展安全风险动态评估，根据出险堤段不同的风险等级启动不同的险情响应处理机制；构建基于堤防险情运维数据库的险情风险可视化系统，并建立手机移动端传输端口，快速获取堤防历史险情处理方案；同时出险堤段及处理方案同步输入堤防险情运维知识库，堤防险情运维知识库保持实时动态更新。

上述技术方案中，所述堤防基础资料数据库包括堤防等级、堤防断面尺寸、堤基结构、堤顶高程、防渗措施、外滩宽度和地层岩性、堤防运行管理设施、所在堤段附近的水文站、雨量站、水位站、泵站和闸门资料、堤段防洪标准、历史洪水持续时间和日涨幅、区域降雨强度和降雨历时、设计行洪流量、历史工情险情及对应险情处理方案。

上述技术方案中，所述数据融合通过SQL、云数据库或二者结合技术手段将同源异构的基础数据信息导入到系统平台，通过Java开发工具包对系统体系架构进行设计，最终实现堤防基础资料信息数据的访问驱动。

上述技术方案中，所述数据标准化采用小数位归一化、数据类型归一化、Max-min归一化、标准差归一化方法的一种或几种耦合。

上述技术方案中，数据标准化后的指标数据采用相关系数法建立模糊相似矩阵确定相似系数：

式中，r

对于不同的置信水平λ∈[0,1]，可以得到不同的分类结果，从而形成动态聚类图，具体步骤如下：

1)取λ

2)取λ

3)依次取λ

取不同的r

上述技术方案中，所述构建堤防致灾风险因子包括危险性评价指标(F

式中，F

其中，危险性评价指标(F

上述技术方案中，所述评价指标体系包括将评价指标F

式中，w

对不同致灾因子的指标进行权重赋值，其中0＜w

上述技术方案中，所述动态评估包括采用构建的评价指标体系对新出现的堤防险情段开展安全风险动态评估，根据不同的风险等级启动险情响应处理机制。

上述技术方案中，所述风险可视化系统包括不同堤段的风险等级划分，历史工情险情及处理方案，同时支持手机移动端输出，实现堤防险情事故现场移动端实时响应，获取堤防险情处理方案。

上述技术方案中，所述动态更新包括当识别或发现堤防新险情时，将险情位置、相关描述及处理方案同步导入堤防险情运维知识库，伴随堤防险情动态评估方法的运用，险情运维知识库将持续不断地更新完善，实现数据库信息的实时动态更新。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

其一，本发明的堤防险情动态评估方法具有在抗洪抢险一线险情动态评估响应快、堤防致灾风险因子指标评价精度高、事故处理方案快速响应的优点。

其二，本发明提供的堤防险情动态评估方法将堤防各项指标数据标准化，形成堤防险情运维数据库；进一步构建堤防致灾风险因子，对区域范围内不同堤防段的险情进行风险分类研判与动态评估，并快速提出险情处置方案，启动不同的险情响应处理机制。

其三，本发明提供的堤防险情动态评估方法能够将新出现的堤防险情的处理方案记录并导入堤防险情运维数据库，完成实时同步更新，能够时刻保证堤防险情研判标准和工程处理方案的先进性和有效性。

其四，本发明提供的堤防险情动态评估方法可以建立手机移动端传输端口，大幅提升一线险情识别效率，动态评估堤防险情风险，显著提升事故处理速度，有着巨大的经济和社会效益。

附图说明

图1为本发明的堤防险情动态评估方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施案例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。

如图1所示，本发明的堤防险情动态评估方法包含以下步骤：

步骤1：构建堤防基础资料数据库，对多源异构的堤防基础信息开展数据融合，并将堤防各项指标数据标准化，采用min-max标准化处理：

其中，x

步骤2：考虑到步骤1中的各个指标之间不一定完全相互独立，各指标之间具有一定的相关关系。采用聚类分析(cluster analysis)将研究因素分为相对同质的群组(clusters)，便于进一步统计分析。对步骤1中的标准化后的指标数据采用相关系数法建立模糊相似矩阵确定相似系数：

式中，r

对于不同的置信水平λ∈[0,1]，可以得到不同的分类结果，从而形成动态聚类图，具体步骤如下：

1)取λ

2)取λ

3)依次取λ

取不同的r

构建目标函数如下：

式中，X

根据上述的动态聚类图，危险性评价指标(F

暴露性评价指标(F

韧性评价指标(F

步骤3：通过考虑权重的评价指标体系对不同堤段的致灾风险进行评估；将评价指标F

式中，w

参考相关工程经验及历史险情资料，对不同致灾因子的指标进行权重赋值w

步骤4：采用步骤2中构建的评价指标体系对新出现的堤防险情段开展安全风险动态评估，根据不同的风险等级启动一级(高风险)、二级(中风险、中高风险)、三级(低风险、次低风险)的险情响应处理机制。

步骤5：在出险堤段一线现场，巡堤人员登录移动端的平台系统，实时定位，快速获取出险堤段堤防等级，堤防附近水文站、闸站、蓄滞洪区等信息，获取附近历史工情险情情况及相关处理方案，快速获取新堤防险情的处理方案。

步骤6：将新出现的堤防险情位置、相关情况概述及处理方案导入堤防险情运维知识库，伴随堤防险情动态评估方法的运用，险情运维知识库将持续不断地更新完善，实现数据库信息的动态更新。

以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，其余未详细说明的均属于现有技术。