地下综合体运行智能感知监测及预警系统

摘要

本发明涉及一种地下综合体运行智能感知监测及预警系统，包括：风险预警标准模块，用于配置运营安全风险预警体系、各类风险指标的实时感知方法及预警等级划分标准；实时风险感知模块，用于实现各类风险数据的实时感知；实时风险预警分析模块，用于实时计算并输出实时风险预警信息；实时风险预警展示及处理模块，展示所述实时风险预警信息，并提供人工预警；风险预警反馈数据统计分析模块，用于分析历史风险预警在风险类型、风险等级和空间位置的分布特点，并分析人工预警的质量；BIM三维模型，用于辅助展示功能和人工预警处理功能。本发明为运营安全风险管理的持续优化提供了数据支撑，实现了地下综合体的运营风险的一体化管理。

说明书

技术领域

本发明涉及运维管理技术领域，特别涉及一种地下综合体运行智能感知监测及预警系统。

背景技术

随着我国城市人口的急剧增加，城市用地的日益紧张，很多大型城市衍生出很多城市地下综合体。一些大型的地下综合体集合城市交通、购物中心、车库、餐饮和娱乐设施等多种功能，当前大型综合体运营安全风险管理面临以下痛点：

痛点1：由于大型地下综合体一般覆盖范围广、空间分布复杂，导致全面掌握所有设施和设备的运营状态难度大。

痛点2：风险源多，不同类别的风险的监控识别方法不同，全面收集各类风险源数据难度高。

痛点3：由于风险来源涉及多种专业领域，如设施结构、机电设备和环境等，目前不同专业领域的风险数据及风险评级标准多分布在不同的风险管理系统中，导致全面掌握地下综合体运营安全风险现状难度大。

因此有必要提供一种地下综合体运行智能感知监测及预警系统，为运营安全风险管理的持续优化提供数据支撑，实现地下综合体的运营风险的一体化管理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地下综合体运行智能感知监测及预警系统，为运营安全风险管理的持续优化提供数据支撑，实现地下综合体的运营风险的一体化管理。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种地下综合体运行智能感知监测及预警系统，包括：

风险预警标准模块，用于配置运营安全风险预警体系、各类风险指标的实时感知方法及预警等级划分标准；

实时风险感知模块，用于实现各类风险数据的实时感知；

实时风险预警分析模块，输入实时风险感知模块内实时感知的风险数据和风险预警标准模块的数据，实时计算并输出实时风险预警信息；

实时风险预警展示及处理模块，展示所述实时风险预警分析模块输出的实时风险预警信息，并提供人工预警；

风险预警反馈数据统计分析模块，输入实时风险感知模块内实时感知的风险数据、风险预警标准模块的数据和实时风险预警展示及处理模块的数据，分析历史风险预警在风险类型、风险等级和空间位置的分布特点，并分析人工预警的质量；

BIM三维模型，模型包括：结构设施、机电系统、感知设备和预警信息，用于辅助展示和人工预警处理功能。

可选的，在所述地下综合体运行智能感知监测及预警系统中，风险预警标准模块中，运营安全风险预警体系根据多种因素进行运营安全风险分解确定，

其中，因素包括：环境特点、基础设施结构特点、人员活动特点和运维管理要求。

可选的，在所述地下综合体运行智能感知监测及预警系统中，所述运营安全风险预警体系支持由于运营安全风险分解结构变化导致的修改；

所述运营安全风险分解结构变化的结果包括设施结构类运营安全风险、机电系统类运营安全风险、环境类运营安全风险以及人为因素类安全风险。

可选的，在所述地下综合体运行智能感知监测及预警系统中，风险预警标准模块中，

所述风险指标的实时感知方法根据感知设备输出值特点分为遥信类感知设备和遥测类感知设备。

可选的，在所述地下综合体运行智能感知监测及预警系统中，

所述遥信类感知设备的输出结果为状态值，使状态值和风险等级具有映射关系；

所述遥测类感知设备的输出结果连续的测值，采用分级阈值进行风险等级的划分。

可选的，在所述地下综合体运行智能感知监测及预警系统中，实时风险感知模块中，实时感知的风险包括：所述系统中现有监测数据中的风险数据及各类风险感知设备感知到的风险数据。

可选的，在所述地下综合体运行智能感知监测及预警系统中，各类风险感知设备包括：设施结构安全类风险感知设备、机电系统类风险感知设备、环境运营类风险感知设备以及人为因素类风险感知设备。

可选的，在所述地下综合体运行智能感知监测及预警系统中，实时风险预警展示及处理模块中，预警展示基于BIM三维模型和风险预警实时情况进行综合展示，并在展示界面中提供人工预警和人工处理预警的功能。

可选的，在所述地下综合体运行智能感知监测及预警系统中，所述系统还包括风险预警反馈统计结果展示模块，以基于BIM三维模型展示所述风险预警反馈数据统计分析模块的分析结果。

可选的，在所述地下综合体运行智能感知监测及预警系统中，所述系统还包括数据存储模块，以存储并提供所述系统内所有模块的数据。

在本发明所提供的地下综合体运行智能感知监测及预警系统中，通过将传统二维化、多平台地下综合体运营安全管理推向统一的三维可视化运营安全风险管理，实现地下综合体设施结构、机电系统、环境和人为因素等运营风险的一体化管理和分析，为运营安全风险管理的持续优化提供数据支撑，在节约地下综合体运营安全风险管理成本的同时，也提升了运营管理效率，符合城市基础设施智慧化管理的发展趋势。

附图说明

图1为本发明实施例提供的系统的框架图；

图2为本发明实施例提供的运营安全风险预警体系的模块图；

图3为本发明实施例提供的遥测类感知设备的预警等级划分示意图；

图4为本发明实施例提供的风险等级频次矩阵示意图；

图5为本发明实施例提供的风险预警反馈分布矩阵示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

一些大型的地下综合体集合城市交通、购物中心、车库、餐饮和娱乐设施等多种功能，当前大型综合体运营安全风险管理面临多个痛点。

因此有必要提供一种地下综合体运行智能感知监测及预警系统，如图1所示，所述系统包括：

风险预警标准模块，用于配置运营安全风险预警体系、各类风险指标的实时感知方法及预警等级划分标准；

实时风险感知模块，用于实现各类风险数据的实时感知；

实时风险预警分析模块，输入实时风险感知模块内实时感知的风险数据和风险预警标准模块的数据，实时计算并输出实时风险预警信息；

实时风险预警展示及处理模块，展示所述实时风险预警分析模块输出的实时风险预警信息，并提供人工预警；

风险预警反馈数据统计分析模块，输入实时风险感知模块内实时感知的风险数据、风险预警标准模块的数据和实时风险预警展示及处理模块的数据，分析历史风险预警在风险类型、风险等级和空间位置的分布特点，并分析人工预警的质量；

BIM三维模型，模型包括：结构设施、机电系统、感知设备和预警信息，用于辅助展示和人工预警处理功能。

进一步的，风险预警标准模块中，运营安全风险预警体系根据多种因素进行运营安全风险分解确定，其中，因素包括：环境特点、基础设施结构特点、人员活动特点和运维管理要求。

再进一步的，所述运营安全风险预警体系支持由于运营安全风险分解结构变化导致的修改，在一个实施例中，各类风险指标可根据项目实际情况进行增补或取消；目前所述运营安全风险分解结构变化的结果包括设施结构类运营安全风险、机电系统类运营安全风险、环境类运营安全风险以及人为因素类安全风险。

如图2所示，设施结构类运营安全风险包括地下综合体地基基础、承重柱、承重梁、墙体以及楼板等关键结构构件的风险，其中地基基础风险指标包括不均匀沉降，承重柱、承重梁、墙体和楼板等构件的风险指标包括变形和裂缝等。由于不同构件的风险特点受结构类型、所处地质环境特点和构件历史缺陷等因素影响，实际项目中关键构件的具体风险评价指标的选取应综合各因素进行确定。机电系统类运营安全风险包括供配电系统、通风系统、照明系统、消防系统、给排水系统及综合监控系统等关键系统的运营风险，各类机电系统风险主要来源于系统内关键设备的故障。环境类运营安全风险包括环境温度、湿度、地震、火灾、爆炸物及有毒气体等。人为因素类安全风险包括人流密度和危险行为等。

可选的，在所述地下综合体运行智能感知监测及预警系统中，风险预警标准模块中，

所述风险指标的实时感知方法根据感知设备输出值特点分为遥信类感知设备和遥测类感知设备。其中，所述遥信类感知设备的输出结果为状态值，使状态值和风险等级具有映射关系；所述遥测类感知设备的输出结果连续的测值，采用分级阈值进行风险等级的划分。

具体的，遥信类感知设备的输出结果为状态值，包含0(无故障)和1(故障)两种状态，当值为1时发出红色预警；另一类包括人为因素安全风险中的危险行为识别，包含0(无异常行为)和1(有异常行为)两种情况，当值为1时发出红色预警。所述遥测类感知设备的输出结果连续的测值，每类风险指标需要配置最大值、最小值、上限值以及下限值等参数，这类数据的预警方法如图3所示，其中测值位于(最小值，最大值)区间内，无预警；位于[最大值，上限值)或(下限值，最小值]区间内，发出黄色预警，位于[上限值，+∞)或(-∞，下限值]内，发出红色预警。

具体的，在实时风险感知模块中，实时感知的风险包括：所述系统中现有监测数据中的风险数据及各类风险感知设备感知到的风险数据。各类风险感知设备例如包括：设施结构安全类风险感知设备、机电系统类风险感知设备、环境运营类风险感知设备以及人为因素类风险感知设备。在一个实施例中，具体监测数据包括以下四大类：第一类，设施结构类运营安全风险实时感知主要包括：(1)地基基础的不均匀沉降监测，可以采用静力水准仪进行监测；(2)承重柱、承重梁、墙体和楼板等关键构件的受力控制截面的变形和裂缝监测，用到的实时感知设备可以有位移计和裂缝计等；第二类，机电系统类运营安全风险实时感知数据从综合机电监控系统中统一接入，包括：(1)供配电系统中的高压/低压开关设备、精密配电柜、开关柜和发电机等设备的故障状态数据；(2)通风系统中的中央空调等设备的故障状态数据；(3)照明系统中各个灯的故障状态数据；(4)消防系统中的应急照明、自动报警系统和自动喷淋等设备的故障状态数据；(5)给排水系统中的水泵等设备的故障状态数据；(6)综合监控系统中的摄像头等设备的故障状态数据。第三类，环境运营类安全风险实时感知包括：(1)采用温湿度计进行环境温湿度监测；(2)采用加速度传感器进行地震监测；(3)采用火灾探测器进行火灾和爆炸监测；(4)采用有毒有害气体探测仪对环境有毒有害气体浓度进行监测。第四类，人为因素类安全风险实时感知包括：(1)基于红外感应装置、视频监控摄像头的人流密度监测，需要辅以人流密度算法；(2)基于视频监控摄像头的人流异常行为监测，需要辅以异常行为识别算法。

进一步的，所述实时风险感知模块中涉及各类传感器(静力水准仪、位移计、裂缝计、温湿度计、火灾探测器、有毒有害气体探测仪、人流密度监测设备)等传感设备和必要的采集设备、网络通讯设备，设备的具体个数、布置位置根据项目空间分布特点和日常运营特点确定，传感器主要布置在风险可能性高的位置，采集设备和网络通讯设备的布置综合各类传感器的空间布置特点和项目成本等各项因素进行确定。再进一步地，所述实时风险感知模块中涉及从综合机电监控系统中接入关键设备的故障状态数据，需建立原有机电系统到本系统之间的数据接口，实现设备故障状态数据的实时接入。

优选的，本系统内含BIM三维模型可视化高性能引擎，所述BIM三维模型可基于设施设备竣工图纸进行建模获得。

实时风险预警展示及处理模块中，预警展示基于BIM三维模型和风险预警实时情况进行综合展示，并在展示界面中提供人工预警和人工处理预警的功能。在一个实施例中，BIM三维模型包括设施结构、机电设备、物联网感知设备等的实体模型，当实时风险预警分析模块分析出风险预警信息时，在BIM三维模型中根据风险类型、预警级别、关联预警设备位置进行实时预警提醒(例如根据风险类型及预警级采用不同预警图标进行预警提醒)，帮助运维管理人员直观、全面地了解地下综合体的风险预警空间分布和预警级别分布的整体情况。管理人员在获取预警信息后可进行预警核查，如为误报，可进行确认误报进行消警；如预警属实及等级判断正确，在预警处理完毕后，输入处理信息后进行消警；如预警属实但等级判断有误，在预警处理完毕后，输入正确的预警级别和处理信息后进行消警。

优选的，所述系统还包括风险预警反馈统计结果展示模块，在所述风险预警反馈数据统计分析模块分析历史风险预警在风险类型、风险等级和空间位置的分布特点，并分析人工预警的质量后，所述风险预警反馈统计结果展示模块基于BIM三维模型展示所述风险预警反馈数据统计分析模块的分析结果。在一个实施例中，采用不同展示形式展示历史风险预警在类型、空间和风险等级等方面的分布特点和基于人工反馈结果的预警质量统计结果。展示形式包括：(1)如图4所示，按风险类型和风险等级统计的风险-等级频次矩阵，用于直观查看不同类型风险的不同等级预警的发生频率高低；(2)基于BIM三维模型的风险预警空间频次分布热力图，方便管理人员直观查看各类风险预警在空间上的分布特点；(3)如图5所示，基于不同风险类型及其对应不同等级预警人工反馈结果的风险预警反馈分布矩阵，用于直观不同类型风险指标的各级别预警的反馈结果(预警正确、预警级别偏高、预警级别偏低)的频次分布特点，帮助管理人员分析评价当前本系统风险预警标准是否合理，可为风险预警标准相关参数的调整、风险感知设备更新及选型优化等提供数据基础。

通常的，所述系统还包括数据存储模块，以存储并提供所述系统内所有模块的数据，例如包括存储风险预警标准模块、实时风险感知模块、实时风险预警分析模块、实时风险预警展示及处理模块以及风险预警反馈数据统计分析模块等的数据。

在本发明所提供的地下综合体运行智能感知监测及预警系统中，通过将传统二维化、多平台地下综合体运营安全管理推向统一的三维可视化运营安全风险管理，实现地下综合体设施结构、机电系统、环境和人为因素等运营风险的一体化管理和分析，为运营安全风险管理的持续优化提供数据支撑，在节约地下综合体运营安全风险管理成本的同时，也提升了运营管理效率，符合城市基础设施智慧化管理的发展趋势。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。