[发明专利]基于大数据和视频图像协同分析的城市公共安全智能监测管理系统

权利要求书

1.基于大数据和视频图像协同分析的城市公共安全智能监测管理系统，其特征在于：包括城市排污管道区域划分模块、支路排污管道统计模块、管道监测点布设模块、监测点气体环境参数采集模块、参数数据库、监测点污水流速检测模块、监测点污水图像采集模块、异常排放物识别模块、数据处理中心、管理服务器、后台显示终端和远程管理中心；

所述城市排污管道区域划分模块与支路排污管道统计模块连接，支路排污管道统计模块与管道监测点布设模块连接，管道监测点布设模块分别与监测点气体环境参数采集模块、监测点污水流速检测模块和监测点污水图像采集模块连接，监测点气体环境参数采集模块和监测点污水流速检测模块均与数据处理中心连接，监测点污水图像采集模块与异常排放物识别模块连接，数据处理中心分别与管理服务器和远程管理中心连接，管理服务器与后台显示终端连接，异常排放物识别模块与远程管理中心连接；

所述城市排污管道区域划分模块用于统计城市内主排污管道的数量，其中各主排污管道分别对应覆盖一个排污管道区域，其主排污管道的数量即为城市内排污管道区域的数量，进而将统计的各主排污管道按照预设的顺序进行编号，依次标记为1,2...i...n；

所述支路排污管道统计模块用于统计各主排污管道覆盖下的排污管道区域中与各主排污管道直接相连的支路排污管道数量，并对统计的与各主排污管道直接相连的各支路排污管道按照预设的顺序进行编号，分别标记为1,2...j...m；

所述管道监测点布设模块用于在各主排污管道对应的管道内壁上和与各主排污管道直接相连的各支路排污管道对应的管道内壁上分别布设若干监测点，并对各主排污管道内壁上布设的各监测点按照距离该主排污管道首端由近到远的距离进行编号，分别标记为1,2...a...z，同时对与各主排污管道直接相连的各支路排污管道内壁上布设的各监测点按照距离该支路排污管道首端由近到远的距离进行编号，分别标记为1,2...b...y；

所述监测点气体环境参数采集模块包括若干气体环境参数检测终端，其分别安装在各主排污管道和各支路排污管道内壁上布设的监测点位置处，用于对各主排污管道和各支路排污管道内壁上布设的各监测点的气体环境参数进行检测，并对检测的各主排污管道各监测点的气体环境参数构成主排污管道监测点气体环境参数集合G_w^r(g_w^r1,g_w^r2,...,g_w^ra,...,g_w^rz)，g_w^ra表示为第r个主排污管道的第a个监测点的第w个气体环境参数对应的数值，r表示为主排污管道编号，r＝1,2...i...n,同时对检测的与各主排污管道直接相连的各支路排污管道各监测点的气体环境参数构成支路排污管道监测点气体环境参数集合G_w^r-d(g_w^r-d1,g_w^r-d2,...,g_w^r-db,...,g_w^r-dy)，g_w^r-jb表示为与第r个主排污管道直接相连的第d个支路排污管道的第b个监测点的第w个气体环境参数对应的数值，d表示为支路排污管道编号，d＝1,2...j...m,w表示为气体环境参数，w＝f1,f2,f3,f4,f5,f6,f1,f2,f3,f4,f5,f6分别表示为温度，管道气体压强，二氧化硫浓度，硫化氢浓度，氨气浓度，甲烷浓度，监测点气体环境参数采集模块将主排污管道监测点气体环境参数集合和支路排污管道监测点气体环境参数集合发送至数据处理中心；

所述监测点污水流速检测模块包括若干水流速检测单元，其分别安装在各主排污管道和各支路排污管道内壁上布设的监测点位置处，用于对各主排污管道和各支路排污管道内壁上布设的各监测点的污水流速进行检测，并将检测到的各主排污管道各监测点的污水流速构成主排污管道监测点污水流速集合V^r(v^r1,v^r2,...,v^ra,...,v^rz)，v^ra表示为第r个主排污管道的第a个监测点的污水流速，同时将检测到的与各主排污管道直接相连的各支路排污管道各监测点的污水流速构成支路排污管道监测点污水流速集合V^r-d(v^r-d1,v^r-d2,...,v^r-db,...,v^r-dy)，v^r-db表示为与第r个主排污管道直接相连的第d个支路排污管道的第b个监测点的污水流速，监测点污水流速检测模块将主排污管道监测点污水流速集合和支路排污管道监测点污水流速集合发送至数据处理中心；

所述数据处理中心接收监测点气体环境参数采集模块发送的主排污管道监测点气体环境参数集合和支路排污管道监测点气体环境参数集合，并将主排污管道监测点气体环境参数集合和支路排污管道监测点气体环境参数集合分别与参数数据库中排污管道中各种气体环境参数对应的安全值进行对比，得到主排污管道监测点气体环境参数对比集合ΔG_w^r(Δg_w^r1,Δg_w^r2,...,Δg_w^ra,...,Δg_w^rz)和支路排污管道监测点气体环境参数对比集合ΔG_w^r-d(Δg_w^r-d1,Δg_w^r-d2,...,Δg_w^r-db,...,Δg_w^r-dy)，由此根据主排污管道监测点气体环境参数对比集合和支路排污管道监测点气体环境参数对比集合统计各主排污管道覆盖排污管道区域的气体环境安全系数，并发送至管理服务器；

同时，数据处理中心还接收监测点污水流速检测模块发送的主排污管道监测点污水流速集合和支路排污管道监测点污水流速集合，进而进行各主排污管道和各支路排污管道的堵塞监测，其具体监测方法包括以下步骤：

S1:从主排污管道监测点污水流速集合中依次提取各主排污管道内壁上各监测点的污水流速，并按照监测点的编号顺序从编号为1的监测点开始，将该监测的污水流速减去后一个监测点的污水流速，以此得到各主排污管道相邻两个监测点的污水流速对比值，构成主排污管道相邻两个监测点污水流速对比值集合ΔV^r[Δv^r1,Δv^r2,...,Δv^ra,...,Δv^r(z-1)]，Δv^ra表示为第r个主排污管道的第a个监测的污水流速与第a+1个监测点的污水流速的对比值；

S2:将主排污管道相邻两个监测点污水流速对比值集合分别与参数数据库中该主排污管道直径对应的相邻两个监测点的标准污水流速对比值进行对比，若主排污管道上某相邻两个监测点的污水流速对比值大于该主排污管道直径对应的相邻两个监测点的标准污水流速对比值，则该主排污管道上该相邻两个监测点之间存在堵塞，该主排污管道记为堵塞主排污管道，该相邻两个监测点记为堵塞监测点，此时统计堵塞主排污管道编号及该堵塞主排污管道上的堵塞监测点编号，并发送至远程管理中心；

S3:从支路排污管道监测点污水流速集合中依次提取各支路排污管道内壁上各监测点的污水流速，并按照S1的方法得到各支路排污管道相邻两个监测点的污水流速对比值，构成支路排污管道相邻两个监测点污水流速对比值集合ΔV^r-d[Δv^r-d1,Δv^r-d2,...,Δv^r-db,...,Δv^r-d(y-1)]，Δv^r-d(b-1)表示为与第r个主排污管道直接相连的第d个支路排污管道的第b个监测点的污水流速与第b+1个监测点的污水流速的对比值；

S4:将支路排污管道相邻两个监测点污水流速对比值集合分别与参数数据库中该支路排污管道直径对应的相邻两个监测点的标准污水流速对比值进行对比，若支路排污管道上某相邻两个监测点的污水流速对比值大于该支路排污管道直径对应的相邻两个监测点的标准污水流速对比值，则该支路排污管道上该相邻两个监测点之间存在堵塞，该支路排污管道记为堵塞支路排污管道，该相邻两个监测点记为堵塞监测点，此时统计堵塞支路排污管道编号和该堵塞支路排污管道上的堵塞监测点编号，并发送至远程管理中心；

所述监测点污水图像采集模块包括若干微型摄像头，其分别安装在各主排污管道和各支路排污管道内壁上布设的监测点位置处，用于采集各主排污管道和各支路排污管道内壁上布设的各监测点的污水图像，并发送至异常排放物识别模块；

所述异常排放物识别模块接收监测点污水图像采集模块发送的各主排污管道和各支路排污管道内壁上布设的各监测点的污水图像，并将接收的各主排污管道和各支路排污管道内壁上布设的各监测点的污水图像进行图像增强处理，得到高清污水图像，进而将得到的各主排污管道和各支路排污管道内壁上布设的各监测点的高清污水图像与参数数据库中正常污水图像进行对比，分析是否存在异常排放物，若某主排污管道或某支路排污管道的某监测点的高清污水图像中存在异常排放物，则该主排污管道记为异常主排污管道，该支路排污管道记为异常支路排污管道，该监测点记为异常监测点，统计异常主排污管道或异常支路排污管道的编号及该异常主排污管道或该异常支路排污管道上异常监测点的编号，此时将异常主排污管道或异常支路排污管道上异常监测点的高清污水图像聚焦在异常排放物区域，进而进行异常排放物特征提取，由此将提取的异常排放物特征与参数数据库中各种类型异常排放物对应的特征进行对比，得到异常主排污管道或异常支路排污管道上异常监测点处的异常排放物类型，异常排放物识别模块将异常主排污管道或异常支路排污管道编号及该异常主排污管道或该异常支路排污管道上异常监测点编号和异常监测点处的异常排放物类型发送至远程管理中心；

所述管理服务器接收数据处理中心发送的各主排污管道覆盖排污管道区域的气体环境安全系数，进而统计城市排污管道的综合气体环境安全系数，并发送至后台显示终端；

所述后台显示终端接收管理服务器发送的城市排污管道的综合气体环境安全系数，并显示；

所述远程管理中心接收数据处理中心发送的堵塞主排污管道编号及该堵塞主排污管道上的堵塞监测点编号和堵塞支路排污管道编号和该堵塞支路排污管道上的堵塞监测点编号，并接收异常排放物识别模块发送的异常主排污管道或异常支路排污管道编号及该异常主排污管道或该异常支路排污管道上异常监测点编号和异常监测点处的异常排放物类型，进而调派相关管理人员进行处理。