(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210989083.6 (22)申请日 2022.08.17 (71)申请人 河北工程大 学 地址 056000 河北省邯郸市经济技 术开发 区太极路19号 申请人 中国水利水电科 学研究院 　 三峡智慧水务科技有限公司 (72)发明人 尤今　柴蓓蓓　雷晓辉　康爱卿　 何立新　王树谦　陈江海　陈翔　 陈亮　陈瑞弘　 (74)专利代理 机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 专利代理师 王咏涛 (51)Int.Cl. G08B 21/10(2006.01)H04L 67/12(2022.01) G06N 20/00(2019.01) (54)发明名称 一种基于云边端协同的内涝监测预警系统 及预警方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于云边端协同的内涝 监测预警系统及预警方法， 属于内涝监测预报预 警领域， 预警系统包括终端、 边缘端以及云端服 务器； 其中的视频设备用于监测积水和降水情 况； 边缘计算设备用于接收视频设备发送的视频 数据并进行处理分析， 并根据边缘计算设备内置 的训练模型判定是否存在内涝风险， 若存在内涝 风险， 则向内涝预警设备发送预警指令； 云端服 务器将降雨气象数据和分析数据等多元数据同 化， 通过内置的耦合模型模拟分析， 将模拟结果 通过信息化管理平台展示给管理者进行辅助决 策， 同步返还至边缘端对预警信息进行修正。 本 发明通过引入边缘计算范式， 将监测到预警的完 整流程下沉至边缘端， 为我国内涝治理提供技术 支撑。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115050168 A 2022.09.13 CN 115050168 A 1.一种基于云边端协同的内涝监测预警系统， 其特征在于， 包括终端、 边缘端以及 云端 服务器； 所述终端包括视频设备， 所述视频设备用于监测积水和降水情况， 并将积水和降水的 视频数据发送至边 缘端； 所述边缘端包括边缘计算设备和内涝预警设备， 所述边缘计算设备用于接收视频设备 发送的视频数据并进 行处理分析， 并根据边缘计算设备内置的训练模型判定是否存在内涝 风险， 若不存在内涝风险， 则加快数据接收和处理分析频率， 直至地面积水消除， 若存在内 涝风险， 则向内涝预警设备发送预警指令， 同时将分析数据通过网络节点上传至云端服务 器； 所述内涝预警设备用于 接收边缘计算设备发送的预警指令， 并发布预警信息； 所述云端服务器用于接收边缘计算设备发送的分析数据， 并将降雨气象数据和分析数 据同化， 通过内置的耦合模型模拟分析， 将模拟结果通过信息化管理平台展示给管理者进 行辅助决策， 同步返还至边 缘端对预警信息进行修 正。 2.一种基于云边端协同的内涝监测预警方法， 其特 征在于， 包括如下 具体步骤： S1、 获取地面积水视频数据， 若地面出现积水情况， 则获取空中降水视频数据； 若出现 空中降水情况， 则根据实测的积水和降水视频 数据， 对当前内涝监测点进行边 缘计算分析； S2、 根据边缘计算分析结果判定是否存在内涝风险， 若存在内涝风险， 则及时发布预警 信息， 并将边 缘计算分析 数据上传至云端服 务器； S3、 对云端服务器获取的边缘计算分析数据与降雨气象数据进行同化及模拟分析， 模 拟结果提供给管理者辅助决策并下达相应的应急救灾指 令， 并对S2中发布的预警信息进 行 修正。 3.根据权利要求2所述的一种基于云边端协同的内涝监测预警方法， 其特征在于， 所述 S1中的边缘计算分析具体包括： 将实测的积水和降水的视频数据输入至机器学习模型中， 该机器学习模型通过提前训练降水、 积水和内涝程度的关系来判断输入的视频数据是否存 在内涝风险。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115050168 A 2一种基于云边端协同的内涝监测预警系统及预警方 法 技术领域 [0001]本发明属于内涝监测预报预警领域， 尤其涉及一种基于云边端协同的内涝监测预 警系统及预警方法。 背景技术 [0002]由于我国内涝灾害频发， 全国各地多城市已建立了相应 的内涝监测预警系统， 但 目前的内涝监测预警系统依赖终端和云端进 行数据及指令交互， 这种模式过于依赖带宽传 输和云端服务器计算能力， 同时受 限于诸多不确定因素及人为影响， 造成内涝预警信息具 有一定偏差和延时， 因此在实际应用中面临诸多困难。 [0003]中国专利文献CN  111882830  B公开了一种城市内涝监测预报预警方法、 装置、 系 统及存储介质， 该方法包括： 内涝监测设备监测积水水深数据； 视频网关设备向云端服务器 发送获取实测降雨数据请求并接收云端服务器发送的实测降雨数据； 视频网关设备根据实 测降雨数据和 监测的积水水深数据， 对当前内涝监测 点进行内涝模拟边缘计算， 得到预报 最大积水深度， 判断当前内涝监测 点是否存在内涝风险， 并将 内涝风险判断结果反馈给云 端服务器； 若存在内涝风险， 则进行现场抓拍， 并向内涝预警设备发送预警指令， 内涝预警 设备显示报警信息； 该专利通过前端的视频网关设备进行内涝模拟计算， 提高了内涝预报 预警的实时性， 减轻了云端服 务器计算的压力， 降低了对通信带宽的要求。 [0004]但是其存在的不足在于， 该系统的预警过程仍在云端进行， 预警信息 的精准性和 时效性有待提高， 对带宽传输和云端服务器计算压力仍然要求较高， 仍存在诸多需要 改进 的地方。 发明内容 [0005]本发明的目的在于克服上述技术的不足， 提供一种基于云边端协同的内涝监测预 警系统及预警方法， 通过引入边缘计算范式， 将监测到预警的完整流程下沉至边缘端， 为我 国内涝治理提供技 术支撑。 [0006]为实现上述发明目的， 本发明采用的技 术方案为： 一种基于云边端协同的内涝监测预警系统， 其特征在于， 包括终端、 边缘端以及云 端服务器； 所述终端包括视频设备， 所述视频设备用于监测积水和降水情况， 并将积水和降 水的视频 数据发送至边 缘端； 所述边缘端包括边缘计算设备和内涝预警设备， 所述边缘计算设备用于接收视频 设备发送的视频数据并进 行处理分析， 并根据边缘计算设备内置的训练模 型判定是否存在 内涝风险， 若不存在内涝风险， 则加快数据接 收和处理分析频率， 直至地面积水消除， 若存 在内涝风险， 则向内涝预警设备发送预警指令， 同时将分析数据通过网络节点上传至云端 服务器； 所述内涝预警设备用于接收边缘计算设备发送的预警指令， 并发布预警信息， 更具 体地说是 联动内涝预警设备进行语音播报、 LED屏提 示等预警；说　明　书 1/3 页 3 CN 115050168 A 3