边坡崩塌灾害智能监测预警系统的制作方法

本发明涉及边坡监测，具体为边坡崩塌灾害智能监测预警系统。

背景技术：

1、边坡的破坏形式主要有滑坡、崩塌、泥石流，导致滑坡的主要原因是边坡坡体受到了来自降雨、地表水以及地下水的双重影响，导致边坡内部结构稳定性受到损害，从而导致边坡出现下滑的问题，当前滑坡主要表现为整体式、推移式以及牵引式滑坡；边坡崩塌发生的主要原因包括土质塌陷、挖土放坡系数小导致塌方、地下水或软土层以及流砂引起、护壁或支撑不足而塌方。而无论何种边坡灾害，其产生的损害都是不可预估的，遇到强降雨，甚至会造成交通阻断，给人民群众带来生命和财产损失。但现有边坡的监测预警往往依靠人工巡检，再根据历史数据结合人工巡检和人为判断，对当前边坡状况做出分析，从而导致预测准确度较差的问题；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了边坡崩塌灾害智能监测预警系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供边坡崩塌灾害智能监测预警系统，通过监测系统获取边坡的监测数据，再通过数据平台将获取的监测数据与预先设定的各项阈值进行对比并生成分析结果，而获取的监测数据与其分析结果进行存储，利用报表生成工具将监测数据与其分析结果生成数据报表，从而提供给相关终端的监控人员进行查看，最后，通过预警系统对分析结果进行判断，当分析结果中某一项或者某几项监测数据超过预先设定的阈值时，发出相应的预警反馈，以便提醒相关终端的监控人员对边坡作出防范措施，解决了上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：边坡崩塌灾害智能监测预警系统，包括：

3、监测系统，用于对边坡进行实时监测，以获取边坡的监测数据，监测数据包含变形数据、应力数据和灾害数据，获取到的边坡监测数据为边坡预警提供依据；

4、数据平台，用于获取监测系统的监测数据，将获取的监测数据与预先设定的各项阈值进行对比，通过对比能够生成分析结果，并且将获取的监测数据与其分析结果进行存储；

5、预警系统，用于获取数据平台的分析结果，当分析结果中某一项或者某几项监测数据超过预先设定的阈值时，预警系统进行预警反馈，以便提醒相关终端的监控人员对边坡作出防范措施。

6、进一步地，所述监测系统，包括：

7、变形监测单元，用于在边坡的监测区域设置相关变形监测设备，通过相关变形监测设备对边坡的变形情况进行监测，以此获取边坡的变形数据；

8、应力监测单元，用于在边坡的加固结构区域设置相关应力监测设备，通过相关应力监测设备对边坡的应力情况进行监测，以此获取边坡的应力数据；

9、灾害监测单元，用于在边坡的监测区域设置相关灾害监测设备，通过相关灾害监测设备对边坡的灾害情况进行监测，以此获取边坡的灾害数据。

10、进一步地，所述变形监测单元对边坡变形情况的监测内容，具体包括以下：

11、表面水平位移观测：通过对边坡地表水平位移的观测，了解测点部位岩体表层水平位移的大小、方位及发展趋势；

12、岩体深部变形观测:通过深部变形观测主要了解边坡内部水平和垂直2个方向各测点变形值的大小及发展情况，为判断滑动体的深度及滑动面提供依据；

13、表面裂缝开合度观测:通过对表面裂缝开合度的观测，了解边坡表面裂缝的发展情况和发展趋势。

14、进一步地，所述灾害监测单元对边坡灾害情况的监测内容，包括：

15、地下水监测：通过对边坡地下水的监测，了解地下水位与埋深情况；

16、边坡震动监测：通过对边坡震动的监测，了解边坡震动情况；

17、降雨量监测：通过对降雨量的监测，了解降雨量对边坡的影响。

18、进一步地，所述数据平台，包括：

19、对比单元，用于预先设定各项阈值，将获取的监测数据与设定的各项阈值进行对比，以此得到分析结果；

20、数据库，用于对获取的监测数据与其分析结果进行存储，以便对监测数据与其分析结果进行调取和使用；

21、生成单元，用从数据库中调取监测数据与其分析结果，并利用报表生成工具将调取的监测数据与其分析结果生成数据报表，而生成的数据报表提供给相关终端的监控人员进行查看。

22、进一步地，所述对比单元预先设定的各项阈值，包括：

23、变形数据阈值：裂缝变形标准为≤22cm、沉降位移标准为0.5％-1％；

24、灾害数据阈值：地下水位标准为，水深16-45m，埋深10-50m、边坡震动速度标准为10cm/s、降雨量标准为，日降雨量＜100mm。

25、进一步地，所述预警系统，包括：

26、分析单元，用于对获取的分析结果进行分析，判断分析结果中某一项或者某几项监测数据是否超过预先设定的阈值，当分析结果中某一项或者某几项监测数据超过预先设定的阈值时，根据超过阈值的百分比生成对应的预警信号；

27、预警单元，用于根据分析单元生成的预警信号，做出相应的预警播报，以此提醒相关终端的监控人员根据预警做出相应的防范措施。

28、进一步地，所述分析单元生成的预警信号，包括：

29、黄色预警，当分析单元判断分析结果中某一项或者某几项监测数据超过预先设定阈值的5％时，则生成黄色预警信号；

30、橙色预警，当分析单元判断分析结果中某一项或者某几项监测数据超过预先设定阈值的10％时，则生成橙色预警信号；

31、红色预警，当分析单元判断分析结果中某一项或者某几项监测数据超过预先设定阈值的15％及以上时，则生成红色预警信号。

32、进一步地，所述分析单元生成的预警信号，包括：

33、当所述分析结果的所有项均为超过预先设定阈值的5％时，则提取当前所述分析结果所包含的各个项的数据值；

34、将所述分析结果所包含的各个项的数据值与其对应的预先设定阈值进行比较，获得比较结果；

35、利用所述比较结果获取第一数据评价系数；其中，所述第一数据评价系数通过如下公式获取：

36、

37、其中，x01表示第一数据评价系数；n表示所述分析结果所包含的项目的总个数；xi表示所述分析结果中的第i个项目对应的数据值；x0i表示所述分析结果中的第i个项目对应的预先设定阈值；xmin表示所述分析结果中数据值与所述预先设定阈值差值最小的项目的差值所占预先设定阈值的百分比；

38、调取所述分析结果中所包含的所有项的数据中超过其对应的预先设定阈值的项数和数据值，作为第一数据信息；

39、调取所述分析结果中所包含的所有项的数据中没有超过其对应的预先设定阈值的项数和数据值，作为第二数据信息；

40、利用所述第一数据信息和第二数据信息获取第二数据评价系数，其中，所述第二数据评价系数通过如下公式获取：

41、

42、其中，x02表示第一数据评价系数；k表示所述分析结果中的数据值低于其对应的预先设定阈值的个数；m表示所述分析结果中的数据值高于其对应的预先设定阈值的个数；xj表示数据值低于其对应的预先设定阈值中的第j个项目对应的数据值；x0j表示所述数据值低于其对应的预先设定阈值中的第j个项目对应的预先设定阈值；xt表示数据值高于其对应的预先设定阈值中的第t个项目对应的数据值；x0t表示所述数据值高于其对应的预先设定阈值中的第t个项目对应的预先设定阈值；

43、利用所述第一数据评价系数和第二数据评价系数对当前分析结果进行整体数据评估，并利用评估结果判断是否进行预警。

44、进一步地，利用所述第一数据评价系数和第二数据评价系数对当前分析结果进行整体数据评估，并利用评估结果判断是否进行预警，包括：

45、提取所述第一数据评价系数和第二数据评价系数；

46、利用所述第一数据评价系数和第二数据评价系数获取数据综合评价参数；其中，所述数据综合评价参数通过如下公式获取：

47、

48、其中，x表示数据综合评价参数；x01表示第一数据评价系数；x02表示第一数据评价系数；

49、当所述数据综合评价参数超过预设的评价参数阈值，但超过比例低于2.7％时，则进行黄色预警；

50、当所述数据综合评价参数超过预设的评价参数阈值的比例不低于2.7％，但超过比例低于3.4％时，则进行橙色预警；

51、当所述数据综合评价参数超过预设的评价参数阈值的比例不低于3.4％时，则进行红色预警。

52、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

53、1.本发明通过监测系统对边坡进行监测，从而可以获取边坡的监测数据，然后通过数据平台可以将获取的监测数据与预先设定的各项阈值进行对比，从而根据对比可以生成分析结果，而获取的监测数据与其分析结果存储至数据库中，生成单元从数据库中调取监测数据与其分析结果进行使用，并利用报表生成工具生成数据报表，生成的数据报表可以提供给相关终端的监控人员进行查看，相关终端的监控人员不仅可以根据数据报表确定当前边坡的安全状况，还可以根据数据报表确定边坡养护和治理方案。

54、2.本发明通过预警系统对分析结果进行判断，当分析结果中某一项或者某几项监测数据超过预先设定的阈值时，发出相应的预警反馈，根据超过阈值的多少，预警可分为黄色预警、橙色预警和红色预警三种不同等级，根据不同等级的预警反馈，可以提醒相关终端的监控人员对边坡作出相应的防范措施。