用于边坡施工的预警方法及系统与流程

本技术涉及预警分析，特别是涉及用于边坡施工的预警方法及系统。

背景技术：

1、边坡在施工过程中发生垮塌、滑坡等事故会带来工程经济损失和人员伤亡。而发生事故的影响因素很多，包括自然因素和人为因素，人为因素如施工过程中的开挖、爆破、机械振动等活动可能会破坏边坡的稳定性；或边坡开挖后没有相应的防护措施，导致边坡裸露在空气中，长时间大面积受自然因素的作用，导致边坡发生物理变化，失稳垮塌。自然因素如施工期间极端天气事件，如干旱、暴雨等会影响边坡的稳定性；或边坡土质结构、岩性、风化程度等地质条件对边坡稳定性的直接影响；或开挖后土体丧失平衡力，引起滑移、倾覆；如地表水和地下水的变化，降低边坡的抗剪强度，增加边坡失稳的风险等。进而在施工过程中对边坡的监测，及时了解边坡在施工期的工作状态，能够减少不必要的损失，保证施工期工程的安全。

2、传统的方式中，一般都是在施工中和施工完成后，根据监测点的位置将监测传感器安装在边坡上，以便于在施工完成后，可以对边坡的整体稳定性进行有效分析和判断。而在边坡施工的过程中，更多是采用人工监测及分析的方式对施工中的边坡稳定性进行预警。然而，一方面，采用工监测操作存在误差大及监测频率低等问题，进而会导致边坡灾害的预警滞后；另一方面，人工监测后进行分析预警的能力有限，容易出现判断误差，影响预警反馈的准确度，存在一定的安全隐患。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够在边坡施工中提高预警监测的准确性和及时性的用于边坡施工的预警方法及系统。

2、一种用于边坡施工的预警方法，所述预警方法包括：

3、获取待施工边坡的地貌并根据历史相似地貌信息确定边坡监测点的预设安装位置；

4、在未施工的原坡的监测点的预设安装位置上设置第一监测设备，并获取所述第一监测设备监测的第一监测数据集；

5、在已施工完成的边坡的监测点的预设安装位置上设置第二监测设备，并获取所述第二监测设备监测的第二监测数据集；

6、将第一监测数据集与第一局部稳定阈值比较得到第一局部稳定程度，及将第二监测数据集与第二局部稳定阈值比较得到第二局部稳定程度；

7、根据所述第一局部稳定程度与所述第二局部稳定程度得到施工中的边坡的整体预警值。

8、在其中一个实施例中，所述将第一监测数据集与第一局部稳定阈值比较得到第一局部稳定程度，包括：

9、计算第一监测数据集中的任意两个监测数据间的协方差，并将该协方差带入第一协方差矩阵中；将第一协方差矩阵中的每个元素与第一局部稳定阈值比较得到每个元素的第一局部稳定程度；

10、所述将第二监测数据集与第二局部稳定阈值比较得到第二局部稳定程度，包括：

11、计算第二监测数据集中的任意两个监测数据间的协方差，并将该协方差带入第二协方差矩阵中；将第二协方差矩阵中的每个元素与第二局部稳定阈值比较得到每个元素的第二局部稳定程度。

12、在其中一个实施例中，所述根据所述第一局部稳定程度与所述第二局部稳定程度得到施工中的边坡的整体预警值，包括：

13、根据边坡的施工进度分别为第一局部稳定程度ri及所述第二局部稳定程度rj设置不同权重，则边坡整体预警值rt为：

14、

15、其中：ωi是第一协方差矩阵中的第i个元素的权重；ωj是第二协方差矩阵中的第j个元素的权重。

16、在其中一个实施例中，所述第一局部稳定程度ri的权重ωi满足：

17、ωi＝ω0·(1-f(p))·β·ii，

18、所述第二局部稳定程度rj的权重ωj满足：

19、ωj＝ω0·f(p)·β·ij，

20、其中：ω0是基准权重；f(p)表示施工进度影响函数；ii表示第一协方差矩阵中的第i个元素的重要性因素，ij表示第二协方差矩阵中的第j个元素的重要性因素，β是重要性的调整系数。

21、在其中一个实施例中，所述施工进度影响函数f(p)为：

22、

23、其中，p为当前施工进度；p0是一个偏移量，为施工进度中点；k为调整系数。

24、在其中一个实施例中，所述将第一监测数据集与第一局部稳定阈值比较得到第一局部稳定程度，及将第二监测数据集与第二局部稳定阈值比较得到第二局部稳定程度，之前还包括：

25、分别对第一监测数据集及第二监测数据集进行滤波处理；

26、所述计算第一监测数据集中的任意两个监测数据间的协方差，并将该协方差带入第一协方差矩阵中，之后还包括：

27、根据第i个元素的第一局部稳定程度，从第一协方差矩阵分析第i个元素的关联变化趋势，将该关联变化趋势和局部预警预设值比较，得到第一局部预警值；

28、所述计算第二监测数据集中的任意两个监测数据间的协方差，并将该协方差带入第二协方差矩阵中，之后还包括：

29、根据第j个元素的第二局部稳定程度，从第二协方差矩阵分析第j个元素的关联变化趋势，将该关联变化趋势和局部预警预设值比较，得到第二局部预警值。

30、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

31、若所述边坡整体预警值rt、所述第一局部预警值及所述第二局部预警值，只要其中之一大于危险阈值，则进行安全报警。

32、一种用于边坡施工的预警系统，所述预警系统包括：

33、监测点确定模块，所述监测点确定模块用于获取待施工边坡的地貌并根据历史相似地貌信息确定边坡监测点的预设安装位置；

34、第一获取模块，所述第一获取模块用于在未施工的原坡的监测点的预设安装位置上设置第一监测设备，并获取所述第一监测设备监测的第一监测数据集；

35、第二获取模块，所述第二获取模块用于在已施工完成的边坡的监测点的预设安装位置上设置第二监测设备，并获取所述第二监测设备监测的第二监测数据集；

36、稳定程度评估模块，所述稳定程度评估模块用于将第一监测数据集与第一局部稳定阈值比较得到第一局部稳定程度，及将第二监测数据集与第二局部稳定阈值比较得到第二局部稳定程度；

37、预警值评估模块，所述预警值评估模块用于根据所述第一局部稳定程度与所述第二局部稳定程度得到施工中的边坡的整体预警值。

38、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。

39、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

40、上述用于边坡施工的预警方法及系统，通过根据待施工边坡的地貌与历史相似地貌信息确定边坡监测点的预设安装位置，在施工过程中，边坡从上往下逐级加工，先在未施工的原坡的监测点的预设安装位置上设置第一监测设备，在已施工完成的边坡的监测点的预设安装位置上设置第二监测设备，分别获取第一监测设备监测的第一监测数据集及第二监测设备监测的第二监测数据集，将第一监测数据集与第一局部稳定阈值比较得到第一局部稳定程度，及将第二监测数据集与第二局部稳定阈值比较得到第二局部稳定程度；根据第一局部稳定程度与第二局部稳定程度得到施工中的边坡的整体预警值。上述预警方法中通过同时监测边坡已施工完成区域和未施工区域的稳定性，进而综合分析得到当前边坡的整体稳定性，对边坡的预警监测更加准确。上述预警方法可减少传统人工检测过程中的误差和人力使用量，通过第一监测设备与第二监测设备可以在恶劣的作业环境下实时采集数据，降低采用人工监测操作存在的误差大和监测频率低等问题，便于及时反馈施工中边坡的稳定性。