一种用于地质灾害的预警系统及预警方法与流程

本发明涉及地质灾害监测，尤其涉及一种用于地质灾害的预警系统及预警方法。

背景技术：

1、地质灾害监测技术是用于实时或定期监测地球表面或近地表地质结构变化的一系列方法和设备，旨在预防和减少地质灾害带来的损失。这些技术通过长期观察地质活动的迹象，提供早期预警，为灾害管理、风险评估和应急响应提供数据支持，而岩体崩塌作为我国常见的一种地质灾害，大型危岩崩塌成因复杂，分布范围广，隐蔽性和突发性强，危害性大，其早期预警一直难以实现。

2、当前在大型危岩体崩塌灾害的预警领域，预警模式多采用阈值预警模型，由于缺少对岩体的物理力学特征与动态稳定性等的科学判断，经常发生误报漏报，且传统监测指标不能满足大型危岩体崩塌灾害的早期预警需要，岩块体崩塌多是岩桥结构面粘结程度不断降低而最终导致的动力破坏，在这个变化过程中，传统的应力应变静力学指标与环境量指标监测在预警时效性与准确性方面具有一定局限。

3、因此，有必要提供一种新的用于地质灾害的预警系统及预警方法解决上述技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种用于地质灾害的预警系统及预警方法。

2、本申请第一方面提供的用于地质灾害的预警系统采用如下的技术方案：

3、一种用于地质灾害的预警系统包括：

4、数据采集模块，用于实时采集检测区域内原始的地质参数和环境数据，并将其传输至数据数据预处理模块；

5、数据预处理模块，用于对数据采集模块传输的数据预处理并传输至数据存储与管理模块；

6、数据存储与管理模块，用于接收并存储数据采集模块传输数据；

7、数据分析与处理模块，用于调用数据存储与管理模块内的地质参数和环境数据，建立预警模型，计算及判断是否接近或达到分离破坏的临界状态结果，得出的经验阈值，设定固有振动频率分离阶段预警阈值，并进行基于分离破坏前兆识别的早期预警；

8、预警信息发布模块，用于根据数据分析与处理模块的分析结果和预设阈值，实时计算并触发预警信号；

9、监控模块，用于为管理人员提供可视化界面，实时展示数据存储与管理模块的数据以及预警信息发布模块的分析结果和触发预警的信号。

10、进一步地，数据采集模块采集的数据包括采集物理属性数据的岩体参数测定仪以及采集地质环境参数的振动传感器、位移传感器及气象监测设备。

11、进一步地，数据存储与管理模块可对数据进行整合，建立历史灾害数据集。

12、进一步地，岩体参数测定仪用于获取岩块质量，振动传感器、位移传感器及气象监测设备用于采集岩体的坡度、监测点的振动频率数据及位移数据。

13、进一步地，历史灾害数据集通过分析历史灾害发生的时间序列数据，识别灾害发生的季节性、周期性规律以及随时间的演变趋势；

14、进一步地，历史灾害数据集通过聚类分析或时间序列分析方法，识别不同灾害类型的典型特征和模式。

15、本申请第二方面提供的一种用于地质灾害的预警方法采用如下的技术方案：

16、s01、数据采集与预处理：在检测区域内安装数据采集模块的振动传感器、位移传感器及气象监测设备，实时监测岩体的振动频率、位移、坡度的数据，使用数据采集模块的岩体参数测定仪采集检测区域内的岩块样本进行检测，得出岩块质量，数据预处理模块对收集到的数据进行预处理并存储至数据存储与管理模块；

17、s02、参数计算与稳定性评估：数据分析与处理模块针对数据存储与管理模块的数据对滑移型危岩体崩塌破坏失稳判据；

18、s03、预警阈值设定与监测：当岩块体由稳定阶段进入分离阶段摩擦力开始大于0，且固有振动频率满足下式时，则触发分离破坏前兆预警：

19、

20、根据上述公式，建立固有振动频率分离阶段预警阈值，并持续监控岩体的振动频率，与预警阈值进行对比，一旦监测到的频率接近或低于预警阈值，立即触发预警信号；

21、s04、预警发布与响应：预警信息发布模块识别到达到预警条件时及时向相关部门和当地居民发布预警信息；

22、s05、后期分析与研究：预警信息发布模块对每次预警后的实际崩塌事件详细记录，并分析预警的提前时间、实际崩塌情况与预警模型的吻合度，根据实测数据和灾害案例分析，对预警模型进行持续优化，并显示于监控模块。

23、进一步地，步骤s04预警发布与响应发布预警信息的方式包括短信、电子邮件以及广播。

24、进一步地，步骤s04预警发布与响应还包括应急预案，应急预案包括人员疏散、交通管制、救援队伍待命措施。

25、与相关技术相比较，本发明提供的用于地质灾害的预警系统及预警方法具有如下有益效果：

26、1、该地质灾害预警系统及预警方法，系统采用高性能数据采集模块，实时捕获包括岩体微动、应力变化、环境参数在内的多元化数据，确保数据的全面性和实时性，通过引入动态数据分析模型，系统能够细致捕捉岩桥结构面粘结程度的微妙变化，从根本上解决了传统静力学指标监测的滞后问题，为滑移型危岩体的动态稳定性评估提供了强有力的实时数据支持。

27、2、预警系统深入融合地质力学原理与现代数据分析技术，通过对岩体物理力学特性的深度解析，实现了对岩体动态稳定性更为科学的判断，不仅减少了传统阈值预警模型的误报和漏报现象，还极大提高了预警的针对性和可靠性，确保了预警信号的精确性。

28、3、系统综合考虑多源数据，构建了多维度的风险评估模型，不仅考虑物理参数变化，还融合了环境因素对岩体稳定性的影响，提供了一个全面且综合的预警视角，这种综合评估机制，有效提升了预警的全面性和精确度，确保在滑移型危岩体崩塌破坏的早期阶段就能发出准确预警，为应急响应争取了宝贵时间。

技术特征：

1.一种用于地质灾害的预警系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于地质灾害的预警系统，其特征在于，数据采集模块采集的数据包括采集物理属性数据的岩体参数测定仪以及采集地质环境参数的振动传感器、位移传感器及气象监测设备。

3.根据权利要求1所述的用于地质灾害的预警系统，其特征在于，数据存储与管理模块可对数据进行整合，建立历史灾害数据集。

4.根据权利要求2所述的用于地质灾害的预警系统，其特征在于，岩体参数测定仪用于获取岩块质量，振动传感器、位移传感器及气象监测设备用于采集岩体的坡度、监测点的振动频率数据及位移数据。

5.根据权利要求3所述的用于地质灾害的预警系统，其特征在于，历史灾害数据集通过分析历史灾害发生的时间序列数据，识别灾害发生的季节性、周期性规律以及随时间的演变趋势。

6.根据权利要求5所述的用于地质灾害的预警系统，其特征在于，历史灾害数据集通过聚类分析或时间序列分析方法，识别不同灾害类型的典型特征和模式。

7.一种用于执行权利要求1-6任一项所述的地质灾害的预警系统的预警方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤；

8.根据权利要求7所述的用于地质灾害的预警系统，其特征在于，步骤s04预警发布与响应发布预警信息的方式包括短信、电子邮件以及广播。

9.根据权利要求8所述的用于地质灾害的预警系统，其特征在于，步骤s04预警发布与响应还包括应急预案，应急预案包括人员疏散、交通管制、救援队伍待命措施。

技术总结本发明提供一种用于地质灾害的预警系统及预警方法，涉及地质灾害监测技术领域，包括数据采集模块、数据预处理模块、数据存储与管理模块、数据分析与处理模块、预警信息发布模块以及监控模块，该地质灾害预警系统及预警方法，系统采用高性能数据采集模块，实时捕获包括岩体微动、应力变化、环境参数在内的多元化数据，确保数据的全面性和实时性，通过引入动态数据分析模型，系统能够细致捕捉岩桥结构面粘结程度的微妙变化，从根本上解决了传统静力学指标监测的滞后问题，为滑移型危岩体的动态稳定性评估提供了强有力的实时数据支持。技术研发人员：吴问丹,李猛,时皓,吕青,郑基滋,张玉淑受保护的技术使用者：中化地质矿山总局浙江地质勘查院技术研发日：技术公布日：2024/12/2