自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括地理信息收集模塊、三維建模模塊、方案選擇模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、統(tǒng)計分析模塊、預(yù)警模塊，地理信息收集模塊用于采集監(jiān)測區(qū)域c的地理位置信息，生成GIS數(shù)據(jù)模型，三維建模模塊用于根據(jù)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的圖片，生成監(jiān)測區(qū)域的三維模型，方案選擇模塊用于根據(jù)監(jiān)測區(qū)域的實地資料、GIS數(shù)據(jù)模型、監(jiān)測區(qū)域的三維模型，確定邊坡類型、滑坡風(fēng)險，確定監(jiān)測點、監(jiān)測方案、預(yù)警方案，數(shù)據(jù)采集模塊布設(shè)于監(jiān)測點，用于采集監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析模塊用于根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，處理生成各項統(tǒng)計數(shù)據(jù)，預(yù)警模塊根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)，確定預(yù)警模型、預(yù)警等級、處置方案。本發(fā)明可有效降低滑坡等風(fēng)險。
【專利說明】
自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)譬系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，屬于水利水電工程技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 邊坡是天然岸(斜)坡和人工邊坡的統(tǒng)稱。在一定的地形、地質(zhì)條件下的邊坡，由于 外界因素的變化(如坡面植被破壞、長期受水浸潤、切坡或堆載等），破壞了原有的力學(xué)平衡 條件，使邊坡上的不穩(wěn)定體在自重或其他荷載的共同作用下，沿著一定的相對軟弱面(帶） 作整體的、緩慢的、間歇性的有時甚至是突發(fā)性的向下滑動的不良地質(zhì)現(xiàn)象，即滑坡現(xiàn)象。 滑坡發(fā)生時，可W會導(dǎo)致人員死亡、交通中斷、河道堵塞、廠礦城鎮(zhèn)被掩埋、水巧潰決、工程 建設(shè)受阻等各種危害，對人類的生命財產(chǎn)帶來巨大的威脅。
[0003] 為應(yīng)對滑坡與邊坡失穩(wěn)，目前較為有效的方法有：（1)利用現(xiàn)有的監(jiān)測儀器（引伸 計、量坡儀等），對目標進行監(jiān)測和早期預(yù)警，然而，在潛在滑動面未知的情況下，要達到有 效監(jiān)測±體狀態(tài)的目的，須將監(jiān)測儀器布滿整個監(jiān)測區(qū)域，成本巨大且有效的監(jiān)測儀器有 限，造成成本和資源的嚴重浪費；（2)通過理論計算，對所有可能的滑動面進行邊坡穩(wěn)定性 分析，得到其安全系數(shù)，并確定安全系數(shù)最小的臨界滑動面;運種方法僅適用于特定工程的 特定滑動面，W現(xiàn)有的潛在滑動面勘察及分析手段，對一定區(qū)域內(nèi)所有可能的滑動面進行 判定和穩(wěn)定性計算尚難W實現(xiàn)，同時，不同條件下（如:暴雨、地震和施工等)滑坡的穩(wěn)定性 可能存在較大差異，具體情況需分類討論，因此該方法在不同工程使用過程中不具有復(fù)制 性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于上述原因，本發(fā)明的目的在于提供一種自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警 系統(tǒng)，能夠?qū)吰路€(wěn)定進行智能監(jiān)測和預(yù)警，可普遍適用于各種邊坡條件，有效降低滑坡等 風(fēng)險。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0006] -種自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括地理信息收集模塊、=維建 模模塊、方案選擇模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、統(tǒng)計分析模塊、預(yù)警模塊，
[0007] 該地理信息收集模塊，用于采集監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的地理位置信息，生成GIS數(shù)據(jù)模型， [000引該=維建模模塊，用于根據(jù)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的圖片，生成監(jiān)測區(qū)域的=維模型，
[0009] 該方案選擇模塊，用于根據(jù)監(jiān)測區(qū)域的實地資料、該GIS數(shù)據(jù)模型、該監(jiān)測區(qū)域的 =維模型，確定邊坡類型、滑坡風(fēng)險，確定監(jiān)測點、監(jiān)測方案、預(yù)警方案，
[0010] 數(shù)據(jù)采集模塊，布設(shè)于該監(jiān)測點，用于采集監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)，
[0011] 統(tǒng)計分析模塊，用于根據(jù)該數(shù)據(jù)采集模塊采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)，處理生成各項統(tǒng)計數(shù) 據(jù)，
[0012] 該預(yù)警模塊，根據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析模塊生成的統(tǒng)計數(shù)據(jù)， 確定預(yù)警模型、預(yù)警等級、處置方案。
[00U]進一步的，
[0014] 自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，還包括決策服務(wù)模塊，用于提供決策 服務(wù)信息，包括向相關(guān)人員發(fā)送預(yù)警信息，顯示監(jiān)測點的預(yù)警信息。
[0015] 所述生成監(jiān)測區(qū)域的=維模型的方法是，根據(jù)所述監(jiān)測區(qū)域的照片、地理位置信 息，構(gòu)建適于=維建模軟件處理的貼圖素材，W該貼圖素材為基礎(chǔ)，將近似頂點不斷重疊， 形成閉合空間，生成所述監(jiān)測區(qū)域的=維模型。
[0016] 所述方案選擇模塊，根據(jù)專家系統(tǒng)選擇邊坡類型和滑坡風(fēng)險類型，所述預(yù)警模塊 根據(jù)專家系統(tǒng)確定預(yù)警等級、處置方案。
[0017] 所述數(shù)據(jù)采集模塊包括主控忍片、數(shù)據(jù)傳輸單元、監(jiān)測儀器、供電單元，監(jiān)測儀器 的數(shù)據(jù)輸出端與該主控忍片的數(shù)據(jù)輸入端相連接，該主控忍片的I/O端與該數(shù)據(jù)傳輸單元 相連接，該供電單元與該主控忍片的電源端相連接，監(jiān)測儀器根據(jù)所述監(jiān)測點的監(jiān)測項目 和監(jiān)測要求配置。
[0018] 所述統(tǒng)計分析模塊根據(jù)所述監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成各監(jiān)測量的統(tǒng)計圖表、分析邊坡變形 過程與各因素的相關(guān)性、分離邊坡變形的各分量、繪制實測值與數(shù)值計算值的對比曲線圖。
[0019] 所述預(yù)警模型包括兩種，一種是獲得所述監(jiān)測數(shù)據(jù)后立即進行統(tǒng)計分析，并備案 與上報，另一種是將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理后，利用人工智能模型進行分析與評價。
[0020] 所述地理信息收集模塊包括3S系統(tǒng)。
[0021] 所述GIS數(shù)據(jù)模型包括監(jiān)測區(qū)域內(nèi)邊坡的空間分布=維模型、監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的交通 信息，所述監(jiān)測點的具體位置信息。
[0022] 所述監(jiān)測儀器包括溫度傳感器、MEMS傾斜儀、坡面穩(wěn)定檢測儀、體積含水量傳感 器、水準儀、位移計、測縫計、水位計、壓力計、測力計等。
[0023] 本發(fā)明的優(yōu)點是：
[0024] 1、通過多信息收集、融合與處理，對邊坡(±坡、巖坡、泥石流、擋±墻等)穩(wěn)定進行 全智能在線監(jiān)測和預(yù)警，提供有針對性的預(yù)警方案，可有效降低滑坡風(fēng)險；
[0025] 2、普遍適用于各種邊坡條件，能夠根據(jù)實際的邊坡條件，提供適用的監(jiān)測方案和 預(yù)警方案，適用性強；
[0026] 3、系統(tǒng)建成后，無需進行系統(tǒng)改造升級，即可根據(jù)需要自適應(yīng)擴展增加監(jiān)測點，擴 展性強。
【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)組成框圖。
[0028] 圖2是本發(fā)明于一具體實施例中的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖3是本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集模塊的結(jié)構(gòu)組成框圖。
[0030] 圖4是本發(fā)明的系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理的流程示意圖。
[0031] 圖5是本發(fā)明的系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、預(yù)警管理的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0032] W下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
[0033] 圖I是本發(fā)明的系統(tǒng)組成框圖，圖2是本發(fā)明于一具體實施例中的拓撲結(jié)構(gòu)示意 圖，如圖所示，本發(fā)明公開的自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括地理信息收集 模塊、=維建模模塊、方案選擇模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、統(tǒng)計分析模塊、預(yù)警模塊、決策服務(wù)模 塊等，
[0034] 如圖2所示，地理信息收集模塊包括3S系統(tǒng)，即地理信息系統(tǒng)l(GIS:Geography Information System)、遙感系統(tǒng)（RS，Remote Sensing System)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)2(GPS， Global化sitioning System)(或北斗衛(wèi)星系統(tǒng)3)，利用3S系統(tǒng)建立監(jiān)測區(qū)域的GIS數(shù)據(jù)模 型，該GIS數(shù)據(jù)模型包括監(jiān)測區(qū)域內(nèi)邊坡的空間分布=維模型、監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的交通信息，在 該邊坡的空間分布S維模型上顯示有監(jiān)測點的具體位置信息；
[0035] =維建模模塊，W移動終端(如智能手機6等)于監(jiān)測區(qū)域?qū)嵉囟嘟嵌扰臄z的照片、 遙感系統(tǒng)(如無人機4)或GE軟件(google earth虛擬地球儀軟件)采集的監(jiān)測區(qū)域的照片、 GPS系統(tǒng)采集的地理位置信息等為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，進行S維建模，具體方法是，W采集的照片創(chuàng) 建貼圖素材、地理位置(貼圖素材中的貼圖具有地理位置、創(chuàng)建時間等信息)等，生成適于S 維建模軟件5(如3ds max、Maya、LightWave 3D和Softimage I 3D等）處理的貼圖素材庫，在貼 圖素材的基礎(chǔ)上將近似頂點不斷重疊，最終形成閉合空間，生成監(jiān)測區(qū)域的=維模型7;若 采集的圖片信息足夠完整，=維建模的時間將大大縮減，可提高工程效率。
[0036] 其中，該監(jiān)測區(qū)域的S維模型，能夠?qū)崿F(xiàn)W下功能：
[0037] ①真實反映邊坡當(dāng)前的變形等狀態(tài)，效果逼真、美觀，可動態(tài)演示整個邊坡變化過 程效果；
[0038] ②在實時模擬邊坡的基礎(chǔ)上，模型可任意剖切，剖面模型中可W表達地層地質(zhì)分 界、動態(tài)地下水位、支護措施等信息，實現(xiàn)邊坡賦存環(huán)境的可視化表達與查詢，也為其它計 算模塊提供基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)支持；
[0039] ③可實現(xiàn)地理信息收集模塊中各系統(tǒng)的設(shè)計布置位置，實現(xiàn)工程信息的實時可視 化管理，監(jiān)測數(shù)據(jù)信息的集成管理及可視化查詢提供模型支持。
[0040] 方案選擇模塊，根據(jù)實地考察資料、邊坡的相關(guān)設(shè)計資料、生成的GIS數(shù)據(jù)模型、監(jiān) 測區(qū)域的=維模型，確定邊坡類型和滑坡風(fēng)險，并根據(jù)邊坡類型確定相應(yīng)的監(jiān)測方案和預(yù) 警模型；具體是，在上述已知各項資料和已建立模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)已有的專家系統(tǒng)選擇邊 坡類型和滑坡風(fēng)險類型，該專家系統(tǒng)包括工程案例庫、專家知識庫、應(yīng)急方法庫、推理機等；
[0041] 邊坡類型包括±質(zhì)邊坡(粘性±邊坡、黃±邊坡、膨脹±邊坡、堆積±邊坡、填±邊 坡等）、巖質(zhì)邊坡(整體狀/巨塊狀邊坡、塊狀邊坡、層狀邊坡、碎裂狀邊坡、散體狀邊坡等）、 巖±混合邊坡等?；嘛L(fēng)險類型按滑坡體的體積劃分為:滑坡體積小于IOX IO4立方米的小 型滑坡，滑坡體積為10 XIO4~100 X IO4立方米的中型滑坡，滑坡體積為100 X IO4~1000 X IO4立方米的大型滑坡，滑坡體體積大于1000 XIO4立方米的特大型滑坡/巨型滑坡;按滑坡 的滑動速度劃分為:蠕動型滑坡(通過專用儀器觀測才能發(fā)現(xiàn)其運動），慢速滑坡(每天滑動 數(shù)厘米至數(shù)十厘米，憑肉眼可直接觀察到其運動），中速滑坡（每小時滑動數(shù)十厘米至數(shù) 米），高速滑坡(每秒滑動數(shù)米至數(shù)十米）；按滑坡體的度物質(zhì)組成及滑坡與地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系劃 分為:覆蓋層滑坡(包括粘性±滑坡、黃±滑坡、碎石滑坡、風(fēng)化殼滑坡等），基巖滑坡(包括 均質(zhì)滑坡、順層滑坡、切層滑坡等），順層滑坡，又可分為沿層面滑動或沿基巖面滑動的滑 坡，特殊滑坡(包括融凍滑坡、陷落滑坡)等。
[0042] 例如，對高50米、寬20米的±石邊坡，可選擇如下=種監(jiān)測方案：
[0043] 方案1:受預(yù)算等條件的限制，于滑坡體底部設(shè)置一個監(jiān)測點，將數(shù)據(jù)采集模塊布 設(shè)于該監(jiān)測點，該數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)置有MEMS傾斜儀，MEMS傾斜儀通過角鋼插設(shè)于監(jiān)測點的 ±體中。滑坡即將發(fā)生時運部分±體受到擠壓，插入地下的角鋼因此被推倒，角鋼上的MEMS 傾斜儀測得的傾角變化最大;為使測得的數(shù)據(jù)更具代表性，可沿橫向相隔1~2米插入兩根 角鋼，兩根角鋼通過角鋼橫梁連接，將MEMS傾斜儀設(shè)置于角鋼橫梁上;為更好的預(yù)警滑坡發(fā) 生情況，該數(shù)據(jù)采集模塊還可設(shè)置上壤水分計，用于監(jiān)測上壤汗水飽和度數(shù)據(jù)。
[0044] 方案2:于滑坡體的頂部和底部各設(shè)置一個監(jiān)測點，將數(shù)據(jù)采集模塊布設(shè)于該兩個 監(jiān)測點，該數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)置有MEMS傾斜儀，MEMS傾斜儀分別通過角鋼插設(shè)于兩個監(jiān)測點 的±體中。一般說來，滑坡底部的±體由于角鋼被推擠，傾角變化最大，滑坡頂部的±體在 下滑過程中受到張拉，位移變化大，但傾角變化相對較小，為提高數(shù)據(jù)采集模塊的監(jiān)測靈敏 度，對于滑坡頂部的數(shù)據(jù)采集模塊，沿滑坡方向相隔1~2米插入兩根長度不一的角鋼，靠坡 上的一根較短且插入較淺，靠坡下的一根較長且插入較深，兩根角鋼通過角鋼橫梁連接， MEMS傾斜儀設(shè)置于角鋼橫梁上，當(dāng)±體受到張拉產(chǎn)生位移時，較短的角鋼鋼粧被拉動，產(chǎn)生 更大的傾角變化，提高了 MEMS傾斜儀的檢測靈敏度;為更好的預(yù)警滑坡發(fā)生情況，該數(shù)據(jù)采 集模塊還可設(shè)置伸縮儀，用于測量滑坡裂縫。
[0045] 方案3:若滑坡體較寬或者形狀復(fù)雜，可于滑坡底部、頂部各設(shè)置一個監(jiān)測點，同時 增設(shè)一個輔助監(jiān)測點，W便全面把握滑坡體的動向。輔助監(jiān)測點可根據(jù)邊坡的具體情況靈 活設(shè)置，一般情況下可設(shè)于邊坡中央，若邊坡底部較寬，也可設(shè)于邊坡底部，若邊坡頂部情 況較為復(fù)雜，則設(shè)于邊坡頂部。
[0046] 根據(jù)確定的監(jiān)測方案，于確定的監(jiān)測點布設(shè)數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集邊坡上監(jiān)測 點的各項監(jiān)測數(shù)據(jù)。如圖2、3所示，數(shù)據(jù)采集模塊15包括本體、安裝于本體中的主控忍片10、 各種監(jiān)測儀器(例如布設(shè)于不穩(wěn)定層14的體積含水量傳感器12，MEMS傾斜儀13等）、數(shù)據(jù)傳 輸單元9(有線或無線傳輸單元）、太陽能電池8、蓄電池11等，數(shù)據(jù)傳輸單元與主控忍片的1/ 0端相連接，太陽能電池、蓄電池與主控忍片的電源端相連接，光照條件良好情況下，由太陽 能電池為數(shù)據(jù)采集模塊供電，同時為蓄電池充電，光照條件差情況下，由蓄電池為數(shù)據(jù)采集 模塊供電，各數(shù)據(jù)采集模塊獨立工作，互不影響；根據(jù)不同監(jiān)測點的監(jiān)測項目和監(jiān)測要求， 數(shù)據(jù)采集模塊的監(jiān)測儀器可W包括溫度傳感器、MEMS傾斜儀、坡面穩(wěn)定檢測儀、體積含水量 傳感器、水準儀、位移計、測縫計、水位計、壓力計、測力計等等，各種檢測儀器采集的數(shù)據(jù)信 號均傳輸給主控忍片，由主控忍片對采集的各項數(shù)據(jù)進行處理后傳輸至后臺服務(wù)器17。
[0047]
[004引如表1所示，于一具體實施例中，邊坡的監(jiān)測項目主要包括變形監(jiān)測、應(yīng)變監(jiān)測、滲 流監(jiān)測、地應(yīng)力監(jiān)測、環(huán)境量監(jiān)測、錯索受力監(jiān)測、預(yù)應(yīng)力錯桿受力監(jiān)測、非預(yù)應(yīng)力錯桿監(jiān) 、抗滑粧監(jiān)測等，為實現(xiàn)上述各監(jiān)測項目的監(jiān)測，設(shè)置了各種監(jiān)測儀器。如圖4所示，各監(jiān) 測儀器采集的各項監(jiān)測數(shù)據(jù)，傳輸給主控忍片，數(shù)據(jù)采集模塊的主控忍片接收各監(jiān)測儀器 采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對各項監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理后經(jīng)無線傳輸單元傳輸至后臺服務(wù)器，W進行 進一步分析與處理。
[0049] 后臺服務(wù)器接收數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)母黜棻O(jiān)測數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析模塊根據(jù)監(jiān)測點的 各項監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行處理、統(tǒng)計分析;繪制并經(jīng)顯示器18顯示各監(jiān)測量的統(tǒng)計圖表19,如變 形過程線、雨量柱狀圖、立維數(shù)值云圖等典型圖表，利用一優(yōu)化計算模型分析同一邊坡不同 監(jiān)測點變形過程的相關(guān)性W及變形與降雨、氣溫等因素的相關(guān)性，分離邊坡變形的分量特 別是變形時效分量，為滑坡預(yù)警提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ);通過提取與指定監(jiān)測點和監(jiān)測項對應(yīng)的分 析計算結(jié)果，實現(xiàn)與監(jiān)測量曲線的可視化對比、查詢與輸出（例如錯索受力測力計與數(shù)值計 算錯索受力的對比曲線圖等），針對產(chǎn)生對比結(jié)果的原因進行指標分析，便于施工管理人員 參考判斷;繪制的圖形圖表可自動生成、輸出，如生成各分量變化過程、趨勢圖、變化速率圖 W及相應(yīng)的空間分布和時間分布圖等，輸出指定格式(如.doc格式、.Xls格式和.txt格式文 件)的各類報表，能夠與數(shù)值分析的相應(yīng)結(jié)果進行對比，分析差異及其產(chǎn)生原因。
[0050] 預(yù)警模塊，用于監(jiān)測、判斷監(jiān)測區(qū)域內(nèi)邊坡的穩(wěn)定情況，形成預(yù)警方案。如圖5所 示，依據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析模塊的統(tǒng)計分析結(jié)果，自動識別異常的監(jiān) 測數(shù)據(jù)，按照預(yù)警模型及相應(yīng)的預(yù)設(shè)闊值，對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)邊坡的預(yù)警等級進行實時判別，同 時給出預(yù)警信息和處置方案。具體的說，
[0051] 預(yù)警模型選擇時對各監(jiān)測項目的監(jiān)測量進行相關(guān)性偶聯(lián)智能分析，進行兩個層次 的數(shù)據(jù)處理:①獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)后立即處理，運用數(shù)理統(tǒng)計模型(直線回歸、多元線性回歸等） 進行統(tǒng)計分析和相關(guān)性分析、對比分析，有無異常都及時進行備案和上報技術(shù)負責(zé)人，W作 為正常的工程情報;②將監(jiān)測數(shù)據(jù)進行一定處理后(如插值、數(shù)據(jù)綜合等），利用人工智能模 型巧持向量機、BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等)進行危害性分析、成因分析W及綜合性評價等，進一步 了解邊坡的安全現(xiàn)狀W及發(fā)展趨勢。
[0052] 實時判別邊坡的預(yù)警等級。預(yù)警等級劃分時，首先分析各種因素對邊坡安全的影 響程度，然后運用綜合評判法、突變論方法及專家確定法等對單一影響因素和邊坡整體安 全性確定無警和有警的臨界值，然后進一步確定其他既定的警度限值。
[0053] 處置方案即警情應(yīng)對通過專家系統(tǒng)實現(xiàn)，通過廣泛收集國內(nèi)外工程邊坡的失事案 例，構(gòu)建完善的工程案例庫作為專家系統(tǒng)進行邊坡警情應(yīng)對的決策基礎(chǔ)。同時，將收集到的 工程案例進行有效信息的提取，依據(jù)工程概況、誘因、處理方式、損失等進行信息歸整和分 類，分別存入專家系統(tǒng)知識庫和方法庫。搭建專家系統(tǒng)推理機，對常見邊坡工程問題進行專 家系統(tǒng)直接判別解決，W實現(xiàn)邊坡警情的快速準確處理，對不同的邊坡警情制定相應(yīng)的應(yīng) 急預(yù)案。
[0054] 決策服務(wù)模塊，為系統(tǒng)的管理人員，提供決策服務(wù)信息。將預(yù)警信息和相應(yīng)處置方 案，按照預(yù)設(shè)的風(fēng)險等級和相應(yīng)權(quán)限發(fā)送至相應(yīng)人員的移動終端(如手機20等），同時可于 GIS數(shù)據(jù)模型上，顯示各監(jiān)測點的預(yù)警等級信息，顯示監(jiān)測區(qū)域內(nèi)邊坡的S維模型、監(jiān)測點 位置、監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計圖表等信息，顯示監(jiān)測點的監(jiān)測過程變化曲線與該區(qū)域預(yù)警模型等 信息。
[0055] 本發(fā)明的自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，是結(jié)合計算機技術(shù)、自動化 技術(shù)、信息融合技術(shù)等，通過多信息采集、融合、處理、預(yù)警，實現(xiàn)適于不同邊坡條件的邊坡 穩(wěn)定智能監(jiān)測和預(yù)警，能夠及時提供有針對性的預(yù)警方案，有效降低滑坡等風(fēng)險，且對于不 同的工程，可自適應(yīng)擴展監(jiān)測點，自適應(yīng)選擇合適的監(jiān)測方案及預(yù)警方案，適用性和擴展性 強。
[0056] W上所述是本發(fā)明的較佳實施例及其所運用的技術(shù)原理，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員 來說，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變 換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括地理信息收集模塊、三 維建模模塊、方案選擇模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、統(tǒng)計分析模塊、預(yù)警模塊， 該地理信息收集模塊，用于采集監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的地理位置信息，生成GIS數(shù)據(jù)模型， 該三維建模模塊，用于根據(jù)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的圖片，生成監(jiān)測區(qū)域的三維模型， 該方案選擇模塊，用于根據(jù)監(jiān)測區(qū)域的實地資料、該GIS數(shù)據(jù)模型、該監(jiān)測區(qū)域的三維 模型，確定邊坡類型、滑坡風(fēng)險，確定監(jiān)測點、監(jiān)測方案、預(yù)警方案， 數(shù)據(jù)采集模塊，布設(shè)于該監(jiān)測點，用于采集監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)， 統(tǒng)計分析模塊，用于根據(jù)該數(shù)據(jù)采集模塊采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)，處理生成各項統(tǒng)計數(shù)據(jù)， 該預(yù)警模塊，根據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析模塊生成的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，確定 預(yù)警模型、預(yù)警等級、處置方案。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，還包 括決策服務(wù)模塊，用于提供決策服務(wù)信息，包括向相關(guān)人員發(fā)送預(yù)警信息，顯示監(jiān)測點的預(yù) 警信息。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于， 所述生成監(jiān)測區(qū)域的三維模型的方法是，根據(jù)所述監(jiān)測區(qū)域的照片、地理位置信息，構(gòu)建適 于三維建模軟件處理的貼圖素材，以該貼圖素材為基礎(chǔ)，將近似頂點不斷重疊，形成閉合空 間，生成所述監(jiān)測區(qū)域的三維模型。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述 方案選擇模塊，根據(jù)專家系統(tǒng)選擇邊坡類型和滑坡風(fēng)險類型，所述預(yù)警模塊根據(jù)專家系統(tǒng) 確定預(yù)警等級、處置方案。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述 數(shù)據(jù)采集模塊包括主控芯片、數(shù)據(jù)傳輸單元、監(jiān)測儀器、供電單元，監(jiān)測儀器的數(shù)據(jù)輸出端 與該主控芯片的數(shù)據(jù)輸入端相連接，該主控芯片的I/O端與該數(shù)據(jù)傳輸單元相連接，該供電 單元與該主控芯片的電源端相連接，監(jiān)測儀器根據(jù)所述監(jiān)測點的監(jiān)測項目和監(jiān)測要求配 置。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述 統(tǒng)計分析模塊根據(jù)所述監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成各監(jiān)測量的統(tǒng)計圖表、分析邊坡變形過程與各因素 的相關(guān)性、分離邊坡變形的各分量、繪制實測值與數(shù)值計算值的對比曲線圖。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述 預(yù)警模型包括兩種，一種是獲得所述監(jiān)測數(shù)據(jù)后立即進行統(tǒng)計分析，并備案與上報，另一種 是將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理后，利用人工智能模型進行分析與評價。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述 地理信息收集模塊包括3S系統(tǒng)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述 GIS數(shù)據(jù)模型包括監(jiān)測區(qū)域內(nèi)邊坡的空間分布三維模型、監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的交通信息，所述監(jiān)測 點的具體位置信息。10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的自適應(yīng)擴展的邊坡穩(wěn)定智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所 述監(jiān)測儀器包括溫度傳感器、MEMS傾斜儀、坡面穩(wěn)定檢測儀、體積含水量傳感器、水準儀、位 移計、測縫計、水位計、壓力計、測力計等。
【文檔編號】G08B21/10GK105957311SQ201610379500
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】劉毅, 張龑, 魏魯雙, 張國新, 盧正超, 宋磊, 黎利兵, 姜云輝, 范哲, 李松輝, 張磊, 劉有志, 商峰, 孫偉, 李玥
【申請人】中國水利水電科學(xué)研究院