一种山体滑坡超声监测预警系统

1.本发明属于山体滑坡监测技术领域，具体是一种山体滑坡超声监测预警系统。


背景技术：

2.山体滑坡是指山体斜坡上某一部分岩土在重力(包括岩土本身重力及地下水的动静压力)作用下，沿着一定的软弱结构面产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动的作用和现象。
3.专利公开号为cn113393645b的发明公开了一种山体滑坡超声监测预警系统,包括：设于山体内的感应件，通过感应件的形变程度来监测山体滑坡；与所述感应件配合的超声应力测量模块，用于采集和处理感应件的数据来获得形变程度判定值b并通过形变程度判定值判定山体滑坡情况；云端服务器，用于接收超声应力测量模块的检测判定结果；通讯模块，用于将超声应力测量模块的检测结果传输到云端服务器；所述感应件包括感应件主体和设于所述感应件主体上的多个尾翼。
4.山体滑坡在进行超声监测时，一般根据山体表面的形变参数，来判定对应的山体是否存在滑坡风险，此种方式，并未对山体内部的情况进行充分了解，虽然检测的准确度能得到保障，但并不能做到提前预警的方式，若提前分析山体内活动水的具体流动状态，便能做到提前预警的效果，以此提升超声监测效果。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种山体滑坡超声监测预警系统，用于解决并未对山体内部的情况进行充分监测分析的技术问题。
6.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种山体滑坡超声监测预警系统，包括声波监测端以及监测管理中心；
7.所述监测管理中心包括波动模型构建单元、水源体积确认单元、自适应分析单元、力度分析单元、受力区域监测单元以及自适应预警单元；
8.所述声波监测端，发出对应的超声波，对存在地下水活动区域的山体进行声波监测，并将监测过程中所产生的声波监测数据传输至监测管理中心内；
9.所述波动模型构建单元，根据所接收的声波监测数据，直接根据声波监测数据进行建模处理，构建对应监测数据的地下水波动模型，并将所构建的地下水波动模型传输至自适应分析单元内；
10.所述自适应分析单元，限定一组监测周期，对此监测周期内所出现的若干个地下水波动模型进行确认，具体方式为：
11.限定监测周期t，其中t为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，获取位于此监测周期t内所构建的若干个地下水波动模型；
12.并从地下水波动模型内，确认对应的峰值点以及低谷点，其中峰值点为此模型内
最高的一组点位，低谷点为此模型内最低的一组点位，并获取峰值点以及低谷点之间的谷值差，并将谷值差标记为gzi，其中i＝1、2、
……
、n，且n代表地下水波动模型的个数；
13.从若干组谷值差gzi内确认一组最大值，并提取对应的地下水波动模型，并将此地下水波动模型标记为力度确认模型，并将力度确认模型传输至力度分析单元内；
14.所述水源体积确认单元，根据声波监测数据，确认地下水的水源体积参数，并将所确认的水源体积参数传输至自适应分析单元内；
15.所述自适应分析单元，将对应监测周期内，确认若干组不同的水源体积参数，并将在监测周期开始时所确认的水源体积参数标记为初始体积，在监测周期结束时将所确认的水源体积参数标记为末端体积，并采用末端体积减去初始体积，确认体积差值，并将体积差值传输至力度分析单元内；
16.所述力度分析单元，根据所确认的力度确认模型以及谷值差，确认地下水的最大撞击力度，再结合体积差值进行综合分析，具体方式为：
17.根据所确认的力度确认模型，获取此模型的谷值差，并将其标记为gzi，采用gzi×
c1＝zji得到最大撞击力度zji；
18.将最大撞击力度zji与预设参数y1进行比对，且y1为预设值，当zji＜y1时，生成一类信号，反之，生成二类信号；
19.将体积差值标记为tjk，其中k代表不同的体积差值，将体积差值tjk与预设参数y2进行比对，且y2为预设值，当tjk＜y2时，生成一类信号，反之，生成二类信号；
20.若同时存在两组二类信号，则直接生成紧急预警信号，并直接传输至显示终端内，供外部操作人员查看，及时作出应对措施；
21.若只存在一组二类信号，则生成受力区域实时监测信号，并将受力区域实时监测信号传输至受力区域监测单元内；
22.若不存在二类信号，则不进行任何处理；
23.所述受力区域监测单元，根据所确认的力度确认模型，确认撞击点，并进行周边辐射，确认受力区域，后续再对受力区域进行监测，具体方式为：
24.根据所确认的力度确认模型，确认水源撞击区域，并进行周边辐射，辐射距离为5m，确认具体受力区域；
25.根据所确认的受力区域，对此区域进行声波监测，并获取声波监测画面，且每间隔5min监测一次；
26.将所获取的声波监测画面进行比对分析，将本次所监测的声波监测画面与上一组声波监测画面进行重合度分析，并获取到对应的重合度参数，并将重合度参数标记为ch；
27.将重合度参数ch与预设参数y3进行比对，其中y3为预设值，当ch＜y3时，生成紧急预警信号，并传输至自适应预警单元内，反之，不进行任何处理，。
28.优选的，所述自适应预警单元，根据紧急预警信号，进行紧急预警处理，警示外部操作人员，并将对应的山体区域以及对应的数据传输至显示终端内进行展示。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用超声监测对山体滑坡进行实时监测时，根据超声监测数据，构建山体内部活动水的实时模型，根据所确认的实时模型，确认对应的谷值差，后续，再确认对应的活动水体积参数，根据初始时段与结尾时段之间的体积差，进行综合分析，来判定是否存在预警风险，并生成不同的预警信号；
30.后续根据分析结果，对指定的受力区域进行监视，根据监视画面，来分析判定画面是否存在变化，若存在变化时，便需要进行预警处理，提升预警判定的准确度，以此提升整个山体滑坡的整个超声监测效果。
附图说明
31.图1为本发明原理框架示意图。
具体实施方式
32.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
33.实施例一
34.请参阅图1，本技术提供了一种山体滑坡超声监测预警系统，包括声波监测端、监测管理中心以及显示终端；
35.所述声波监测端与监测管理中心输入端电性连接，所述监测管理中心包括波动模型构建单元、水源体积确认单元、自适应分析单元、力度分析单元、受力区域监测单元以及自适应预警单元，所述波动模型构建单元以及水源体积确认单元均与自适应分析单元输入端电性连接，所述自适应分析单元与力度分析单元以及受力区域监测单元输入端电性连接，所述受力区域监测单元与自适应预警单元输入端电性连接，所述自适应预警单元与显示终端输入端电性连接；
36.所述声波监测端，发出对应的超声波，对存在地下水活动区域的山体进行声波监测，并将监测过程中，所产生的声波监测数据传输至监测管理中心内，其中每间隔5min监测一次；
37.所述监测管理中心内部的波动模型构建单元，根据所接收的声波监测数据，直接根据声波监测数据进行建模处理，构建对应监测数据的地下水波动模型，并将所构建的地下水波动模型传输至自适应分析单元内；
38.所述自适应分析单元，限定一组监测周期，对此监测周期内所出现的若干个地下水波动模型进行确认，并从中提取波动数值最大的一组模型，并将其传输至力度分析单元内，其中，进行确认的具体方式为：
39.限定监测周期t，其中t为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，获取位于此监测周期t内所构建的若干个地下水波动模型，对应的，此监测周期t结束后，自动执行下一组监测周期t，自行构建对应的地下水波动模型；
40.并从地下水波动模型内，确认对应的峰值点以及低谷点，其中峰值点为此模型内最高的一组点位，低谷点为此模型内最低的一组点位，并获取峰值点以及低谷点之间的谷值差，并将谷值差标记为gzi，其中i＝1、2、
……
、n，且n代表地下水波动模型的个数，具体的，模型在构建时，会存在对应的最高点以及最低点，且最高点与最低点之间均存在对应的差值，且，不同的间隔时间内，所产生的地下水波动模型均不同；
41.从若干组谷值差gzi内确认一组最大值，并提取对应的地下水波动模型，并将此地
下水波动模型标记为力度确认模型，并将力度确认模型传输至力度分析单元内，具体的，差值最大时，代表山体内活动水的波动幅度最大，波动幅度最大时，所产生的撞击力度最强，便很容易因撞击导致山体滑坡的情况出现。
42.所述水源体积确认单元，根据声波监测数据，确认地下水的水源体积参数，并将所确认的水源体积参数传输至自适应分析单元内；
43.所述自适应分析单元，将对应监测周期内，确认若干组不同的水源体积参数，并将在监测周期开始时所确认的水源体积参数标记为初始体积，在监测周期结束时将所确认的水源体积参数标记为末端体积，并采用末端体积减去初始体积，确认体积差值，并将体积差值传输至力度分析单元内，具体的，根据所确认的体积差值，便可对山体内水源的增长量进行确认，若山体内部水源处于持续增加状态，便代表存在一定的山体滑坡风险，故需要将对应的水源体积考虑在内；
44.所述力度分析单元，根据所确认的力度确认模型以及谷值差，确认地下水的最大撞击力度，再结合体积差值进行综合分析，来判定预警等级，其中，进行综合分析的具体方式为：
45.根据所确认的力度确认模型，获取此模型的谷值差，并将其标记为gzi，采用gzi×
c1＝zji得到最大撞击力度zji；
46.将最大撞击力度zji与预设参数y1进行比对，且y1为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，当zji＜y1时，生成一类信号，反之，生成二类信号；
47.将体积差值标记为tjk，其中k代表不同的体积差值，将体积差值tjk与预设参数y2进行比对，且y2为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，当tjk＜y2时，生成一类信号，反之，生成二类信号；
48.若同时存在两组二类信号，则直接生成紧急预警信号，并直接传输至显示终端内，供外部操作人员查看，及时作出应对措施；
49.若只存在一组二类信号，则生成受力区域实时监测信号，并将受力区域实时监测信号传输至受力区域监测单元内；
50.若不存在二类信号，则不进行任何处理；
51.具体的，根据所分析的参数，将模型的波动值以及对应的水源体积差考虑在内，进行综合分析，来对山体内部活动水进行监测，若两组数值均存在问题时，代表预警级别最高，故需要及时作出对应的应对措施，以此提升山体滑坡预警判定的准确度，并警示外部操作人员，及时作出应对措施。
52.实施例二
53.本实施例在具体实施过程中包含实施例一，相较于实施例一，其具体区别在于：
54.所述受力区域监测单元，根据所确认的力度确认模型，确认撞击点，并进行周边辐射，确认受力区域，后续再对受力区域进行监测，分析画面是否存在变化，并根据变化结果，生成预警信号，传输至自适应预警单元内，其中，进行监测的具体方式为：
55.根据所确认的力度确认模型，确认水源撞击区域，并进行周边辐射，辐射距离为5m，确认具体受力区域；
56.根据所确认的受力区域，对此区域进行声波监测，并获取声波监测画面，且每间隔5min监测一次；
57.将所获取的声波监测画面进行比对分析，将本次所监测的声波监测画面与上一组声波监测画面进行重合度分析，并获取到对应的重合度参数，并将重合度参数标记为ch；
58.将重合度参数ch与预设参数y3进行比对，其中y3为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，且y3一般取值98％；
59.当ch＜y3时，生成紧急预警信号，并传输至自适应预警单元内，反之，不进行任何处理；
60.具体的，根据所确认的受力区域，并进行声波监测，并确认声波监测画面，将所确认的声波监测画面与上一组监测画面进行比对分析，从而根据比对分析结果，便可确认是否存在对应的山体滑坡风险，山体滑坡之前，一般存在对应的裂缝，裂缝是逐渐产生的，故需要将监测画面进行逐步比对分析，从而根据分析结果，确认是否存在山体滑坡风险。
61.所述自适应预警单元，根据紧急预警信号，进行紧急预警处理，警示外部操作人员，并将对应的山体区域以及对应的数据传输至显示终端内进行展示，供外部人员进行查看。
62.上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。
63.本发明的工作原理：采用超声监测对山体滑坡进行实时监测时，根据超声监测数据，构建山体内部活动水的实时模型，根据所确认的实时模型，确认对应的谷值差，后续，再确认对应的活动水体积参数，根据初始时段与结尾时段之间的体积差，进行综合分析，来判定是否存在预警风险，并生成不同的预警信号；
64.后续根据分析结果，对指定的受力区域进行监视，根据监视画面，来分析判定画面是否存在变化，若存在变化时，便需要进行预警处理，提升预警判定的准确度，以此提升整个山体滑坡的整个超声监测效果。
65.以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。