CN106205059A - 一种滑坡蠕变监测的预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滑坡蠕变监测的预警系统及方法，涉及监测预警技术领域。在滑坡区埋设多个标点，滑坡区外的稳定区中安装固定单元和数据采集单元，由数据采集单元采集标点的高程、相对于固定单元的蠕变位移值以及土体压力值，数据预处理单元对高程、蠕变位移值和土体压力值进行预处理，去除干扰信号后，由数据处理单元判断是否发送预警信号，并在确定发送预警信号后向报警装置发送预警信号，报警装置即产生相应的报警信息，整个系统自动运行，且数据处理及时准确，最大程度的保证了滑坡威胁区人民群众的生命财产安全。

Description

一种滑坡蠕变监测的预警系统及方法

技术领域

本发明涉及监测预警技术领域，特别涉及一种滑坡蠕变监测的预警系统及方法。

背景技术

社会发展迅速，城市的生活已经普遍，从而出现各种山区旅游，农家乐等形式。由于这些活动多在多山地区进行，因而灾害的防治成为一块重要的部分，特别是滑坡灾害。

目前对于滑坡蠕变的监测，主要形式有人工巡查的方式，仪器主要应用多点位移计、钻孔测斜仪、同轴电缆和分布式光纤监测等，其监测起到了一定的功效。一般监测都局限于单种监测或在同一地点监测分析预警，没有系统的建立滑坡体蠕变监测预警的系统，存在监测成本高，预警信号传达不及时的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种滑坡蠕变监测的预警系统及方法，用以解决现有技术中存在的问题。

一种滑坡蠕变监测的预警系统，包括依次电连接的监测装置、数据预处理装置、数据处理装置以及报警装置，所述监测装置包括标点、固定单元以及数据采集单元，所述标点埋设在滑坡区中，所述固定单元固定在所述滑坡区外的稳定区中，所述数据采集单元位于所述稳定区中，所述数据采集单元与所述标点通信连接，获取所述标点的高程、相对于所述固定单元的蠕变位移值以及所述滑坡区的土体压力值；

所述数据预处理装置包括数据预处理单元和数据发送单元，所述数据预处理单元对所述数据采集单元获取的高程、蠕变位移值以及土体压力值进行预处理，去除干扰信号，获得预处理数据；所述数据发送单元将所述预处理数据发送至所述数据处理装置；

所述数据处理装置包括数据接收单元、数据处理单元和预警信号发送单元，所述数据接收单元接收所述预处理数据，所述数据处理单元在所述预处理数据满足预设条件时确定发送预警信号，由所述预警信号发送单元向所述报警装置发送所述预警信号；

所述报警装置接收所述预警信号后，产生报警信息。

优选地，所述标点上设有距离传感器和压力传感器，所述距离传感器采集所述高程以及蠕变位移值，所述压力传感器采集所述土体压力值。

优选地，所述标点和固定装置均采用太阳能供电。

优选地，所述数据发送单元和数据接收单元之间通过雷达或者卫星通信连接。

优选地，所述报警装置为电铃，位于滑坡威胁区中每个住户家中均安装有一个所述报警装置。

本发明还提供了一种滑坡蠕变监测的预警方法，该方法包括：

数据采集单元获取标点的高程、相对于固定单元的蠕变位移值以及滑坡中的土体压力值；

数据预处理单元对所述高程、蠕变位移值以及土体压力值进行预处理，去除干扰信号，获得预处理数据；

数据发送单元将所述预处理数据发送至数据接收单元；

所述数据接收单元接收所述预处理数据，数据处理单元在所述预处理数据满足预设条件时确定发送预警信号，由预警信号发送单元向报警装置发送所述预警信号；

所述报警装置接收所述预警信号后，产生报警信息。

优选地，所述预设条件为所述高程与预设高程的差值大于高程阈值、或所述蠕变位移值与预设位移值的差值大于位移阈值、或所述土体压力值与预设压力值的差值大于压力阈值。

优选地，所述预警信号包括一级预警信号、二级预警信号和三级预警信号，所述高程阈值包括第一高程阈值、第二高程阈值和第三高程阈值，所述位移阈值包括第一位移阈值、第二位移阈值和第三位移阈值，所述压力阈值包括第一压力阈值、第二压力阈值和第三压力阈值，其中，所述第一高程阈值、第二高程阈值和第三高程阈值依次增大，所述第一位移阈值、第二位移阈值和第三位移阈值依次增大，所述第一压力阈值、第二压力阈值和第三压力阈值依次增大；当所述高程与所述预设高程的差值介于所述第一高程阈值和第二高程阈值之间、或所述蠕变位移值与预设位移值的差值介于所述第一位移阈值和第二位移阈值之间、或所述土体压力值与预设压力值的差值介于所述第一压力阈值和第二压力阈值之间时，所述数据处理单元确定发送所述第一预警信号，并由所述预警信号发送单元发送所述第一预警信号；当所述高程与所述预设高程的差值介于所述第二高程阈值和第三高程阈值之间、或所述蠕变位移值与预设位移值的差值介于所述第二位移阈值和第三位移阈值之间、或所述土体压力值与预设压力值的差值介于所述第二压力阈值和第三压力阈值之间时，所述数据处理单元确定发送所述第二预警信号，并由所述预警信号发送单元发送所述第二预警信号；当所述高程与所述预设高程的差值大于所述第三高程阈值、或所述蠕变位移值与预设位移值的差值大于所述第三位移阈值、或所述土体压力值与预设压力值的差值大于所述第三压力阈值时，所述数据处理单元确定发送所述第三预警信号，并由所述预警信号发送单元发送所述第三预警信号。

优选地，所述报警信息包括一级报警信息、二级报警信息和三级报警信息，当接收到所述第一预警信号时，所述报警装置产生所述一级报警信息；当接收到所述第二预警信号时，所述报警装置产生所述二级报警信息；当接收到所述第三预警信号时，所述报警装置产生所述三级报警信息。

本发明实施例中一种滑坡蠕变监测的预警系统及方法，在滑坡区埋设多个标点，滑坡区外的稳定区中安装固定单元和数据采集单元，由数据采集单元采集标点的高程、相对于固定单元的蠕变位移值以及土体压力值，数据预处理单元对高程、蠕变位移值和土体压力值进行预处理，去除干扰信号后，由数据处理单元判断是否发送预警信号，并在确定发送预警信号后向报警装置发送预警信号，报警装置即产生相应的报警信息，整个系统自动运行，且数据处理及时准确，最大程度的保证了滑坡威胁区人民群众的生命财产安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种滑坡蠕变监测的预警系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种滑坡蠕变监测的预警方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，本发明提供了一种滑坡蠕变监测的预警系统，所述预警系统包括监测装置100、数据预处理装置200、数据处理装置300和报警装置400。所述监测装置100包括标点110、固定单元120和数据采集单元130，所述标点110的数量为多个，分别埋设在滑坡区中，所述固定单元120和数据采集单元130均位于所述滑坡区外的稳定区中。每个所述标点110上均设有距离传感器和压力传感器，所述距离传感器采集所述标点110的高程以及相对于所述固定单元120的蠕变位移值，所述压力传感器采集所述滑坡区中的土体压力值，并由所述数据采集单元130获取所述高程、蠕变位移值和土体压力值。在本实施例中，所述标点110和固定装置120均采用太阳能供电。

所述数据预处理装置200包括数据预处理单元210和数据发送单元220，所述数据预处理单元210对所述数据采集单元130获取的所述高程、蠕变位移值和土体压力值进行预处理，去除干扰信号，获得相应的预处理数据；所述数据发送单元220将所述预处理数据发送至所述数据处理装置300。在本实施例中，所述数据预处理单元210还内置有用于测量自身高程和自身所处位置埋设的土体压力值的传感器模块，所述数据预处理单元210在获取包括高程和土体压力值在内的测量数据后，将获取的测量数据与所述数据采集单元130发送的测量数据进行比较判断，如果获取的测量数据和发送的测量数据变化相同，则认为是干扰信号；如果不同，在发送的测量数据中减去相同的部分，即为去除干扰信号，以将所述数据采集单元130发送的测量数据中的干扰信号过滤掉。可以理解的是，还可以使用相同的方法对所述蠕变位移值进行预处理，去除干扰信号。

所述数据处理装置300包括数据接收单元310、数据处理单元320和预警信号发送单元330。所述数据接收单元310与所述数据发送单元220通信连接，以接收所述预处理数据，所述数据处理单元320判断所述预处理数据是否满足预设条件，若满足，则确定发送预警信号，由所述预警信号发送单元330向所述报警装置400发送所述预警信号；若不满足，由所述标点110继续进行监测。

在本实施例中，所述数据发送单元220和数据接收单元310之间的通信连接方式包括但不限于雷达或卫星等。

所述报警装置400接收所述预警信号后，产生报警信息。在本实施例中，所述报警装置400为电铃，所述电铃的数量为多个，分别安装在位于滑坡威胁区中每个住户家中。

基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种滑坡蠕变监测的预警方法，如图2所示，由于该方法解决技术问题的原理和一种滑坡蠕变监测的预警系统相似，因此该系统的实施可参照方法的实施，重复之处不再赘述。

所述预警方法包括：

步骤500，数据采集单元130获取标点110的高程、相对于固定单元120的蠕变位移值以及滑坡区的土体压力值；

步骤510，数据预处理单元210对所述高程、蠕变位移值以及土体压力值进行预处理，去除干扰信号，获得预处理数据；

步骤520，数据发送单元220将所述预处理数据发送至310数据接收单元；

步骤530，所述数据接收单元310接收所述预处理数据，数据处理单元320判断所述预处理数据是否满足预设条件，若满足，确定发送预警信号，并进入步骤540，若不满足，返回步骤500；

具体地，所述预设条件为所述高程与预设高程的差值大于高程阈值、或所述蠕变位移值与预设位移值的差值大于位移阈值、或所述土体压力值与预设压力值的差值大于压力阈值。

在本实施例中，所述高程阈值包括第一高程阈值、第二高程阈值和第三高程阈值，所述位移阈值包括第一位移阈值、第二位移阈值和第三位移阈值，所述压力阈值包括第一压力阈值、第二压力阈值和第三压力阈值，其中，所述第一高程阈值、第二高程阈值和第三高程阈值依次增大，所述第一位移阈值、第二位移阈值和第三位移阈值依次增大，所述第一压力阈值、第二压力阈值和第三压力阈值依次增大。

步骤540，预警信号发送单元330向报警装置400发送所述预警信号；

具体地，所述预警信号包括一级预警信号、二级预警信号和三级预警信号，当所述高程与所述预设高程的差值介于所述第一高程阈值和第二高程阈值之间、或所述蠕变位移值与预设位移值的差值介于所述第一位移阈值和第二位移阈值之间、或所述土体压力值与预设压力值的差值介于所述第一压力阈值和第二压力阈值之间时，所述数据处理单元320确定发送所述第一预警信号，并由所述预警信号发送单元330发送所述第一预警信号；当所述高程与所述预设高程的差值介于所述第二高程阈值和第三高程阈值之间、或所述蠕变位移值与预设位移值的差值介于所述第二位移阈值和第三位移阈值之间、或所述土体压力值与预设压力值的差值介于所述第二压力阈值和第三压力阈值之间时，所述数据处理单元320确定发送所述第二预警信号，并由所述预警信号发送单元330发送所述第二预警信号；当所述高程与所述预设高程的差值大于所述第三高程阈值、或所述蠕变位移值与预设位移值的差值大于所述第三位移阈值、或所述土体压力值与预设压力值的差值大于所述第三压力阈值时，所述数据处理单元320确定发送所述第三预警信号，并由所述预警信号发送单元330发送所述第三预警信号。

步骤550，所述报警装置400接收所述预警信号后，产生报警信息；

具体地，所述报警信息包括一级报警信息、二级报警信息和三级报警信息，当接收到所述第一预警信号时，所述报警装置产生所述一级报警信息；当接收到所述第二预警信号时，所述报警装置产生所述二级报警信息；当接收到所述第三预警信号时，所述报警装置产生所述三级报警信息。例如，所述一级报警信息为电铃产生声音轻微的铃声，所述二级报警信息为电铃产生声音适中的铃声，所述三级报警信息为电铃产生声音较大的铃声。

应当理解，以上一种滑坡蠕变监测的预警系统包括的装置和单元仅为根据该系统实现的功能进行的逻辑划分，实际应用中，可以进行上述模块的叠加或拆分。并且该实施例提供的一种滑坡蠕变监测的预警系统所实现的功能与上述实施例提供的一种滑坡蠕变监测的预警方法一一对应，对于该系统所实现的更为详细的处理流程，在上述方法实施例一中已做详细描述，此处不再详细描述。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种滑坡蠕变监测的预警系统，其特征在于，包括依次电连接的监测装置、数据预处理装置、数据处理装置以及报警装置，所述监测装置包括标点、固定单元以及数据采集单元，所述标点埋设在滑坡区中，所述固定单元固定在所述滑坡区外的稳定区中，所述数据采集单元位于所述稳定区中，所述数据采集单元与所述标点通信连接，获取所述标点的高程、相对于所述固定单元的蠕变位移值以及所述滑坡区的土体压力值；

所述数据预处理装置包括数据预处理单元和数据发送单元，所述数据预处理单元对所述数据采集单元获取的高程、蠕变位移值以及土体压力值进行预处理，去除干扰信号，获得预处理数据；所述数据发送单元将所述预处理数据发送至所述数据处理装置；

所述数据处理装置包括数据接收单元、数据处理单元和预警信号发送单元，所述数据接收单元接收所述预处理数据，所述数据处理单元在所述预处理数据满足预设条件时确定发送预警信号，由所述预警信号发送单元向所述报警装置发送所述预警信号；

所述报警装置接收所述预警信号后，产生报警信息。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述标点上设有距离传感器和压力传感器，所述距离传感器采集所述高程以及蠕变位移值，所述压力传感器采集所述土体压力值。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述标点和固定装置均采用太阳能供电。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据发送单元和数据接收单元之间通过雷达或者卫星通信连接。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述报警装置为电铃，位于滑坡威胁区中每个住户家中均安装有一个所述报警装置。

6.一种滑坡蠕变监测的预警方法，其特征在于，包括：

数据采集单元获取标点的高程、相对于固定单元的蠕变位移值以及滑坡中的土体压力值；

数据预处理单元对所述高程、蠕变位移值以及土体压力值进行预处理，去除干扰信号，获得预处理数据；

数据发送单元将所述预处理数据发送至数据接收单元；

所述数据接收单元接收所述预处理数据，数据处理单元在所述预处理数据满足预设条件时确定发送预警信号，由预警信号发送单元向报警装置发送所述预警信号；

所述报警装置接收所述预警信号后，产生报警信息。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设条件为所述高程与预设高程的差值大于高程阈值、或所述蠕变位移值与预设位移值的差值大于位移阈值、或所述土体压力值与预设压力值的差值大于压力阈值。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预警信号包括一级预警信号、二级预警信号和三级预警信号，所述高程阈值包括第一高程阈值、第二高程阈值和第三高程阈值，所述位移阈值包括第一位移阈值、第二位移阈值和第三位移阈值，所述压力阈值包括第一压力阈值、第二压力阈值和第三压力阈值，其中，所述第一高程阈值、第二高程阈值和第三高程阈值依次增大，所述第一位移阈值、第二位移阈值和第三位移阈值依次增大，所述第一压力阈值、第二压力阈值和第三压力阈值依次增大；当所述高程与所述预设高程的差值介于所述第一高程阈值和第二高程阈值之间、或所述蠕变位移值与预设位移值的差值介于所述第一位移阈值和第二位移阈值之间、或所述土体压力值与预设压力值的差值介于所述第一压力阈值和第二压力阈值之间时，所述数据处理单元确定发送所述第一预警信号，并由所述预警信号发送单元发送所述第一预警信号；当所述高程与所述预设高程的差值介于所述第二高程阈值和第三高程阈值之间、或所述蠕变位移值与预设位移值的差值介于所述第二位移阈值和第三位移阈值之间、或所述土体压力值与预设压力值的差值介于所述第二压力阈值和第三压力阈值之间时，所述数据处理单元确定发送所述第二预警信号，并由所述预警信号发送单元发送所述第二预警信号；当所述高程与所述预设高程的差值大于所述第三高程阈值、或所述蠕变位移值与预设位移值的差值大于所述第三位移阈值、或所述土体压力值与预设压力值的差值大于所述第三压力阈值时，所述数据处理单元确定发送所述第三预警信号，并由所述预警信号发送单元发送所述第三预警信号。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述报警信息包括一级报警信息、二级报警信息和三级报警信息，当接收到所述第一预警信号时，所述报警装置产生所述一级报警信息；当接收到所述第二预警信号时，所述报警装置产生所述二级报警信息；当接收到所述第三预警信号时，所述报警装置产生所述三级报警信息。