CN112309079A - 一种三峡库区地质灾害预警管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三峡库区地质灾害预警管理系统及方法，包括检测装置、供电箱、报警装置和控制箱，检测装置的安装座中有降雨量检测单元、土壤湿度检测单元、位移检测单元和第一无线通信单元，供电箱和多个检测装置电连接，控制箱和报警装置电连接，报警装置的扬声器和报警灯分布在村镇中，多个指示灯组成逃生路径。通过检测装置可以检测山体各个位置的地质情况并上传中央控制台，当出现险情时，中央控制台发送无线信号，被第二无线通信单元接收，然后启动分布在村镇中的扬声器和报警灯进行示警，并点亮指示灯，使得人们可以跟随指示灯的指示快速进行撤离，从而避免需要通过人力挨家挨户进行引导，宣传，提升逃生效率。

Description

一种三峡库区地质灾害预警管理系统及方法

技术领域

本发明涉及地质灾害预警领域，尤其涉及一种三峡库区地质灾害预警管理系统及方法。

背景技术

自然灾害是指给人类生存带来危害或损害人类生活环境的自然现象，包括洪涝、山洪、泥石流等自然灾害，尤其是泥石流等自然灾害给人类带来的经济、生命安全损失影响最为显著。三峡库区是山洪、泥石流高发地段，容易发生地质灾害，因此需要进行预警仪减少人们生命财产损失。

现有的预警系统只有检测地质情况的功能，无法在灾害来临时给人明确的逃生指导，而需要有人去引导，从而浪费了宝贵的逃生时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三峡库区地质灾害预警管理系统及方法，旨在解决现有预警系统只能检测地质情况而无法在灾害来临时给人明确的逃生指导而浪费了宝贵的逃生时间的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种三峡库区地质灾害预警管理系统，包括检测装置、供电箱、报警装置和控制箱，所述检测装置包括安装座、降雨量检测单元、土壤湿度检测单元、位移检测单元和第一无线通信单元，所述降雨量检测单元、所述土壤湿度检测单元、所述位移检测单元和所述第一无线通信单元与所述安装座固定连接，并位于所述安装座内，所述检测装置的数量有多个，分布在不同的检测点，所述供电箱包括支架、防水外壳、电源分配器和市电接口，所述电源分配器与多个所述检测装置电连接，并位于所述检测装置的一侧，所述防水外壳与所述电源分配器固定连接，并位于所述电源分配器外，所述市电接口与所述电源分配器电连接，并穿过所述防水外壳，所述控制箱包括控制单元、第二无线通信单元、供电单元和供电外壳，所述控制单元、所述第二无线通信单元和所述供电单元位于所述供电外壳内，所述报警装置包括多个扬声器、多个指示灯和多个报警灯，多个指示灯分别与所述控制单元电连接，并分布在村镇中，多个所述扬声器和所述报警灯与所述控制单元电连接，并分布在村镇中。

其中，所述供电箱还包括移动电池，所述移动电池与所述电源分配器电连接，并位于所述防水外壳中。

其中，所述安装座包括安装壳体、锚杆、加重底盘和土壤检测杆，所述加重底盘与所述安装壳体固定连接，并位于所述安装壳体的一侧，所述锚杆与所述加重底盘固定连接，并位于所述加重底盘远离所述安装壳体的一侧，所述土壤检测杆的数量有多个，多个所述土壤检测杆与所述加重底盘螺纹连接，并穿过所述加重底盘。

其中，所述指示灯包括灯体和安装杆，所述灯体与所述安装杆固定连接，并位于所述安装杆的一侧。

其中，所述指示灯还包括防水罩，所述防水罩与所述安装杆固定连接，并覆盖所述灯体。

第二方面，本发明还提供一种三峡库区地质灾害预警管理方法，包括：在村镇中规划安全撤离点；基于安全撤离点规划安全撤离路径，并沿路设置多个指示灯；在村镇中设置多组扬声器和报警灯；检测并收集地质信息上传中央控制台；地质信息达到临界点，触发警报；发送警报内容到扬声器进行播报，同时启动报警灯和指示灯；根据指示灯显示路径进行撤离。

其中，所述在村镇中规划安全撤离点的具体步骤是：以村镇为中心，半径1km获取第一撤离点；以村镇为中心，半径500m获取第二撤离点。

其中，所述基于安全撤离点规划安全撤离路径，并沿路设置多个指示灯的具体步骤是：计算单个第二撤离点与所有第一撤离点之间的距离；对距离进行比较，并从大到小依次排列，取最小的两个距离值对应的第一撤离点分别与第二撤离点连线；对所有第二撤离点重复以上两个步骤；将指示灯按15-20米的间隔设置在所有连线上。

本发明的一种三峡库区地质灾害预警管理系统及方法，所述降雨量检测单元主要用于检测降雨量，以判断降水量对土壤的影响，所述土壤湿度检测单元用于检测不同深度土壤中的湿度，从而判断土壤可能出现滑动的可能性，所述位移检测单元，用于根据安装座的移动距离判断土壤滑动的程度，然后通过所述第一无线通信单元上传到中央控制台进行实时监测；所述检测装置的数量有多个，分布在不同的检测点，从而可以对山体上各个可能发生地质灾害的位置进行综合监测；所述电源分配器与多个所述检测装置电连接，所述防水外壳与所述电源分配器固定连接，通过所述支架，将所述防水外壳抬离地面而防止被积水侵湿，所述电源分配器通过电缆可以对多个所述检测装置进行供电，并通过所述市电接口供给电能；所述供电单元可以通过所述控制单元给所述指示灯、所述扬声器和所述报警灯进行供电，所述第二无线通信单元可以接受信息以控制所述扬声器发声，并控制所述指示灯和所述报警灯的开关。通过所述检测装置可以检测山体各个位置的地质情况并上传中央控制台，当出现险情时，中央控制台发送无线信号，被所述第二无线通信单元接收，然后启动分布在村镇中的所述扬声器和所述报警灯进行示警，并点亮所述指示灯，使得人们可以跟随所述指示灯的指示快速进行撤离，从而避免需要通过人力挨家挨户进行引导，宣传，提升逃生效率，从而解决现有预警系统只能检测地质情况而无法在灾害来临时给人明确的逃生指导而浪费了宝贵的逃生时间的问题。

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是本发明的一种三峡库区地质灾害预警管理系统的结构图；

图2是本发明的检测装置的结构图；

图3是本发明的供电箱的剖面示意图；

图4是本发明的指示灯的剖面示意图；

图5是本发明的控制箱的剖面示意图；

图6是本发明的一种三峡库区地质灾害预警管理方法的流程图；

图7是本发明的在村镇中规划安全撤离点的流程图；

图8是本发明的基于安全撤离点规划安全撤离路径，并沿路设置多个指示灯的流程图。

1-检测装置、2-供电箱、3-报警装置、4-控制箱、11-安装座、12-降雨量检测单元、13-土壤湿度检测单元、14-位移检测单元、15-第一无线通信单元、21-支架、22-防水外壳、23-电源分配器、24-市电接口、25-移动电池、31-扬声器、32-指示灯、33-报警灯、41-控制单元、42-第二无线通信单元、43-供电单元、44-供电外壳、111-安装壳体、112-锚杆、113-加重底盘、114-土壤检测杆、121-盛水壳、122-拉线、123-浮板、124-雨量计、125-稳定环、321-灯体、322-安装杆、323-防水罩。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

第一方面，请参阅图1～图5，本发明提供一种三峡库区地质灾害预警管理系统，包括：

检测装置1、供电箱2、报警装置3和控制箱4，所述检测装置1包括安装座11、降雨量检测单元12、土壤湿度检测单元13、位移检测单元14和第一无线通信单元15，所述降雨量检测单元12、所述土壤湿度检测单元13、所述位移检测单元14和所述第一无线通信单元15与所述安装座11固定连接，并位于所述安装座11内，所述检测装置1的数量有多个，分布在不同的检测点，所述供电箱2包括支架21、防水外壳22、电源分配器23和市电接口24，所述电源分配器23与多个所述检测装置1电连接，并位于所述检测装置1的一侧，所述防水外壳22与所述电源分配器23固定连接，并位于所述电源分配器23外，所述市电接口24与所述电源分配器23电连接，并穿过所述防水外壳22，所述支架21与所述防水外壳22固定连接，并位于所述防水外壳22的一侧，所述控制箱4包括控制单元41、第二无线通信单元42、供电单元43和供电外壳44，所述控制单元41、所述第二无线通信单元42和所述供电单元43位于所述供电外壳44内，所述报警装置3包括多个扬声器31、多个指示灯32和多个报警灯33，多个指示灯32分别与所述控制单元41电连接，并分布在村镇中，多个所述扬声器31和所述报警灯33与所述控制单元41电连接，并分布在村镇中。

在本实施方式中，所述检测装置1包括安装座11、降雨量检测单元12、土壤湿度检测单元13、位移检测单元14和第一无线通信单元15，所述降雨量检测单元12、所述土壤湿度检测单元13、所述位移检测单元14和所述第一无线通信单元15与所述安装座11固定连接，并位于所述安装座11内，所述降雨量检测单元12主要用于检测降雨量，以判断降水量对土壤的影响，所述土壤湿度检测单元13用于检测不同深度土壤中的湿度，从而判断土壤可能出现滑动的可能性，所述位移检测单元14，用于根据安装座11的移动距离判断土壤滑动的程度，然后通过所述第一无线通信单元15上传到中央控制台进行实时监测；所述检测装置1的数量有多个，分布在不同的检测点，从而可以对山体上各个可能发生地质灾害的位置进行综合监测；所述供电箱2包括支架21、防水外壳22、电源分配器23和市电接口24，所述电源分配器23与多个所述检测装置1电连接，并位于所述检测装置1的一侧，所述防水外壳22与所述电源分配器23固定连接，并位于所述电源分配器23外，所述市电接口24与所述电源分配器23电连接，并穿过所述防水外壳22，所述支架21与所述防水外壳22固定连接，并位于所述防水外壳22的一侧，通过所述支架21，将所述防水外壳22抬离地面而防止被积水侵湿，所述电源分配器23通过电缆可以对多个所述检测装置1进行供电，并通过所述市电接口24供给电能；所述控制箱4包括控制单元41、第二无线通信单元42、供电单元43和供电外壳44，所述控制单元41、所述第二无线通信单元42和所述供电单元43位于所述供电外壳44内，所述报警装置3包括多个扬声器31、多个指示灯32和多个报警灯33，多个指示灯32分别与所述控制单元41电连接，并分布在村镇中，多个所述扬声器31和所述报警灯33与所述控制单元41电连接，并分布在村镇中，所述供电单元43可以通过所述控制单元41给所述指示灯32、所述扬声器31和所述报警灯33进行供电，所述第二无线通信单元42可以接受信息以控制所述扬声器31发声，并控制所述指示灯32和所述报警灯33的开关。通过所述检测装置1可以检测山体各个位置的地质情况并上传中央控制台，当出现险情时，中央控制台发送无线信号，被所述第二无线通信单元42接收，然后启动分布在村镇中的所述扬声器31和所述报警灯33进行示警，并点亮所述指示灯32，使得人们可以跟随所述指示灯32的指示快速进行撤离，从而避免需要通过人力挨家挨户进行引导，宣传，提升逃生效率，从而解决现有预警系统只能检测地质情况而无法在灾害来临时给人明确的逃生指导而浪费了宝贵的逃生时间的问题。

进一步的，所述供电箱2还包括移动电池25，所述移动电池25与所述电源分配器23电连接，并位于所述防水外壳22中。

在本实施方式中，由于三峡地区在降雨量较多的时期经常无法照射到太阳，因此太阳能板就不实用，因此在所述供电箱2中加设所述移动电池25，使得在由于意外使得市电中断时还可以继续正常检测，提高设备运行时的稳定性。

进一步的，所述安装座11包括安装壳体111、锚杆112、加重底盘113和土壤检测杆114，所述加重底盘113与所述安装壳体111固定连接，并位于所述安装壳体111的一侧，所述锚杆112与所述加重底盘113固定连接，并位于所述加重底盘113远离所述安装壳体111的一侧，所述土壤检测杆114的数量有多个，多个所述土壤检测杆114与所述加重底盘113螺纹连接，并穿过所述加重底盘113。

在本实施方式中，所述锚杆112插入土壤中进行固定，通过所述加重底盘113增加所述安装壳体111的重量，使得地在风雨中可以更加稳定，所述土壤检测杆114上有通孔，用于安装所述土壤湿度检测单元13，使用时，可以通过转动所述土壤检测杆114，使得所述土壤湿度检测单元13下移到指定位置进行土壤湿度测试，从而使得测试更加准确。

进一步的，所述降雨量检测单元12包括盛水壳121、拉线122、浮板123和雨量计124，所述盛水壳121与所述安装壳体111固定连接，并位于所述安装壳体111远离所述加重底盘113的一侧，所述拉线122与所述盛水壳121固定连接，并位于所述盛水壳121内，所述浮板123与所述拉线122固定连接，并位于所述盛水壳121内，所述雨量计124与所述浮板123固定连接，并位于所述浮板123远离所述盛水壳121的一侧。

在本实施方式中，所述盛水壳121中盛放一部分水，所述浮板123由密度小于水的材料制成，比如泡沫，使得可以浮在水面上，并通过所述拉线122限制所述浮板123，避免和所述盛水壳121脱离，在所述浮板123上的雨量计124可以采用翻斗式雨量计124，可以对雨量进行测量，并通过所述无线通信模块上传到中央控制台，在所述安装壳体111因为地基滑动而歪斜时，所述浮板123也可以保持所述雨量计124保持水平，从而可以对当前位置的降雨情况进行准确地测量。

进一步的，所述降雨量检测单元12还包括稳定环125，所述稳定环125与所述浮板123固定连接，并位于所述浮板123的一侧。

在本实施方式中，在下暴雨时，雨水冲击所述盛水壳121会引起所述盛水壳121中的水晃动，因此在所述浮板123的四周增加所述稳定环125，使得可以挡住雨水，将雨水造成的冲击分摊到整个所述稳定环125上以减少冲击，从而可以提高所述雨量计124的测量精度。

进一步的，所述指示灯32包括灯体321和安装杆322，所述灯体321与所述安装杆322固定连接，并位于所述安装杆322的一侧。

在本实施方式中，在所述灯体321上安装所述安装杆322，可以提升所述灯体321的高度，从而使得指示效果更好。

进一步的，所述指示灯32还包括防水罩323，所述防水罩323与所述安装杆322固定连接，并覆盖所述灯体321。

在本实施方式中，所述防水罩323设置于所述灯体321上，可以避免下雨时，雨量太大使所述灯体321受到影响，从而可以使所述灯体321可以正常工作。

第二方面，请参阅图6，本发明还提供一种三峡库区地质灾害预警管理方法，包括：

S101在村镇中规划安全撤离点；

请参阅图7，具体步骤是：

S201以村镇为中心，半径1km获取第一撤离点；

S202以村镇为中心，半径500m获取第二撤离点。

在灾害还没有发生时，需要提前进行地形勘察，并确认灾害发生后的撤离地点，这样才能在灾害发生的第一时间指导人们进行逃生，根据检测装置1测量的情形的不同，可以分为非常紧急和一般紧急两种情况，非常紧急时留给人们的时间往往不够充足，因此只能逃离距离村镇较近的撤离点，这里设置为500m范围内的第二撤离点；一般紧急时，可以给人充足的时间跑得更远，从而可以增加生存概率，这里设置为半径1km的第一撤离点。

S102基于安全撤离点规划安全撤离路径，并沿路设置多个指示灯32；

请参阅图8，具体步骤是：

S301计算单个第二撤离点与所有第一撤离点之间的距离；

S302对距离进行比较，并从大到小依次排列，取最小的两个距离值对应的第一撤离点分别与第二撤离点连线；

S303对所有第二撤离点重复以上两个步骤；

S304将指示灯32按15-20米的间隔设置在所有连线上。

在寻找到多个第一撤离点和多个第二撤离点后，就可以对这些撤离点进行连线以寻找不同位置的人的最优逃生路线，因此从较近的第二撤离点开始选择与之接近的第一撤离点，使得人们可以先到达第二撤离点，如果还有富余的时间还可以继续撤往第一撤离点，然后在这些连线上设置指示灯32，使得人们方便识别，更重要的是在夜晚也可以方便地辨别方向，从而提高求生概率。

S103在村镇中设置多组扬声器31和报警灯33；

通过扬声器31和报警灯33可以进行两种方式的报警，从而可以尽量覆盖所有居住人群。

S104检测并收集地质信息上传中央控制台；

通过检测装置1可以收集地质信息。

S105地质信息达到临界点，触发警报；

地质信息中包括土壤湿度，降雨量，位移量等，通过之前的经验以及实验可以估计临界值，然后当检测数据超过这个临界值就可以触发警报。

S106发送警报内容到扬声器31进行播报，同时启动报警灯33和指示灯32；

S107根据指示灯32显示路径进行撤离。

人们根据指示灯32，选择最近的路径进行撤离，从而可以提高生还概率。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种三峡库区地质灾害预警管理系统，其特征在于，

包括检测装置、供电箱、报警装置和控制箱，所述检测装置包括安装座、降雨量检测单元、土壤湿度检测单元、位移检测单元和第一无线通信单元，所述降雨量检测单元、所述土壤湿度检测单元、所述位移检测单元和所述第一无线通信单元与所述安装座固定连接，并位于所述安装座内，所述检测装置的数量有多个，分布在不同的检测点，所述供电箱包括支架、防水外壳、电源分配器和市电接口，所述电源分配器与多个所述检测装置电连接，并位于所述检测装置的一侧，所述防水外壳与所述电源分配器固定连接，并位于所述电源分配器外，所述市电接口与所述电源分配器电连接，并穿过所述防水外壳，所述控制箱包括控制单元、第二无线通信单元、供电单元和供电外壳，所述控制单元、所述第二无线通信单元和所述供电单元位于所述供电外壳内，所述报警装置包括多个扬声器、多个指示灯和多个报警灯，多个指示灯分别与所述控制单元电连接，并分布在村镇中，多个所述扬声器和所述报警灯与所述控制单元电连接，并分布在村镇中。

2.如权利要求1所述的一种三峡库区地质灾害预警管理系统，其特征在于，

所述供电箱还包括移动电池，所述移动电池与所述电源分配器电连接，并位于所述防水外壳中。

3.如权利要求1所述的一种三峡库区地质灾害预警管理系统，其特征在于，

所述安装座包括安装壳体、锚杆、加重底盘和土壤检测杆，所述加重底盘与所述安装壳体固定连接，并位于所述安装壳体的一侧，所述锚杆与所述加重底盘固定连接，并位于所述加重底盘远离所述安装壳体的一侧，所述土壤检测杆的数量有多个，多个所述土壤检测杆与所述加重底盘螺纹连接，并穿过所述加重底盘。

4.如权利要求1所述的一种三峡库区地质灾害预警管理系统，其特征在于，

所述指示灯包括灯体和安装杆，所述灯体与所述安装杆固定连接，并位于所述安装杆的一侧。

5.如权利要求4所述的一种三峡库区地质灾害预警管理系统，其特征在于，

所述指示灯还包括防水罩，所述防水罩与所述安装杆固定连接，并覆盖所述灯体。

6.一种三峡库区地质灾害预警管理方法，其特征在于，

包括：在村镇中规划安全撤离点；

基于安全撤离点规划安全撤离路径，并沿路设置多个指示灯；

在村镇中设置多组扬声器和报警灯；

检测并收集地质信息上传中央控制台；

地质信息达到临界点，触发警报；

发送警报内容到扬声器进行播报，同时启动报警灯和指示灯；

根据指示灯显示路径进行撤离。

7.如权利要求6所述的一种三峡库区地质灾害预警管理方法，其特征在于，

所述在村镇中规划安全撤离点的具体步骤是：

以村镇为中心，半径1km获取第一撤离点；

以村镇为中心，半径500m获取第二撤离点。

8.如权利要求7所述的一种三峡库区地质灾害预警管理方法，其特征在于，

所述基于安全撤离点规划安全撤离路径，并沿路设置多个指示灯的具体步骤是：

计算单个第二撤离点与所有第一撤离点之间的距离；

对距离进行比较，并从大到小依次排列，取最小的两个距离值对应的第一撤离点分别与第二撤离点连线；

对所有第二撤离点重复以上两个步骤；

将指示灯按15-20米的间隔设置在所有连线上。

Images