CN114067531A - 一种基于5g的远程地质灾害监测系统及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于5G的远程地质灾害监测系统及监测方法，属于5G通信技术领域，在进行远程地质灾害监测时，首先链接互联网，获取可能会发生地质灾害的区域，并将从互联网获取的可能会发生地质灾害的区域标记为地质灾害可能发生区，进行针对性的监测，避免远程地质灾害监测系统的资源浪费，也使得远程地质灾害监测更有意义；计算前端采集站点的数量的方式为地质灾害可能发生区的区域总面积与前端采集站点的采集区域面积的商；针对地质灾害可能发生区进行面积比的方式确定前端采集站点的数量，进行前端采集站点的安装时，采集区域面积不交叉，即相邻的两个前端采集站点的采集区域不交叉；使得在进行远程地质灾害监测时更加精准与精确。

Description

一种基于5G的远程地质灾害监测系统及监测方法

技术领域

本发明属于5G通信技术领域，具体是一种基于5G的远程地质灾害监测系统及监测方法。

背景技术

第五代移动通信技术是最新一代蜂窝移动通信技术，5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。5G网络的主要优势在于，数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络,另一个优点是较低的网络延迟(更快的响应时间)，低于1毫秒。

很多地方是地质灾害易发区和多发区，因此防治任务十分艰巨、形势十分严峻。当前地质灾害的防范手段以人防监测为主，难以及时获取地质灾害发生前期的先兆信息的被动防灾救灾局面，从而无法实现地质灾害防治管理的科学化、信息化、标准化和可视化，精准、详细、动态开展防灾避灾抗灾。

为此，提出一种基于5G的远程地质灾害监测系统及监测方法。

发明内容

本发明提出一种基于5G的远程地质灾害监测系统，包括站点分布模块、前端采集站点、信息传输模块、远程监控中心以及灾害抢救中心；

所述站点分布模块用于对前端采集站点进行位置分布；

所述前端采集站点用于对地质灾害可能发生区进行灾害信息采集；所述灾害信息包括实时降雨量、振动频率以及声响；并将采集的灾害信息通过信息传输模块发送至远程监控中心；

所述远程监控中心接收到灾害信息后，进行存储与计算，计算出灾害预警系数；

当灾害预警系数大于等于灾害预警系数阈值时，信息处理模块发送预警信号至灾害预警模块；

灾害预警模块获取可能会发生地质灾害的前端采集站点，并将可能会发生地质灾害的前端采集站点坐标发送至灾害抢救中心完成远程地质灾害监测以及灾害抢救。

进一步地，站点分布模块对前端采集站点进行分布的过程包括以下步骤：

站点分布模块链接互联网，通过互联网获取可能会发生地质灾害的区域，并将从互联网获取的可能会发生地质灾害的区域标记为地质灾害可能发生区，站点分布模块分别对地质灾害可能发生区进行标记，标记为i，i为地质灾害可能发生区的编号，且i为正整数，i＞1；

站点分布模块获取前端采集站点的采集区域面积进而获取地质灾害可能发生区需要安装前端采集站点的数量；

站点分布模块将前端采集站点按照配设的数量安装于地质灾害可能发生区。

进一步地，前端采集站点的数量为地质灾害可能发生区的区域总面积与前端采集站点的采集区域面积的商，且前端采集站点的数量最终结果取整。

进一步地，所述信息传输模块采用5G通信传输的方式。

进一步地，所述远程监控中心包括信息存储模块、信息处理模块以及灾害预警模块；当远程监控中心接收到前端采集站点发送的灾害信息时，首先将灾害信息按照时间标签存储在信息存储模块中，按照时间以及前端采集站点的编号进行分类存储；同时，远程监控中心还同步将接收到的灾害信息发送至信息处理模块。

进一步地，所述信息处理模块对灾害信息进行处理的过程包括以下步骤：

步骤一：信息处理模块接收前端采集站点发送的实时采集灾害信息；所述实时采集灾害信息包括实时降雨量、振动频率以及声响；

步骤二：信息处理模块将降雨量、振动频率以及声响分别标记为JYij、ZDij以及SXij；信息处理模块利用计算公式计算灾害预警系数YJij；其中，灾害预警系数YJij的计算公式为YJij＝JYij*a1+ZDij*a2+SXij*a3；

其中的a1、a2、a3均为修整系数；

步骤三：信息处理模块设定灾害预警系数阈值，当灾害预警系数YJij大于等于灾害预警系数阈值时，表示该前端采集站点处可能会发生地质灾害，信息处理模块发送预警信号至灾害预警模块；

当灾害预警系数YJij小于灾害预警系数阈值时，表示该前端采集站点处为安全区，信息处理模块不做处理。

根据本发明的第二方面的实施例提出一种基于5G的远程地质灾害监测方法，包括以下步骤：

步骤A：进行远程地质灾害监测前的准备，准备包括地质灾害可能发生区的获取以及相应地质灾害可能发生区内部前端采集站点的分布；

步骤B：进行前端采集站点的安装以及获取前端采集站点的安装位置和相应安装位置的坡度走向；

步骤C：远程监控中心实时接收各个前端采集站点通过信息传输模块传输的灾害信息，并通过信息处理模块进行相应的信息处理，发送预警信号至灾害预警模块；

步骤D：灾害预警模块获取可能会发生地质灾害的前端采集站点，并将可能会发生地质灾害的前端采集站点坐标发送至灾害抢救中心；所述灾害抢救中心连接站点分布模块，获取该前端采集站点的坡度走向；根据该前端采集站点的坡度走向进行地质灾害的抢救以及人员疏散。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在进行远程地质灾害监测时，首先链接互联网，获取可能会发生地质灾害的区域，并将从互联网获取的可能会发生地质灾害的区域标记为地质灾害可能发生区，进行针对性的监测，避免远程地质灾害监测系统的资源浪费，也使得远程地质灾害监测更有意义。

2、本发明计算前端采集站点的数量的方式为地质灾害可能发生区的区域总面积与前端采集站点的采集区域面积的商，且前端采集站点的数量最终结果取整；针对地质灾害可能发生区进行面积比的方式确定前端采集站点的数量，且当前端采集站点进行安装时，采用前端采集站点的采集区域面积不交叉原则，即相邻的两个前端采集站点的采集区域不交叉；使得在进行远程地质灾害监测时更加精准与精确。

3、本发明还获取前端采集站点的安装位置以及相应安装位置的坡度走向；灾害预警模块获取可能会发生地质灾害的前端采集站点，并将可能会发生地质灾害的前端采集站点坐标发送至灾害抢救中心；所述灾害抢救中心连接站点分布模块，获取该前端采集站点的坡度走向；根据该前端采集站点的坡度走向进行地质灾害的抢救以及人员疏散；使得在地质灾害发生时，抢救更加及时与准确。

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为本发明一种基于5G的远程地质灾害监测系统原理图；

图2为本发明一种基于5G的远程地质灾害监测方法流程图。

具体实施方式

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。

如图1-2所示，一种基于5G的远程地质灾害监测系统，包括前端采集站点，所述前端采集站点用于对地质灾害可能发生区进行信息采集，在进行信息采集之前，基于5G的远程地质灾害监测系统还包括站点分布模块，所述站点分布模块用于对地质灾害可能发生区进行前端采集站点的分布，具体的，所述站点分布模块对前端采集站点进行分布的过程包括以下步骤：

第一步：首先确定地质灾害可能发生区的区域面积，其中，站点分布模块链接互联网，通过互联网链接国家地质监测有关部门，获取可能会发生地质灾害的区域，并将从互联网获取的可能会发生地质灾害的区域标记为地质灾害可能发生区，其中，地质灾害可能发生区为多个，站点分布模块分别对地质灾害可能发生区进行标记，标记为i，需要进行说明的是，i为地质灾害可能发生区的编号，且i为正整数，i＞1；

第二步：站点分布模块获取前端采集站点的参数数据，所述参数数据包括前端采集站点的采集区域面积，利用地质灾害可能发生区的区域总面积计算获取该区域需要配设的前端采集站点的数量；

其中的计算方式为前端采集站点的数量为地质灾害可能发生区的区域总面积与前端采集站点的采集区域面积的商，且前端采集站点的数量最终结果取整；

站点分布模块将分布在地质灾害可能发生区的前端采集站点进行标记，分别标记为ij，其中的i表示地质灾害可能发生区的编号，j表示地质灾害可能发生区内前端采集站点的编号；且j为正整数，j＞1；

第三步：站点分布模块将前端采集站点按照配设的数量安装于地质灾害可能发生区；

其中，需要进行说明的是，当前端采集站点进行安装时，采用前端采集站点的采集区域面积不交叉原则，即相邻的两个前端采集站点的采集区域不交叉；且在安装时，获取前端采集站点的安装位置以及相应安装位置的坡度走向；

需要做进一步解释说明的是，安装位置的坡度走向具体的获取方式包括：

步骤a：以地质灾害可能发生区的最低海平面上的任意一点为原点，建立三维坐标系；将地质灾害可能发生区的地形模型填充进三维坐标系；

步骤b：在建立的三维坐标系内获取各个前端采集站点的三维坐标点，获取前端采集站点的采集区域面积并具象化进地形模型填充后的三维坐标系中；

步骤c：获取前端采集站点的采集区域面在三维坐标系中的最高点的坐标Z，同时获取前端采集站点的采集区域面在三维坐标系中的最低点的坐标X，连接最高点的坐标Z与最低点的坐标X，则将ZX作为前端采集站点的坡度走向。

其中，基于5G的远程地质灾害监测系统还包括信息传输模块，所述信息传输模块采用5G通信传输的方式，且基于5G的远程地质灾害监测系统将所有的前端采集站点作为一个个具体的信号发射源，所述信号发射源通过信息传输模块将采集的信息发送至灾害分析模块；

其中，需要进行说明的是，所述前端采集站点还用于采集地质灾害可能发生区的灾害信息，其中所述灾害信息包括但不限于降雨量以及其他可能引发地质灾害的信息，本发明的一个具体的实施例采集的信息为降雨量；所述灾害信息还包括在地质灾害发生前的预警信息，所述预警信息可能为地面的振动频率以及地质灾害发生时的声响；

需要进行说明的是，所述前端采集站点分布于地质灾害可能发生区，故地质灾害发生前以及发生时的所有信息，前端采集站点都可以采集得到；

其中，所述基于5G的远程地质灾害监测系统还包括远程监控中心，所述远程监控中心用于接收各个前端采集站点通过信息传输模块传输的灾害信息；

所述远程监控中心包括信息存储模块、信息处理模块以及灾害预警模块；

当远程监控中心接收到前端采集站点发送的灾害信息时，首先将灾害信息按照时间标签存储在信息存储模块中，按照时间以及前端采集站点的编号进行分类存储；同时，远程监控中心还同步将接收到的灾害信息发送至信息处理模块，所述信息处理模块用于对灾害信息进行处理；具体的，所述信息处理模块对灾害信息进行处理的过程包括以下步骤：

步骤一：信息处理模块接收前端采集站点发送的实时采集灾害信息，所述实时采集灾害信息包括实时降雨量，单位为mm；所述实时采集灾害信息还包括振动频率，所述振动频率的单位为HZ；所述实时采集灾害信息还包括声响，所述声响的单位为分贝；

其中，需要进行说明的是，所述振动频率为地面的振动频率，举例来说，当遇到泥石流灾害时，泥石流灾害发生区会有相应的地面振动，故可采集出相应的振动频率，且随着泥石流的发生，振动频率会相应的增加；

且在发生泥石流灾害时，由于泥、沙和水以及混合在水中的其他物体进行流动时，会产生相应的声响，故本申请中所表达的声响为过滤雨声之外的声响；

步骤二：信息处理模块将降雨量、振动频率以及声响分别标记为JYij、ZDij以及SXij；信息处理模块利用计算公式计算灾害预警系数YJij；其中，灾害预警系数YJij的计算公式为YJij＝JYij*a1+ZDij*a2+SXij*a3；

其中的a1、a2、a3均为修整系数；

步骤三：信息处理模块设定灾害预警系数阈值，当灾害预警系数YJij大于等于灾害预警系数阈值时，表示该前端采集站点处可能会发生地质灾害，信息处理模块发送预警信号至灾害预警模块；

当灾害预警系数YJij小于灾害预警系数阈值时，表示该前端采集站点处为安全区，信息处理模块不做处理。

其中，所述远程监控中心连接有灾害抢救中心，当灾害预警模块接收到预警信号后，灾害预警模块获取可能会发生地质灾害的前端采集站点，并将可能会发生地质灾害的前端采集站点坐标发送至灾害抢救中心；所述灾害抢救中心连接站点分布模块，获取该前端采集站点的坡度走向；根据该前端采集站点的坡度走向进行地质灾害的抢救以及人员疏散。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行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大量数据模拟获得。

一种基于5G的远程地质灾害监测方法，具体的，该基于5G的远程地质灾害监测方法包括以下步骤：

步骤A：进行远程地质灾害监测前的准备，准备包括地质灾害可能发生区的获取以及相应地质灾害可能发生区内部前端采集站点的分布；

步骤B：进行前端采集站点的安装以及获取前端采集站点的安装位置和相应安装位置的坡度走向；

步骤C：远程监控中心实时接收各个前端采集站点通过信息传输模块传输的灾害信息，并通过信息处理模块进行相应的信息处理，发送预警信号至灾害预警模块；

步骤D：灾害预警模块获取可能会发生地质灾害的前端采集站点，并将可能会发生地质灾害的前端采集站点坐标发送至灾害抢救中心；所述灾害抢救中心连接站点分布模块，获取该前端采集站点的坡度走向；根据该前端采集站点的坡度走向进行地质灾害的抢救以及人员疏散。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。

此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，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。

Claims (7)

1.一种基于5G的远程地质灾害监测系统，其特征在于，包括站点分布模块、前端采集站点、信息传输模块、远程监控中心以及灾害抢救中心；

所述站点分布模块用于对前端采集站点进行位置分布；

所述前端采集站点用于对地质灾害可能发生区进行灾害信息采集；所述灾害信息包括实时降雨量、振动频率以及声响；并将采集的灾害信息通过信息传输模块发送至远程监控中心；

所述远程监控中心接收到灾害信息后，进行存储与计算，计算出灾害预警系数；

当灾害预警系数大于等于灾害预警系数阈值时，信息处理模块发送预警信号至灾害预警模块；

灾害预警模块获取可能会发生地质灾害的前端采集站点，并将可能会发生地质灾害的前端采集站点坐标发送至灾害抢救中心完成远程地质灾害监测以及灾害抢救。

2.根据权利要求1所述的一种基于5G的远程地质灾害监测系统，其特征在于，站点分布模块对前端采集站点进行分布的过程包括以下步骤：

站点分布模块链接互联网，通过互联网获取可能会发生地质灾害的区域，并将从互联网获取的可能会发生地质灾害的区域标记为地质灾害可能发生区，站点分布模块分别对地质灾害可能发生区进行标记，标记为i，i为地质灾害可能发生区的编号，且i为正整数，i＞1；

站点分布模块获取前端采集站点的采集区域面积进而获取地质灾害可能发生区需要安装前端采集站点的数量；

站点分布模块将前端采集站点按照配设的数量安装于地质灾害可能发生区。

3.根据权利要求2所述的一种基于5G的远程地质灾害监测系统，其特征在于，前端采集站点的数量为地质灾害可能发生区的区域总面积与前端采集站点的采集区域面积的商，且前端采集站点的数量最终结果取整。

4.根据权利要求1所述的一种基于5G的远程地质灾害监测系统，其特征在于，所述信息传输模块采用5G通信传输的方式。

5.根据权利要求1所述的一种基于5G的远程地质灾害监测系统，其特征在于，所述远程监控中心包括信息存储模块、信息处理模块以及灾害预警模块；当远程监控中心接收到前端采集站点发送的灾害信息时，首先将灾害信息按照时间标签存储在信息存储模块中，按照时间以及前端采集站点的编号进行分类存储；同时，远程监控中心还同步将接收到的灾害信息发送至信息处理模块。

6.根据权利要求1所述的一种基于5G的远程地质灾害监测系统，其特征在于，所述信息处理模块对灾害信息进行处理的过程包括以下步骤：

步骤一：信息处理模块接收前端采集站点发送的实时采集灾害信息；所述实时采集灾害信息包括实时降雨量、振动频率以及声响；

步骤二：信息处理模块将降雨量、振动频率以及声响分别标记为JYij、ZDij以及SXij；信息处理模块利用计算公式计算灾害预警系数YJij；其中，灾害预警系数YJij的计算公式为YJij＝JYij*a1+ZDij*a2+SXij*a3；

其中的a1、a2、a3均为修整系数；

步骤三：信息处理模块设定灾害预警系数阈值，当灾害预警系数YJij大于等于灾害预警系数阈值时，表示该前端采集站点处可能会发生地质灾害，信息处理模块发送预警信号至灾害预警模块；

当灾害预警系数YJij小于灾害预警系数阈值时，表示该前端采集站点处为安全区，信息处理模块不做处理。

7.根据权利要求1所述的一种基于5G的远程地质灾害监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：进行远程地质灾害监测前的准备，准备包括地质灾害可能发生区的获取以及相应地质灾害可能发生区内部前端采集站点的分布；

步骤B：进行前端采集站点的安装以及获取前端采集站点的安装位置和相应安装位置的坡度走向；

步骤C：远程监控中心实时接收各个前端采集站点通过信息传输模块传输的灾害信息，并通过信息处理模块进行相应的信息处理，发送预警信号至灾害预警模块；

步骤D：灾害预警模块获取可能会发生地质灾害的前端采集站点，并将可能会发生地质灾害的前端采集站点坐标发送至灾害抢救中心；所述灾害抢救中心连接站点分布模块，获取该前端采集站点的坡度走向；根据该前端采集站点的坡度走向进行地质灾害的抢救以及人员疏散。

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