CN114743350B - 一种构造混杂岩区滑坡监测预警系统 - Google Patents
一种构造混杂岩区滑坡监测预警系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114743350B CN114743350B CN202210044606.XA CN202210044606A CN114743350B CN 114743350 B CN114743350 B CN 114743350B CN 202210044606 A CN202210044606 A CN 202210044606A CN 114743350 B CN114743350 B CN 114743350B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- early warning
- monitoring
- warning signal
- module
- landslide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
- G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
- G08B21/10—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to calamitous events, e.g. tornados or earthquakes
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
- G08B29/18—Prevention or correction of operating errors
- G08B29/185—Signal analysis techniques for reducing or preventing false alarms or for enhancing the reliability of the system
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
- Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
Abstract
本发明涉及地质灾害防治技术领域,具体公开了一种构造混杂岩区滑坡监测预警系统,包括:位移监测模块,用于获取滑坡地表的位移量,若位移量超过位移阈值,则生成第三预警信号;微震监测模块,用于获取滑坡内部岩体破裂产生的震动量,若震动量超过阈值,则生成第一预警信号;InSAR影像获取模块,用于获取滑坡第i时刻的InSAR影像,将第i时刻的InSAR影像中颜色的深浅度大于深浅度阈值的区域设置为监测区域,并在监测区域内设置监测点,获取滑坡第i+1时刻的InSAR影像,将第i+1时刻的InSAR影像与第i时刻的InSAR影像进行对比,确定每个监测点的形变量,若形变量超过形变阈值,则生成第二预警信号。提供了一种能够超前感知并减少误报的构造混杂岩区滑坡监测预警系统。
Description
技术领域
本发明涉及地质灾害防治技术领域,特别涉及一种构造混杂岩区滑坡监测预警系统。
背景技术
混杂岩是一种特殊的岩石(地层)体。它是受板块构造作用而变形并能在地质图上填绘出的特殊岩石体,又称混杂堆积。由外来岩块、原地岩块、基质三部分组成。所有上述各岩石碎块大小不等,形状各异,彼此以构造关系相接触,且均经受了不同规模的剪切作用。
构造混杂岩区因地质情况复杂,重大滑坡现象时有发生,不仅危害人民生民财产安全,还极有可能对重要江河及水源地的生态环境造成不可估量的危害。因而其预测预报技术成为山地灾害防治领域的研究热点之一。
现有技术对滑坡的监测与预警主要是借助各类传感器实时监测实现。具体是在坡体及周边关键位置加装传感器,实测坡体已有裂隙的变形数据并计算其变形规律。当传感器实时传输数据显示变形加剧时,由预警系统发出警示信息。这种方法对于均质土类滑坡准确性较高,例如历史上有名的三峡新滩滑坡、甘肃黑方台滑坡正是采用这种方法而成功预警。但是构造混杂岩区复杂的地质情况导致岩体变形规律复杂,采用上述方法进行滑坡监测预警,极易出现误报(异常的动物移动)或预警信息发布滞后的情况。因此,目前急需一种能够超前感知并减少误报的构造混杂岩区滑坡监测预警系统。
发明内容
本发明提供了一种能够超前感知并减少误报的构造混杂岩区滑坡监测预警系统。
为了解决上述技术问题,本申请提供如下技术方案:
一种构造混杂岩区滑坡监测预警系统,包括:
微震监测模块,用于获取岩体破裂产生的震动量,若震动量超过阈值,则生成第一预警信号;
InSAR影像获取模块,获取滑坡第i时刻的InSAR影像,将第i时刻的InSAR影像中颜色的深浅度大于深浅度阈值的区域设置为监测区域,并在监测区域内设置监测点,获取滑坡第i+1时刻的InSAR影像,将第i+1时刻的InSAR影像与第i时刻的InSAR影像进行对比,确定每个监测点的形变量,若形变量超过形变阈值,则生成第二预警信号;
位移监测模块,用于获取地表的位移量,若位移量超过位移阈值,则生成第三预警信号;
处理模块,用于在收到第一预警信号后暂存,在接收到第二预警信号和第三预警信号时,判断是否接受到第一预警信号,若存在则生成报警信号;
通讯模块,用于以无线通讯的方式接收第一预警信号,并发送处理模块,然后在接收到报警信号后,以无线通讯的方式向外发送报警信号。
基础方案原理及有益效果如下:位移监测模块能够获取地表的位移量,若位移量超过位移阈值,则生成第三预警信号,这样能够直接获得位移量,但是容易出现误报。因此,通过微震监测模块获取岩体破裂产生或其他物体产生的震动量,若震动量超过阈值,则生成第一预警信号。
在位移检测加震动检测的基础上能够获得较为准确的信息,但是缺无法进行提前预警。因此,在上述基础上,再增加了InSAR影像获取模块,通过对不同时刻的InSAR影像的对比,确定形变量,在形变量超过形变阈值是,生成第二预警信号。
第一预警信号、第二预警信号和第三预警信号虽然都是对滑坡进行预警,但是所选取的维度不同,而且方式也不同,第一预警信号的准确获取并不是在地面上直接获取的,而且存在一定的精度问题(尤其是干扰问题)。因此在获知到第一预警信号后,是发送至处理模块进行暂存。此时如果第二预警信号和第三预警信号被触发,则能够进一步的减少误报的情况。使滑坡预警信息发布时间更加及时精准,为防灾减灾赢得宝贵时间。
本方案意图是突出微震监测,以微震监测作为主要手段,InSAR影像、位移监测作为辅助手段。因为对于岩质滑坡而言,首先是坡体内部岩体断裂破坏,此时在地表看不到任何变形迹象;当岩体断裂点达到一定程度时内部的滑动面即将贯通,此时才会在地表看到沉降、位移等变形迹象(如果仅仅依靠InSAR影像获取模块和位移监测模块其存在精度或者其他人为/动物因素干扰的可能);当岩体断裂点达到一定程度且微震事件持续密集发生时,滑坡即将启动。所以微震监测模块可以提前感知坡体变形,并与地表位移监测相结合,可以在第一时间发出预警信息。此外可以由微震监测预警修正当前以滑坡位移监测为主的预警方法,将滑坡发生时的预警时间提前,为人员疏散等防灾减灾赢得宝贵时间。几种方法结合,预警信息发布时间会更加及时精准。
综上,本方案本质上是以微震监测模块为主要判断依据,产生第一预警信号(此时可能是地表的其他非滑坡因素变化导致的)。然后利用InSAR影像获取模块和位移监测模块为宏观上的触发条件,在形变量超过形变阈值后,处理模块在接收到第一预警信号后,如果产生了第二预警信号和第三预警信号,则生成报警信号,能够保证减少误报的情况。
进一步,所述位移监测模块为GNSS位移监测器件。
进一步,所述处理模块为单片机。
进一步,所述InSAR影像获取模块形变量超过形变阈值包括:根据每个监测点的形变量对所述监测点进行等形变量划分及连线,获得多条第一等形变量曲线;计算每条第一等形变量曲线上的每个监测点与所述第一等形变量曲线相邻的第一等形变量曲线的距离,以小于距离阈值的距离为半径,以小于距离阈值的距离对应的监测点为圆心,圈定裂变监测区域,将所述裂变监测区域内的监测点进行标记,获得标记监测点;获取第i+3时刻的InSAR影像;将第i+3时刻的InSAR影像与第i+2时刻的InSAR影像进行对比,确定每个标记监测点的形变量;根据每个标记监测点的形变量对标记监测点进行等形变量的划分和连线,获得多条第二等形变量曲线;计算每条第二等形变量曲线上的每个标记监测点与所述第二等形变量曲线相邻的第二等形变量曲线的距离,并选取最短的距离;判断所述最短的距离是否大于第二距离阈值,得到第一判断结果;若所述第一判断结果表示相邻两条第二等形变量曲线之间的最短的距离大于第二距离阈值,则生成第一预警信号;若所述第一判断结果表示相邻两条第二等形变量曲线之间的最短的距离不大于第二距离阈值,令i的数值增加1,返回步骤“获取第i+3时刻的InSAR影像”。
进一步,所述处理模块还用于,在接收到第二预警信号和第三预警信号,且未接收到第一预警信号时,以当前时间为第一时间戳生成第一验证信息;通讯模块在接收到第一验证信息后,向临近的通讯模块发送第一验证信息;通讯模块在接收到第一验证新后发送至处理模块,处理模块在接收到第一验证信息后,解析第一验证信息的生成时间,并与其接受到第二预警信号和第三预警信号的时间进行对比,若时间相同则生成报警信号;若时间不相同,则将第一验证信息和本地接受到第二预警信号和第三预警信号的时间为第二时间戳封装为第二验证信息,通过通信模块发送至另一临近的通信模块,通信模块在接收到第二验证信息后发送至处理模块,处理模块解析得到第一时间戳和第二时间戳,然后获取本地接受到第二预警信号和第三预警信号的时间作为第三时间戳,若第一时间戳、第二时间戳和第三时间戳存在连续性,则解除预警,若不存在连续性,则生成报警信号。
这样的方式能够减少动物移动造成的干扰。存在连续性,则可能是动物路过或者是普通的落石的情况,因此解除预警是对上述情形进行了准确识别后的操作,能够在保证精度的同时减少误报的情况。
进一步,还包括红外探测模块,用于采集环境中的热成像信息,与处理模块信号连接,处理模块在接受到第一验证信息或第二验证信息后启动红外探测模块并获取红外探测模块探测到的热成像信息,并对热成像信息进行二值化处理,然后聚类,若存在一个以上的边缘封闭的热成像物体,则生成报警信号。
这样的方式能够准确的识别出动物造成的干扰(动物可能会对相关的仪器感兴趣,产生积压、撞击等情况)。
进一步,还包括震动对比模块,包括:
探测桩,包括用于插入泥土的桩杆和露出底面的桩身;
第一探测模组,包括支撑柱、滑块、弹性件、第一应变片,支撑柱固定在桩身上,支撑柱上设有滑槽,滑块位于滑槽内,滑块与支撑柱滑动连接,弹性件固定在滑块的两端,第一应变片固定在支撑柱上,弹性件与第一应变片固定连接,滑槽内设有第二应变片,第二应变片的两端与滑槽的侧面固定连接,第二应变片与滑槽之间留有间隙;
第二探测模组,包括支撑体和弹性体,桩杆的两侧分别设有中空的水平方向的安装槽,支撑体与安装槽滑动连接,弹性体的一端固定在安装槽的底部,弹性体的另一端与支撑体的底部之间设有第三应变片,第三应变片分别与弹性体和支撑体固定连接;
其中,支撑体的底部设有锁止孔,桩杆内设有锁止腔,锁止腔位于锁止孔的下方并与锁止孔连通,锁止孔内设有锁止件,锁止件与锁止腔的底部之间设有克服锁止件重力的弹性锁件,桩身上设有与锁止腔联通的操作腔,操作腔内设有与锁止件固定连接的操作杆,第一应变片、第二应变片和第三应变片分别与处理模块信号连接;处理模块还用于在接收到第一应变片和第二应变片产生变化的信号时,生成驱赶信号,处理模块连接有以蜂鸣器,蜂鸣器接收到驱赶信号后启动;处理模块还用于在接收到第三应变片中仅有一侧的压力减少或者仅有一侧的压力增大时,生成报警信号。
这样的方式能够准确的识别出滑坡或者裂缝前,第三应变片所受到的压力的变化。滑坡是导致一侧的压力减少或者增加。同时,为了避免是动物撞击的影响,以蜂鸣器进行驱逐。另外是两侧对比的方式,能够解决在测量过程中,因雨水导致泥土松软导致两侧压力同时减少的误报的情况。而且,在弹性锁件的作用下,能够增大锁止件与支撑体的摩擦力,进一步的避免误报的情况。
附图说明
图1为一种构造混杂岩区滑坡监测预警系统实施例一的逻辑框图;
图2为一种构造混杂岩区滑坡监测预警系统实施例四中的震动对比模块的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明:
说明书附图中的标记包括:桩杆1、桩身2、支撑柱3、支撑体4、弹性体41、第三应变片42、锁止件5、操作杆51。
实施例一
本实施例的一种构造混杂岩区滑坡监测预警系统(如图1所示),包括:
微震监测模块,用于获取岩体破裂产生的震动量,若震动量超过阈值,则生成第一预警信号;
InSAR影像获取模块(是新近发展起来的空间对地观测技术,是传统的SAR遥感技术与射电天文干涉技术相结合的产物。它利用雷达向目标区域发射微波,然后接收目标反射的回波,得到同一目标区域成像的SAR复图像对,若复图像对之间存在相干条件,SAR复图像对共轭相乘可以得到干涉图,根据干涉图的相位值,得出两次成像中微波的路程差,从而计算出目标地区的地形、地貌以及表面的微小变化,可用于数字高程模型建立、地壳形变探测等),获取滑坡第i时刻的InSAR影像,将第i时刻的InSAR影像中颜色的深浅度大于深浅度阈值的区域设置为监测区域,并在监测区域内设置监测点,获取滑坡第i+1时刻的InSAR影像,将第i+1时刻的InSAR影像与第i时刻的InSAR影像进行对比,确定每个监测点的形变量,若形变量超过形变阈值,则生成第二预警信号;
位移监测模块(为GNSS位移监测器件。),用于获取地表的位移量,若位移量超过位移阈值,则生成第三预警信号;
处理模块(本实施例中选用的是单片机),用于在收到第一预警信号后暂存,在接收到第二预警信号和第三预警信号时,判断是否接受到第一预警信号,若存在则生成报警信号;
通讯模块(本实施例中选用的是4G模块),用于以无线通讯的方式接收第一预警信号,并发送处理模块,然后在接收到报警信号后,以无线通讯的方式向外发送报警信号。
具体使用时,InSAR影像获取模块,通过对不同时刻的InSAR影像的对比,确定形变量,在形变量超过形变阈值是,生成第二预警信号。位移监测模块能够获取地表的位移量,若位移量超过位移阈值,则生成第三预警信号,这样能够直接获得位移量,但是容易出现误报。因此,通过微震监测模块获取岩体破裂产生或其他物体产生的震动量,若震动量超过阈值,则生成第一预警信号。在具体实现过程中,用震动量作为预警信号似有不妥,因为微震监测接收到的信号比较杂乱,在其他实施例中可进行去噪处理,然后将真实可信的信号处理后标记出震动源位置,当震动源密集区连线长度超过滑坡主滑区长度的1/2时(可在滑坡主剖面上进行标记对比),生成第一预警信号,更严谨。但是上述方式对降噪的方式存在一定的依赖,实施例通过多种信源的方式既能够保证及时性又能够降低误报情况。
第一预警信号、第二预警信号和第三预警信号虽然都是对滑坡进行预警,但是所选取的维度不同,而且方式也不同,第一预警信号的准确获取并不是在地面上直接获取的,而且存在一定的精度问题。因此在获知到第一预警信号后,是发送至处理模块进行暂存。此时如果第二预警信号和第三预警信号被触发,既能够减少误报又能够保证及时性的情况。
通常来说,微震传感模块就是指微震传感器,其包括拾振器(Geophone)和加速度计(Accelerometer)两类,每类又可分为单轴和三轴两种不同型号。拾振器是一种速度类传感器,其优点是可自动获得传感器的安装倾角。传感器可采用表面式安装或钻孔安装,钻孔直径不小于76mm,安装深度不小于7m,以消除开挖松动区影响和地震波沿表面传播时可能产生的放大效应。微震传感器通常还包括独立的数据采集器(本实施例中为处理模块,具体可以用带有AD转换功能的单片机实现,当让也可以是其自带的)和存储微震数据,数据采集器的功能是将微震传感器的模拟信号转换为数字信号,以避免传输过程中的微震信号损失或经前置放大后的削峰损失;存储微震数据,避免网络或电源失效情况下的数据流失。具体的微震传感器有两种震源定位方法:均一速度定位方法和射线追踪(Ray tracing)定位方法。本实施例中选用的是ISS公司的产品自带的方法。
在另一实施例中,微震监测模块对采场岩体微破裂信号进行监测,采集震源参数,并传输到处理模块;处理模块通过分析采集到的震源参数,对采场岩体的稳定性状态进行判定,并判断是否生成第一预警信号;微震监测模块包括8个微震传感器,其中4个微震传感器为低频传感器,用于监测频率范围为3-3KHZ内的低频信号,另4个微震传感器为高频传感器,用于监测频率范围为2K-30KHZ内的高频信号。微震监测模块采集的参数包括微震时间、微震位置、微震频率、微震能量和微震震级。处理模块的处理逻辑如下:
1)计算每个300秒内的微震事件数、平均微震能量和平均微震震级,分别记为事件率Pf、能量率E和平均震级R;2)计算第t个300秒相对于第t-1个300秒的事件率、能量率和平均震级的增量,分别记为Z1、Z2和Z3;3)计算平静时每个300秒内的平均事件率、平均能量率和平均震级,分别记为背景事件率Pf’、背景能量率E’和背景平均震级R’;4)计算事件率、能量率、平均震级的临界增量Z1’、Z2’、Z3’;其中Z1’=0.1~2Pf’,Z2’=0.1~2E’,Z3’=0.1~2R’;
然后,设定岩石稳定性状态判定阈值为Pf’、E’、R’、Z1’、Z2’、Z3’;对Pf>Pf’,E>E’,R>R’,Z1>Z1’,Z2>Z2’,Z3>Z3’分别进行布尔运算;结果为真,记为1,结果为假,记为0;将6组布尔运算的结果按顺序记为一个六位数值,由该六位数值判定的采场岩体稳定性状态。
实施例二
本实施例和实施例一的区别在于,本实施例中所述InSAR影像获取模块形变量超过形变阈值包括:根据每个监测点的形变量对所述监测点进行等形变量划分及连线,获得多条第一等形变量曲线;计算每条第一等形变量曲线上的每个监测点与所述第一等形变量曲线相邻的第一等形变量曲线的距离,以小于距离阈值的距离为半径,以小于距离阈值的距离对应的监测点为圆心,圈定裂变监测区域,将所述裂变监测区域内的监测点进行标记,获得标记监测点;获取第i+3时刻的InSAR影像;将第i+3时刻的InSAR影像与第i+2时刻的InSAR影像进行对比,确定每个标记监测点的形变量;根据每个标记监测点的形变量对标记监测点进行等形变量的划分和连线,获得多条第二等形变量曲线;计算每条第二等形变量曲线上的每个标记监测点与所述第二等形变量曲线相邻的第二等形变量曲线的距离,并选取最短的距离;判断所述最短的距离是否大于第二距离阈值,得到第一判断结果;若所述第一判断结果表示相邻两条第二等形变量曲线之间的最短的距离大于第二距离阈值,则生成第一预警信号;若所述第一判断结果表示相邻两条第二等形变量曲线之间的最短的距离不大于第二距离阈值,令i的数值增加1,返回步骤“获取第i+3时刻的InSAR影像”。
实施例三
与实施例二相比,不同之处仅在于,所述处理模块还用于,在接收到第二预警信号和第三预警信号,且未接收到第一预警信号时,以当前时间为第一时间戳生成第一验证信息;通讯模块在接收到第一验证信息后,向临近的通讯模块发送第一验证信息;通讯模块在接收到第一验证新后发送至处理模块,处理模块在接收到第一验证信息后,解析第一验证信息的生成时间,并与其接受到第二预警信号和第三预警信号的时间进行对比,若时间相同则生成报警信号;若时间不相同,则将第一验证信息和本地接受到第二预警信号和第三预警信号的时间为第二时间戳封装为第二验证信息,通过通信模块发送至另一临近的通信模块,通信模块在接收到第二验证信息后发送至处理模块,处理模块解析得到第一时间戳和第二时间戳,然后获取本地接受到第二预警信号和第三预警信号的时间作为第三时间戳,若第一时间戳、第二时间戳和第三时间戳存在连续性,则解除预警,若不存在连续性,则生成报警信号。还包括红外探测模块,用于采集环境中的热成像信息,与处理模块信号连接,处理模块在接受到第一验证信息或第二验证信息后启动红外探测模块并获取红外探测模块探测到的热成像信息,并对热成像信息进行二值化处理,然后聚类,若存在一个以上的边缘封闭的热成像物体,则生成报警信号。
具体使用时,通过验证时间戳连续性的方式能够减少动物移动造成的干扰。存在连续性,则可能是动物路过或者是普通的落石的情况,因此解除预警是对上述情形进行了准确识别后的操作,能够在保证精度的同时减少误报的情况。并且通过红外的方式能够进一步识别出动物造成的干扰(动物可能会对相关的仪器感兴趣,产生积压、撞击等情况)。
实施例四
与实施例一相比,不同之处仅在于,还包括震动对比模块(如图2所示),包括:
探测桩,包括用于插入泥土的桩杆1和露出底面的桩身2;
第一探测模组,包括支撑柱3、滑块、弹性件、第一应变片,支撑柱3固定在桩身2上,支撑柱3上设有滑槽,滑块位于滑槽内,滑块与支撑柱3滑动连接,弹性件固定在滑块的两端,第一应变片固定在支撑柱3上,弹性件与第一应变片固定连接,滑槽内设有第二应变片,第二应变片的两端与滑槽的侧面固定连接,第二应变片与滑槽之间留有间隙;
第二探测模组,包括支撑体4和弹性体41,桩杆1的两侧分别设有中空的水平方向的安装槽,支撑体4与安装槽滑动连接,弹性体41的一端固定在安装槽的底部,弹性体41的另一端与支撑体4的底部之间设有第三应变片42,第三应变片42分别与弹性体41和支撑体4固定连接;
其中,支撑体4的底部设有锁止孔,桩杆1内设有锁止腔,锁止腔位于锁止孔的下方并与锁止孔连通,锁止孔内设有锁止件5,锁止件5与锁止腔的底部之间设有克服锁止件5重力的弹性锁件,桩身2上设有与锁止腔联通的操作腔,操作腔内设有与锁止件5固定连接的操作杆51,第一应变片、第二应变片和第三应变片42分别与处理模块信号连接;处理模块还用于在接收到第一应变片和第二应变片产生变化的信号时,生成驱赶信号,处理模块连接有以蜂鸣器,蜂鸣器接收到驱赶信号后启动;处理模块还用于在接收到第三应变片42中仅有一侧的压力减少或者仅有一侧的压力增大时,生成报警信号。
具体使用时,将桩杆1插入泥土中,桩身2漏出地面,此时要使得一侧第三应变片42朝向上坡,另一侧朝向下坡。此时支撑体4在锁止件5的作用下还是被锁止状态的。然后向下压操作杆51,此时弹性锁件被压缩,锁止件5从锁止孔中移动到锁止腔中。此时支撑体4相当于被释放,在弹性体41的作用下,向外移动。此时第三应变片42是受到支撑体4和弹性体41的力,产生一定的形变。在正常情况下,支撑体4外侧的泥土被压缩,使得支撑体4和弹性体41之间达成一个受力平衡的状态(由于支撑体4发生了唯一,锁止件5也就无法进行锁止了)。
在出现滑坡时,通常的滑坡要么是最底部的支撑消失了,此时会出现从下往上逐渐滑坡的情况,要么是从上面开始逐级向下。在这个过程中,如果是大规模的,那么前面就能够检测到了。但是如果是小范围的,可能还没有触发预警机制。但是在本实施例中,由于第三应变片42是位于两侧的,两侧泥土的支撑力发生变化,那么就能够通过弹性体41进行放大,保证监测的准确率。
以上的仅是本发明的实施例,该发明不限于此实施案例涉及的领域,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述,所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识,能够获知该领域中所有的现有技术,并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力,所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下,结合自身能力完善并实施本方案,一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (6)
1.一种构造混杂岩区滑坡监测预警系统,其特征在于:包括:
微震监测模块,用于获取滑坡内部岩体破裂产生的震动量,若震动量超过阈值,则生成第一预警信号;
InSAR影像获取模块,用于获取滑坡第i时刻的InSAR影像,将第i时刻的InSAR影像中颜色的深浅度大于深浅度阈值的区域设置为监测区域,并在监测区域内设置监测点,获取滑坡第i+1时刻的InSAR影像,将第i+1时刻的InSAR影像与第i时刻的InSAR影像进行对比,确定每个监测点的形变量,若形变量超过形变阈值,则生成第二预警信号;
位移监测模块,用于获取滑坡地表的位移量,若位移量超过位移阈值,则生成第三预警信号;
处理模块,用于在收到第一预警信号后暂存,在接收到第二预警信号和第三预警信号时,判断是否接受到第一预警信号,若存在则生成报警信号;
通讯模块,用于以无线通讯的方式接收第二预警信号,并发送处理模块,然后在接收到报警信号后,以无线通讯的方式向外发送报警信号;
还包括震动对比模块,包括:
探测桩,包括用于插入泥土的桩杆和露出地面的桩身;
第一探测模组,包括支撑柱、滑块、弹性件、第一应变片,支撑柱固定在桩身上,支撑柱上设有滑槽,滑块位于滑槽内,滑块与支撑柱滑动连接,弹性件固定在滑块的两端,第一应变片固定在支撑柱上,弹性件与第一应变片固定连接,滑槽内设有第二应变片,第二应变片的两端与滑槽的侧面固定连接,第二应变片与滑槽之间留有间隙;
第二探测模组,包括支撑体和弹性体,桩杆的两侧分别设有中空的水平方向的安装槽,支撑体与安装槽滑动连接,弹性体的一端固定在安装槽的底部,弹性体的另一端与支撑体的底部之间设有第三应变片,第三应变片分别与弹性体和支撑体固定连接;
其中,支撑体的底部设有锁止孔,桩杆内设有锁止腔,锁止腔位于锁止孔的下方并与锁止孔连通,锁止孔内设有锁止件,锁止件与锁止腔的底部之间设有克服锁止件重力的弹性锁件,桩身上设有与锁止腔联通的操作腔,操作腔内设有与锁止件固定连接的操作杆,第一应变片、第二应变片和第三应变片分别与处理模块信号连接;处理模块还用于在接收到第一应变片和第二应变片产生变化的信号时,生成驱赶信号,处理模块连接有一蜂鸣器,蜂鸣器接收到驱赶信号后启动;处理模块还用于在接收到第三应变片中仅有一侧的压力减少或者仅有一侧的压力增大时,生成报警信号。
2.根据权利要求1所述的构造混杂岩区滑坡监测预警系统,其特征在于:所述位移监测模块为GNSS位移监测器件。
3.根据权利要求2所述的构造混杂岩区滑坡监测预警系统,其特征在于:所述处理模块为单片机。
4.根据权利要求3所述的构造混杂岩区滑坡监测预警系统,其特征在于:所述InSAR影像获取模块形变量超过形变阈值包括:根据每个监测点的形变量对所述监测点进行等形变量划分及连线,获得多条第一等形变量曲线;计算每条第一等形变量曲线上的每个监测点与所述第一等形变量曲线相邻的第一等形变量曲线的距离,以小于距离阈值的距离为半径,以小于距离阈值的距离对应的监测点为圆心,圈定裂变监测区域,将所述裂变监测区域内的监测点进行标记,获得标记监测点;获取第i+3时刻的InSAR影像;将第i+3时刻的InSAR影像与第i+2时刻的InSAR影像进行对比,确定每个标记监测点的形变量;根据每个标记监测点的形变量对标记监测点进行等形变量的划分和连线,获得多条第二等形变量曲线;计算每条第二等形变量曲线上的每个标记监测点与所述第二等形变量曲线相邻的第二等形变量曲线的距离,并选取最短的距离;判断所述最短的距离是否大于第二距离阈值,得到第一判断结果;若所述第一判断结果表示相邻两条第二等形变量曲线之间的最短的距离大于第二距离阈值,则生成第一预警信号;若所述第一判断结果表示相邻两条第二等形变量曲线之间的最短的距离不大于第二距离阈值,令i的数值增加1,返回步骤“获取第i+3时刻的InSAR影像”。
5.根据权利要求4所述的构造混杂岩区滑坡监测预警系统,其特征在于:所述处理模块还用于,在接收到第二预警信号和第三预警信号,且未接收到第一预警信号时,以当前时间为第一时间戳生成第一验证信息;通讯模块在接收到第一验证信息后,向临近的通讯模块发送第一验证信息;通讯模块在接收到第一验证信息后发送至处理模块,处理模块在接收到第一验证信息后,解析第一验证信息的生成时间,并与其接受到第二预警信号和第三预警信号的时间进行对比,若时间相同则生成报警信号;若时间不相同,则将第一验证信息和本地接受到第二预警信号和第三预警信号的时间为第二时间戳封装为第二验证信息,通过通信模块发送至另一临近的通信模块,通信模块在接收到第二验证信息后发送至处理模块,处理模块解析得到第一时间戳和第二时间戳,然后获取本地接受到第二预警信号和第三预警信号的时间作为第三时间戳,若第一时间戳、第二时间戳和第三时间戳存在连续性,则解除预警,若不存在连续性,则生成报警信号。
6.根据权利要求5所述的构造混杂岩区滑坡监测预警系统,其特征在于:还包括红外探测模块,用于采集环境中的热成像信息,与处理模块信号连接,处理模块在接受到第一验证信息或第二验证信息后启动红外探测模块并获取红外探测模块探测到的热成像信息,并对热成像信息进行二值化处理,然后聚类,若存在一个以上的边缘封闭的热成像物体,则生成报警信号。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210044606.XA CN114743350B (zh) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | 一种构造混杂岩区滑坡监测预警系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210044606.XA CN114743350B (zh) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | 一种构造混杂岩区滑坡监测预警系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114743350A CN114743350A (zh) | 2022-07-12 |
CN114743350B true CN114743350B (zh) | 2022-12-06 |
Family
ID=82275103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210044606.XA Active CN114743350B (zh) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | 一种构造混杂岩区滑坡监测预警系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114743350B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106205061A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-07 | 西安科技大学 | 一种地质灾害预测系统 |
CN205920567U (zh) * | 2016-05-05 | 2017-02-01 | 中国建筑第五工程局有限公司 | 一种临时中转渣场自动监控系统 |
CN109405880A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-03-01 | 东北大学 | 一种浅部采空区地表与地下相结合监测预警系统及方法 |
CN110264673A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-20 | 四川省安全科学技术研究院 | 一种集成gnss和微震信息的多功能地灾监测装置及系统 |
CN111524323A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-11 | 中国水利水电科学研究院 | 一种边坡裂变预警方法及系统 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110910613B (zh) * | 2019-12-10 | 2022-04-05 | 大连理工大学 | 一种岩体微震无线监测接收预警系统 |
-
2022
- 2022-01-14 CN CN202210044606.XA patent/CN114743350B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN205920567U (zh) * | 2016-05-05 | 2017-02-01 | 中国建筑第五工程局有限公司 | 一种临时中转渣场自动监控系统 |
CN106205061A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-07 | 西安科技大学 | 一种地质灾害预测系统 |
CN109405880A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-03-01 | 东北大学 | 一种浅部采空区地表与地下相结合监测预警系统及方法 |
CN110264673A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-20 | 四川省安全科学技术研究院 | 一种集成gnss和微震信息的多功能地灾监测装置及系统 |
CN111524323A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-11 | 中国水利水电科学研究院 | 一种边坡裂变预警方法及系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114743350A (zh) | 2022-07-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105488958B (zh) | 一种非接触式滑坡灾害监测系统及其方法 | |
Arosio et al. | Towards rockfall forecasting through observing deformations and listening to microseismic emissions | |
CN108415066B (zh) | 一种隧道施工地质灾害预报方法 | |
CN112965136B (zh) | 一种富水岩溶隧道的多手段超前探测方法 | |
CN103996269A (zh) | 无线数据采集控制系统 | |
CN103424175A (zh) | 基于激光调制的桥梁振幅实时监测装置 | |
Sheikh et al. | Rainfall-induced unstable slope monitoring and early warning through tilt sensors | |
CN113624153A (zh) | 一种大型岩质边坡表面变形监测方法 | |
CN112965139B (zh) | 一种复杂地质条件隧道超前地质综合预报方法 | |
Praveen et al. | IBIS-FM radar as a tool for monitoring hill slopes during excavations in hydropower projects: A case study from Bhutan Himalayas | |
CN114743350B (zh) | 一种构造混杂岩区滑坡监测预警系统 | |
Walter et al. | Seismic monitoring of fracture processes generated by a creeping landslide in the Vorarlberg Alps | |
CN114322997A (zh) | 一种露天矿边坡安全监测方法 | |
CN203849835U (zh) | 无线数据采集控制系统 | |
Dawn | Technologies of ground support monitoring in block caving operations | |
CN115182736A (zh) | 隧道的施工方法 | |
Wanare et al. | Recent advances in early warning systems for landslide forecasting | |
Dixon et al. | Performance of an acoustic emission monitoring system to detect subsurface ground movement at Flat Cliffs, North Yorkshire, UK | |
Kieffer et al. | Continuous real‐time slope monitoring of the Ingelsberg in Bad Hofgastein, Austria | |
Vinoth et al. | Status and developments of slope monitoring techniques in opencast mines | |
CN105116439A (zh) | 一种用于检测山体微振动的山崩预警系统 | |
Romeo et al. | Reliability of GBInSAR Monitoring in Ingelsberg Landslide Area (Bad Hofgastein, Austria) | |
KR101887532B1 (ko) | 점성토의 이방적 구조 추적을 이용한 점성토 지반의 대변형 사전경고 시스템 및 그 방법 | |
Smith et al. | Listening for landslides: method, measurements and the Peace River case study | |
CN113160521B (zh) | 一种触发式泥石流检测方法、装置和系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |