CN116878592A - 一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统及检测方法，涉及水利工程技术领域，包括信息采集模块、分析模块、比对模块、综合分析模块以及预警模块；信息采集模块，采集主坝迎水面护坡的结构信息和水文水资源信息，采集后，将结构信息和水文水资源信息处理后传递至分析模块。本发明通过对水利工程主坝迎水面护坡进行监测，当主坝迎水面护坡出现异常隐患时，及时感知并发出预警来提示相关部门，便于相关部门提前采取相应的维护措施，提高发现问题的及时性，有效地防止主坝迎水面护坡出现明显的损坏、龟裂、滑动等问题，降低主坝迎水面护坡维护的难度，有效地避免安全隐患的发生。

Description

一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，具体涉及一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统及检测方法。

背景技术

水利工程主坝的迎水面护坡是指主坝在面对水流冲击的一侧所采取的防护措施，以防止水流对主坝的冲刷和破坏。迎水面护坡是水利工程中的重要设计要素，主要目的是增加主坝结构的稳定性，保护主坝免受水流侵蚀，一般情况下，主坝的迎水面护坡通常采用大石块护坡、混凝土护坡、铺石护坡以及土工合成材料护坡。

在过去，水利工程主坝迎水面护坡的安全检测主要是采用目视巡查的方法。这种方法包括工程师和巡查人员在坝体迎水面进行实地巡查，用肉眼观察护坡表面是否有裂缝、滑坡、冲刷等问题。目视巡查是一种常用的、简便的检测方法，可以快速发现明显的问题，及时采取相应的维护和修复措施。

然而，随着科技的进步，现代水利工程安全检测逐渐引入了更多先进的技术手段，利用遥感技术，如卫星影像、无人机航拍等，可以对较大范围的主坝迎水面护坡进行高效快速的监测。这种方法可以帮助工程师及时了解护坡的整体状况，并发现可能存在的问题，激光扫描技术可以对主坝护坡进行三维扫描，生成精确的数字模型，帮助工程师更全面地了解护坡的形态和变化。

现有技术存在以下不足：然而，当水利工程主坝迎水面护坡存在一定的安全隐患时，现有技术无法及时感知并通知相关部门提前采取相应的维护措施，待主坝迎水面护坡出现明显的损坏、龟裂、滑动等问题时，才能及时发现问题，发现问题存在严重的滞后性，其次，当主坝迎水面护坡出现明显的损坏、龟裂、滑动等问题后，不仅会增加主坝迎水面护坡维护的难度，且还会造成一定的安全隐患。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统及检测方法，本发明通过对水利工程主坝迎水面护坡进行监测，当主坝迎水面护坡出现异常隐患时，及时感知并发出预警来提示相关部门，便于相关部门提前采取相应的维护措施，提高发现问题的及时性，有效地防止主坝迎水面护坡出现明显的损坏、龟裂、滑动等问题，降低主坝迎水面护坡维护的难度，有效地避免安全隐患的发生，以解决上述背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统，包括信息采集模块、分析模块、比对模块、综合分析模块以及预警模块；

信息采集模块，采集主坝迎水面护坡的结构信息和水文水资源信息，采集后，将结构信息和水文水资源信息处理后传递至分析模块；

分析模块，将主坝迎水面护坡采集的经过处理后的结构信息和水文水资源信息进行综合分析，生成影响指数，并将影响指数传递至比对模块；

比对模块，将主坝迎水面护坡生成的影响指数与预先设定的影响指数参考阈值进行比对分析，生成高隐患信号和低隐患信号，并将信号传递至综合分析模块；

综合分析模块，接收到主坝迎水面护坡生成的高隐患信号后，将信号传递至信息采集模块，继续对主坝迎水面护坡进行信息采集，接收到主坝迎水面护坡生成的高隐患信号后，将主坝迎水面护坡后续生成的若干个影响指数建立数据分析集合，并对数据分析集合内的若干个影响指数进行综合分析，生成风险等级信号，并将风险等级信号传递至预警模块，通过预警模块发出或者不发出预警提示。

优选的，主坝迎水面护坡的结构信息包括迎水面护坡异常位移系数，采集后，信息采集模块将迎水面护坡异常位移系数标定为，水文水资源信息包括迎水面护坡水压力异常隐匿系数和迎水面护坡周边水位稳定系数，采集后，信息采集模块将迎水面护坡水压力异常隐匿系数和迎水面护坡周边水位稳定系数分别标定为/>和/>。

优选的，迎水面护坡异常位移系数获取的逻辑如下：

S101、获取迎水面护坡的初始位置信息，并将迎水面护坡的初始位置信息进行标记；

S102、获取迎水面护坡在T时间内的横向位移距离和竖向位移距离，并将横向位移距离和竖向位移距离分别标定为和/>，x表示迎水面护坡在T时间内的横向位移的次数编号，x=1、2、3、4、……、f，f为正整数，y表示迎水面护坡在T时间内的竖向位移的次数编号，y=1、2、3、4、……、m，m为正整数；

S103、计算迎水面护坡异常位移系数，计算的表达式为：，式中，/>表示T时间内迎水面护坡发生的横向位移距离总量，/>表示T时间内迎水面护坡发生的竖向位移距离总量，/>和分别为横向位移距离总量和竖向位移距离总量的权重因子，取值均大于0。

优选的，迎水面护坡水压力异常隐匿系数获取的逻辑如下：

S201、对迎水面护坡受到的水压力设置水压力参考值，并将参考值标定为；

S202、获取迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水压力值，并将水压力值标定为，v表示迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水压力值的编号，v=1、2、3、4、……、q，q为正整数；

S203、将大于水压力参考值的实际水压力值重新标定为/>，j表示大于水压力参考值/>的实际水压力值的编号，j=1、2、3、4、……、n，n为正整数；

S204、计算迎水面护坡水压力异常隐匿系数，计算的表达式为：。

优选的，迎水面护坡周边水位稳定系数获取的逻辑如下：

S301、获取迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水位高度，并将实际水位高度标定为，r表示迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水位高度的编号，r=1、2、3、4、……、p，p为正整数；

S302、计算迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水位高度的标准差，并将标准差标定为M，则：，其中，/>为迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水位高度的平均值，获取的计算公式为：/>；

S303、计算迎水面护坡周边水位稳定系数，计算的表达式为：。

优选的，分析模块获取到迎水面护坡异常位移系数、迎水面护坡水压力异常隐匿系数/>以及迎水面护坡周边水位稳定系数/>后，建立数据分析模型，生成影响指数/>，依据的公式为：/>式中，/>、、/>分别为迎水面护坡异常位移系数/>、迎水面护坡水压力异常隐匿系数/>以及迎水面护坡周边水位稳定系数/>的预设比例系数，且/>、/>、/>均大于0。

优选的，比对模块将主坝迎水面护坡生成的影响指数与预先设定的影响指数参考阈值进行比对分析，若影响指数大于等于影响指数参考阈值，则通过比对模块生成高隐患信号，并将信号传递至综合分析模块，若影响指数小于影响指数参考阈值，则通过比对模块生成低隐患信号，并将信号传递至综合分析模块。

优选的，综合分析模块接收到主坝迎水面护坡生成的高隐患信号后，将主坝迎水面护坡后续生成的若干个影响指数建立数据分析集合，并将影响指数标定为，将数据分析集合标定为L，则/>，Q为正整数；

将数据分析集合内的干个影响指数分别与影响指数参考阈值进行比对，并将大于等于影响指数参考阈值的影响指数标定为，u表示数据分析集合内大于等于影响指数参考阈值的影响指数的编号，u=1、2、3、4、……、s，s为正整数；

计算主坝迎水面护坡的风险程度，并将风险程度标定为Fx，则：。

优选的，将数据集合内生成的风险程度Fx与预先设定的V1和V2进行比对，其中，V1小于V2，生成以下情况：

若Fx大于等于V2，则通过综合分析模块生成高风险等级信号，并将信号发送至预警模块，通过预警模块发出高风险预警提示；

若Fx大于等于V1并且小于V2，则通过综合分析模块生成中等风险等级信号，并将信号发送至预警模块，通过预警模块发出中等风险预警提示；

若Fx小于V1，则通过综合分析模块生成低风险等级信号，并将信号发送至预警模块，不通过预警模块发出预警提示。

一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测方法，包括以下步骤：

采集主坝迎水面护坡的结构信息和水文水资源信息，采集后，将结构信息和水文水资源信息进行处理；

将主坝迎水面护坡采集的经过处理后的结构信息和水文水资源信息进行综合分析，生成影响指数；

将主坝迎水面护坡生成的影响指数与预先设定的影响指数参考阈值进行比对分析，生成高隐患信号和低隐患信号；

接收到主坝迎水面护坡生成的高隐患信号后，继续对主坝迎水面护坡进行信息采集，接收到主坝迎水面护坡生成的高隐患信号后，将主坝迎水面护坡后续生成的若干个影响指数建立数据分析集合，并对数据分析集合内的若干个影响指数进行综合分析，生成风险等级信号，并对风险等级信号发出或者不发出预警提示。

在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

本发明通过对水利工程主坝迎水面护坡进行监测，当主坝迎水面护坡出现异常隐患时，及时感知并发出预警来提示相关部门，便于相关部门提前采取相应的维护措施，提高发现问题的及时性，有效地防止主坝迎水面护坡出现明显的损坏、龟裂、滑动等问题，降低主坝迎水面护坡维护的难度，有效地避免安全隐患的发生；

本发明通过对水利工程主坝迎水面护坡出现的异常隐患情况进行综合定量分析，可知晓主坝迎水面护坡的异常隐患严重程度，首先，当主坝迎水面护坡出现异常隐患时，可对主坝迎水面护坡的异常隐患严重程度进行分析，便于根据预警的严重程度进行针对性维护，其次，若主坝迎水面护坡只是偶然出现异常隐患，但是并没有达到预警值时，不发出预警提，可提高预警的准确度，同时提高对预警的信任度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统及检测方法的模块示意图。

图2为本发明一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统及检测方法的方法流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

本发明提供了如图1所示的一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统，包括信息采集模块、分析模块、比对模块、综合分析模块以及预警模块；

信息采集模块，采集主坝迎水面护坡的结构信息和水文水资源信息，采集后，将结构信息和水文水资源信息处理后传递至分析模块；

主坝迎水面护坡的结构信息包括迎水面护坡异常位移系数，采集后，信息采集模块将迎水面护坡异常位移系数标定为；

当水利工程主坝的迎水面护坡发生位移波动时，可能导致以下安全隐患：

护坡稳定性降低：位移波动可能导致护坡整体结构稳定性降低，增加护坡发生滑动、坍塌或崩塌的风险；

坝体变形：位移波动可能导致主坝整体或局部的变形，如横向位移、竖向位移等，这将影响坝体的整体稳定性；

坝体裂缝：位移波动可能导致主坝迎水面护坡产生新的裂缝或原有裂缝扩大，增加护坡破坏的可能性；

渗流问题：位移波动可能改变护坡的渗流路径和渗流量，导致渗流问题加剧，进而可能引发渗流冲刷或决口；

断层活动：位移波动可能与地质构造活动有关，导致断层活动，可能对护坡产生较大影响；

坝体沉降：位移波动可能导致坝体沉降，进而影响坝体整体稳定和坝体顶部高程；

周边环境影响：位移波动可能导致周边地形、地质环境变化，进而对周边环境和建筑物安全造成影响；

因此，对水利工程主坝的迎水面护坡的位置情况进行监测，可及时发现水利工程主坝的迎水面护坡发生位移波动的异常隐患；

迎水面护坡异常位移系数获取的逻辑如下：

S101、获取迎水面护坡的初始位置信息，并将迎水面护坡的初始位置信息进行标记；

S102、获取迎水面护坡在T时间内的横向位移距离和竖向位移距离，并将横向位移距离和竖向位移距离分别标定为和/>，x表示迎水面护坡在T时间内的横向位移的次数编号，x=1、2、3、4、……、f，f为正整数，y表示迎水面护坡在T时间内的竖向位移的次数编号，y=1、2、3、4、……、m，m为正整数；

需要说明的是，可以使用激光扫描仪对护坡进行三维扫描，得到护坡表面的准确三维形态数据，通过对不同时刻的扫描数据进行比较，可以计算出护坡的横向位移量；

其次，本发明中的T时间为对迎水面护坡进行监测时所选取的一个时间段，T时间的设置可根据实际运用场景和需求进行设定，在此不做具体的限定，下文中叙述到的T时间与此处的T时间含义相同，且指代的时间段相同，后续将不再详细赘述；

S103、计算迎水面护坡异常位移系数，计算的表达式为：，式中，/>表示T时间内迎水面护坡发生的横向位移距离总量，/>表示T时间内迎水面护坡发生的竖向位移距离总量，/>和分别为横向位移距离总量和竖向位移距离总量的权重因子，取值均大于0，式中权重因子用于均衡各项数据在公式中的占比，从而促进计算结果的准确性；

由迎水面护坡异常位移系数的计算表达式可知，迎水面护坡在T时间内生成的迎水面护坡异常位移系数的表现值越大，表明迎水面护坡出现异常隐患的概率越大，反之则表明迎水面护坡出现异常隐患的概率越小；

水文水资源信息包括迎水面护坡水压力异常隐匿系数和迎水面护坡周边水位稳定系数，采集后，信息采集模块将迎水面护坡水压力异常隐匿系数和迎水面护坡周边水位稳定系数分别标定为和/>；

当水利工程主坝的迎水面护坡水压力异常时，可能会导致以下安全隐患：

护坡稳定性问题：水压力异常可能导致护坡土体内部应力分布不均，从而增加护坡失稳的风险，持续较高的水压力可能导致护坡发生滑坡、坍塌等失稳现象；

渗流加剧：异常的水压力可能导致护坡内部的渗流加剧，进一步冲刷和侵蚀护坡土体，导致护坡结构损坏；

坝体结构受损：水压力异常可能导致主坝本体和迎水面护坡之间的接触界面出现问题，影响坝体结构的稳定性；

土质松动：持续高水压力可能导致护坡土体松动，增加土体的渗透性，进一步加剧护坡的稳定性问题；

护坡渗漏：异常的水压力可能导致护坡渗漏现象，使得护坡表面渗水或渗漏，影响护坡的防渗功能；

溃坝风险：如果水压力异常严重且持续时间较长，可能导致主坝整体稳定性受到威胁，增加溃坝的风险，对下游地区造成严重灾害；

地基沉降：异常的水压力可能导致护坡下方地基土体的沉降，影响护坡的稳定性和整个水利工程的安全；

因此，对水利工程主坝迎水面护坡的水压力情况进行监测，可及时发现水利工程主坝迎水面护坡水压力存在异常隐患的情况；

迎水面护坡水压力异常隐匿系数获取的逻辑如下：

S201、对迎水面护坡受到的水压力设置水压力参考值，并将参考值标定为；

需要说明的是，当迎水面护坡受到的水压力大于水压力参考值时，表明迎水面护坡受到的水压力较大，可能会导致迎水面护坡出现一定的安全隐患，当迎水面护坡受到的水压力小于等于水压力参考值时，表明迎水面护坡受到的水压力较小，迎水面护坡出现安全隐患的概率较小，其次，参考值的设置可根据具体的水利工程和护坡的设计要求、地质条件、历史监测数据等因素来综合确定，在此不作具体的限定，同样可根据水利工程和护坡的设计要求、地质条件、历史监测数据等因素来调整；

S202、获取迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水压力值，并将水压力值标定为，v表示迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水压力值的编号，v=1、2、3、4、……、q，q为正整数；

需要说明的是，在迎水面护坡上安装水压力传感器，这些传感器可以实时感知护坡所受到的水压力，将数据传输到监测系统或数据采集设备中；

S203、将大于水压力参考值的实际水压力值重新标定为/>，j表示大于水压力参考值/>的实际水压力值的编号，j=1、2、3、4、……、n，n为正整数；

S204、计算迎水面护坡水压力异常隐匿系数，计算的表达式为：；

由迎水面护坡水压力异常隐匿系数的计算表达式可知，迎水面护坡在T时间内生成的迎水面护坡水压力异常隐匿系数的表现值越大，表明迎水面护坡出现异常隐患的概率越大，反之则表明迎水面护坡出现异常隐患的概率越小；

迎水面护坡水位是指护坡所处位置的水位高度，在水位变化时，迎水面护坡水位也会随之变化，当水利工程主坝的迎水面护坡水位稳定性较差时，可能会导致以下安全隐患：

坡面溃决：水位稳定性较差意味着护坡面对水位变化的适应能力差，一旦水位上涨或波浪冲击较强，护坡可能发生溃决，导致护坡破坏和水土流失；

坡脚侵蚀：水位稳定性差意味着护坡坡脚容易受到侵蚀，持续的侵蚀可能导致坡脚失去支撑，增加护坡崩塌的可能性；

滑坡风险：水位稳定性差可能导致护坡土体饱和，增加滑坡的风险，特别是在降雨等外部因素影响下，护坡容易发生滑坡；

水位波动问题：护坡水位稳定性差可能导致护坡附近水位波动较大，不仅影响护坡的稳定性，还可能对下游水利设施和生态环境造成影响；

水土流失：护坡水位稳定性差可能导致护坡土体大面积流失，形成水土流失现象，降低护坡的防洪和抗冲刷能力；

近坝区域地面下沉：水位稳定性差可能导致迎水面护坡附近地面出现下沉现象，可能影响护坡基础稳定性；

因此，对水利工程主坝迎水面护坡的水压力情况进行监测，可及时发现水利工程主坝迎水面护坡水压力存在异常隐患的情况；

迎水面护坡周边水位稳定系数获取的逻辑如下：

S301、获取迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水位高度，并将实际水位高度标定为，r表示迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水位高度的编号，r=1、2、3、4、……、p，p为正整数；

需要说明的是，可以安装水位计或压力传感器等水位测量设备在迎水面护坡附近，实时监测水位高度并将数据传输到监控中心或数据记录设备中；

S302、计算迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水位高度的标准差，并将标准差标定为M，则：，其中，/>为迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水位高度的平均值，获取的计算公式为：/>；

由标准差M可知，迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水位高度的标准差M的表现值越大，表明迎水面护坡在T时间内的实际水位高度的稳定性越差，反之则表明迎水面护坡在T时间内的实际水位高度的稳定性越好；

S303、计算迎水面护坡周边水位稳定系数，计算的表达式为：；

由迎水面护坡周边水位稳定系数的计算表达式可知，迎水面护坡在T时间内生成的迎水面护坡周边水位稳定系数的表现值越大，表明迎水面护坡出现异常隐患的概率越大，反之则表明迎水面护坡出现异常隐患的概率越小；

分析模块，将主坝迎水面护坡采集的经过处理后的结构信息和水文水资源信息进行综合分析，生成影响指数，并将影响指数传递至比对模块；

分析模块获取到迎水面护坡异常位移系数、迎水面护坡水压力异常隐匿系数以及迎水面护坡周边水位稳定系数/>后，建立数据分析模型，生成影响指数/>，依据的公式为：/>式中，/>、/>、/>分别为迎水面护坡异常位移系数/>、迎水面护坡水压力异常隐匿系数/>以及迎水面护坡周边水位稳定系数/>的预设比例系数，且/>、/>、/>均大于0；

由计算公式可知，迎水面护坡在T时间内生成的迎水面护坡异常位移系数越大、迎水面护坡水压力异常隐匿系数越大、迎水面护坡周边水位稳定系数越大，即迎水面护坡在T时间内生成的影响指数的表现值越大，表明迎水面护坡出现异常隐患的概率越大，迎水面护坡在T时间内生成的迎水面护坡异常位移系数越小、迎水面护坡水压力异常隐匿系数越小、迎水面护坡周边水位稳定系数越小，即迎水面护坡在T时间内生成的影响指数/>的表现值越小，表明迎水面护坡出现异常隐患的概率越小；

比对模块，将主坝迎水面护坡生成的影响指数与预先设定的影响指数参考阈值进行比对分析，生成高隐患信号和低隐患信号，并将信号传递至综合分析模块；

比对模块将主坝迎水面护坡生成的影响指数与预先设定的影响指数参考阈值进行比对分析，若影响指数大于等于影响指数参考阈值，则通过比对模块生成高隐患信号，并将信号传递至综合分析模块，若影响指数小于影响指数参考阈值，则通过比对模块生成低隐患信号，并将信号传递至综合分析模块；

综合分析模块，接收到主坝迎水面护坡生成的高隐患信号后，将信号传递至信息采集模块，继续对主坝迎水面护坡进行信息采集，接收到主坝迎水面护坡生成的高隐患信号后，将主坝迎水面护坡后续生成的若干个影响指数建立数据分析集合，并对数据分析集合内的若干个影响指数进行综合分析，生成风险等级信号，并将风险等级信号传递至预警模块，通过预警模块发出或者不发出预警提示；

综合分析模块接收到主坝迎水面护坡生成的高隐患信号后，将主坝迎水面护坡后续生成的若干个影响指数建立数据分析集合，并将影响指数标定为，将数据分析集合标定为L，则/>，Q为正整数；

将数据分析集合内的干个影响指数分别与影响指数参考阈值进行比对，并将大于等于影响指数参考阈值的影响指数标定为，u表示数据分析集合内大于等于影响指数参考阈值的影响指数的编号，u=1、2、3、4、……、s，s为正整数；

计算主坝迎水面护坡的风险程度，并将风险程度标定为Fx，则：；

由主坝迎水面护坡的风险程度的计算公式可知，数据分析集合内生成的风险程度的表现值越大，表明迎水面护坡出现的异常隐患越严重，反之则表明迎水面护坡出现的异常隐患越不严重；

将数据集合内生成的风险程度Fx与预先设定的V1和V2进行比对，其中，V1小于V2，生成以下情况：

若Fx大于等于V2，则通过综合分析模块生成高风险等级信号，并将信号发送至预警模块，通过预警模块发出高风险预警提示；

若Fx大于等于V1并且小于V2，则通过综合分析模块生成中等风险等级信号，并将信号发送至预警模块，通过预警模块发出中等风险预警提示；

若Fx小于V1，则通过综合分析模块生成低风险等级信号，并将信号发送至预警模块，不通过预警模块发出预警提示；

本发明通过对水利工程主坝迎水面护坡进行监测，当主坝迎水面护坡出现异常隐患时，及时感知并发出预警来提示相关部门，便于相关部门提前采取相应的维护措施，提高发现问题的及时性，有效地防止主坝迎水面护坡出现明显的损坏、龟裂、滑动等问题，降低主坝迎水面护坡维护的难度，有效地避免安全隐患的发生；

本发明通过对水利工程主坝迎水面护坡出现的异常隐患情况进行综合定量分析，可知晓主坝迎水面护坡的异常隐患严重程度，首先，当主坝迎水面护坡出现异常隐患时，可对主坝迎水面护坡的异常隐患严重程度进行分析，便于根据预警的严重程度进行针对性维护，其次，若主坝迎水面护坡只是偶然出现异常隐患，但是并没有达到预警值时，不发出预警提，可提高预警的准确度，同时提高对预警的信任度。

本发明提供了如图2所示的一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测方法，包括以下步骤：

采集主坝迎水面护坡的结构信息和水文水资源信息，采集后，将结构信息和水文水资源信息进行处理；

将主坝迎水面护坡采集的经过处理后的结构信息和水文水资源信息进行综合分析，生成影响指数；

将主坝迎水面护坡生成的影响指数与预先设定的影响指数参考阈值进行比对分析，生成高隐患信号和低隐患信号；

接收到主坝迎水面护坡生成的高隐患信号后，继续对主坝迎水面护坡进行信息采集，接收到主坝迎水面护坡生成的高隐患信号后，将主坝迎水面护坡后续生成的若干个影响指数建立数据分析集合，并对数据分析集合内的若干个影响指数进行综合分析，生成风险等级信号，并对风险等级信号发出或者不发出预警提示；

本发明实施例提供的一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测方法，通过上述一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统来实现，一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测方法的具体方法和流程详见上述一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统的实施例，此处不再赘述。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统，其特征在于，包括信息采集模块、分析模块、比对模块、综合分析模块以及预警模块；

信息采集模块，采集主坝迎水面护坡的结构信息和水文水资源信息，采集后，将结构信息和水文水资源信息处理后传递至分析模块；

分析模块，将主坝迎水面护坡采集的经过处理后的结构信息和水文水资源信息进行综合分析，生成影响指数，并将影响指数传递至比对模块；

比对模块，将主坝迎水面护坡生成的影响指数与预先设定的影响指数参考阈值进行比对分析，生成高隐患信号和低隐患信号，并将信号传递至综合分析模块；

综合分析模块，接收到主坝迎水面护坡生成的高隐患信号后，将信号传递至信息采集模块，继续对主坝迎水面护坡进行信息采集，接收到主坝迎水面护坡生成的高隐患信号后，将主坝迎水面护坡后续生成的若干个影响指数建立数据分析集合，并对数据分析集合内的若干个影响指数进行综合分析，生成风险等级信号，并将风险等级信号传递至预警模块，通过预警模块发出或者不发出预警提示。

2.根据权利要求1所述的一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统，其特征在于，主坝迎水面护坡的结构信息包括迎水面护坡异常位移系数，采集后，信息采集模块将迎水面护坡异常位移系数标定为，水文水资源信息包括迎水面护坡水压力异常隐匿系数和迎水面护坡周边水位稳定系数，采集后，信息采集模块将迎水面护坡水压力异常隐匿系数和迎水面护坡周边水位稳定系数分别标定为/>和/>。

3.根据权利要求2所述的一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统，其特征在于，迎水面护坡异常位移系数获取的逻辑如下：

S101、获取迎水面护坡的初始位置信息，并将迎水面护坡的初始位置信息进行标记；

S102、获取迎水面护坡在T时间内的横向位移距离和竖向位移距离，并将横向位移距离和竖向位移距离分别标定为和/>，x表示迎水面护坡在T时间内的横向位移的次数编号，x=1、2、3、4、……、f，f为正整数，y表示迎水面护坡在T时间内的竖向位移的次数编号，y=1、2、3、4、……、m，m为正整数；

S103、计算迎水面护坡异常位移系数，计算的表达式为：，式中，/>表示T时间内迎水面护坡发生的横向位移距离总量，/>表示T时间内迎水面护坡发生的竖向位移距离总量，/>和分别为横向位移距离总量和竖向位移距离总量的权重因子，取值均大于0。

4.根据权利要求3所述的一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统，其特征在于，迎水面护坡水压力异常隐匿系数获取的逻辑如下：

S201、对迎水面护坡受到的水压力设置水压力参考值，并将参考值标定为；

S202、获取迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水压力值，并将水压力值标定为，v表示迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水压力值的编号，v=1、2、3、4、……、q，q为正整数；

S203、将大于水压力参考值的实际水压力值重新标定为/>，j表示大于水压力参考值/>的实际水压力值的编号，j=1、2、3、4、……、n，n为正整数；

S204、计算迎水面护坡水压力异常隐匿系数，计算的表达式为：。

5.根据权利要求4所述的一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统，其特征在于，迎水面护坡周边水位稳定系数获取的逻辑如下：

S301、获取迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水位高度，并将实际水位高度标定为，r表示迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水位高度的编号，r=1、2、3、4、……、p，p为正整数；

S302、计算迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水位高度的标准差，并将标准差标定为M，则：，其中，/>为迎水面护坡在T时间内不同时刻的实际水位高度的平均值，获取的计算公式为：/>；

S303、计算迎水面护坡周边水位稳定系数，计算的表达式为：。

6.根据权利要求5所述的一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统，其特征在于，分析模块获取到迎水面护坡异常位移系数、迎水面护坡水压力异常隐匿系数/>以及迎水面护坡周边水位稳定系数/>后，建立数据分析模型，生成影响指数/>，依据的公式为：/>式中，/>、/>、/>分别为迎水面护坡异常位移系数/>、迎水面护坡水压力异常隐匿系数/>以及迎水面护坡周边水位稳定系数/>的预设比例系数，且/>、/>、/>均大于0。

7.根据权利要求6所述的一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统，其特征在于，比对模块将主坝迎水面护坡生成的影响指数与预先设定的影响指数参考阈值进行比对分析，若影响指数大于等于影响指数参考阈值，则通过比对模块生成高隐患信号，并将信号传递至综合分析模块，若影响指数小于影响指数参考阈值，则通过比对模块生成低隐患信号，并将信号传递至综合分析模块。

8.根据权利要求7所述的一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统，其特征在于，综合分析模块接收到主坝迎水面护坡生成的高隐患信号后，将主坝迎水面护坡后续生成的若干个影响指数建立数据分析集合，并将影响指数标定为，将数据分析集合标定为L，则，Q为正整数；

将数据分析集合内的干个影响指数分别与影响指数参考阈值进行比对，并将大于等于影响指数参考阈值的影响指数标定为，u表示数据分析集合内大于等于影响指数参考阈值的影响指数的编号，u=1、2、3、4、……、s，s为正整数；

计算主坝迎水面护坡的风险程度，并将风险程度标定为Fx，则：。

9.根据权利要求8所述的一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统，其特征在于，将数据集合内生成的风险程度Fx与预先设定的V1和V2进行比对，其中，V1小于V2，生成以下情况：

若Fx大于等于V2，则通过综合分析模块生成高风险等级信号，并将信号发送至预警模块，通过预警模块发出高风险预警提示；

若Fx大于等于V1并且小于V2，则通过综合分析模块生成中等风险等级信号，并将信号发送至预警模块，通过预警模块发出中等风险预警提示；

若Fx小于V1，则通过综合分析模块生成低风险等级信号，并将信号发送至预警模块，不通过预警模块发出预警提示。

10.一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测方法，通过权利要求1-9中任意一项所述的一种水利工程主坝迎水面护坡安全检测系统来实现，其特征在于，包括以下步骤：

采集主坝迎水面护坡的结构信息和水文水资源信息，采集后，将结构信息和水文水资源信息进行处理；

将主坝迎水面护坡采集的经过处理后的结构信息和水文水资源信息进行综合分析，生成影响指数；

将主坝迎水面护坡生成的影响指数与预先设定的影响指数参考阈值进行比对分析，生成高隐患信号和低隐患信号；

接收到主坝迎水面护坡生成的高隐患信号后，继续对主坝迎水面护坡进行信息采集，接收到主坝迎水面护坡生成的高隐患信号后，将主坝迎水面护坡后续生成的若干个影响指数建立数据分析集合，并对数据分析集合内的若干个影响指数进行综合分析，生成风险等级信号，并对风险等级信号发出或者不发出预警提示。