CN117037425A - 一种矿山边坡稳定性及环境监测预警方法、系统及终端 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种矿山边坡稳定性及环境监测预警方法、系统及终端，属于矿山边坡监测的技术领域，该监测预警方法包括：获取卫星数据，并解算所述卫星数据，而后判断所述卫星数据中监测点的位移变形量是否超过预警阈值，若是，则判断影响因素是外部因素还是内部因素；若是外部因素，则派发第一预警信号；若是内部因素，则派发第二预警信号。由于监控人员可以根据预警信号，缩小排查范围，因此能够及时地对边坡进行维护。
Description
技术领域
本申请涉及矿山边坡监测的技术领域，尤其是涉及一种矿山边坡稳定性及环境监测预警方法、系统及终端。
背景技术
目前虽然市面上有很多对于矿山边坡的监测系统，但是这些监测系统一般都是通过采集边坡相关的各种数据，集中在监控室内显示，在采集的数据超过阈值时进行报警；报警后，需要监控人员一一排查异常数据，不能及时地对边坡进行维护。
发明内容
为了能够及时地对边坡进行维护，本申请提供一种矿山边坡稳定性及环境监测预警方法、系统及终端。
第一方面，本申请提供的一种矿山边坡稳定性及环境监测预警方法，采用如下技术方案：
一种矿山边坡稳定性及环境监测预警方法，包括：
获取卫星数据；
解算所述卫星数据；
判断所述卫星数据中监测点的位移变形量是否超过预警阈值，若是，则判断影响因素是外部因素还是内部因素；
若是外部因素，则派发第一预警信号；
若是内部因素，则派发第二预警信号。
通过采用上述技术方案，若是监测点的位移变形量超过预警阈值，则说明边坡发生位移，因此进一步判断造成边坡位移的影响因素是外部因素还是内部因素；由于在判断影响因素是外部因素时，派发第一预警信号，在判断影响因素是内部因素时，派发第二预警信号；监控人员可以根据预警信号，缩小排查范围，从而能够及时地对边坡进行维护。
可选的，所述判断影响因素是外部因素还是内部因素的具体步骤，包括：
获取环境数据，所述环境数据包括粉尘浓度值、风力等级、噪音值、雨量数据；
判断所述环境数据是否异常，若是，则确定影响因素为外部因素，若否，则确定影响因素为内部因素；外部因素包括施工因素和自然因素；
确定异常数据类型；
若所述异常数据包括噪音和粉尘浓度，则确定影响因素为施工因素；
若所述异常数据包括雨量和/或风量，则确定影响因素为自然因素。
通过采用上述技术方案，若异常数据包括噪音和粉尘浓度，其他环境数据正常，则说明矿山内部在施工，有可能是爆破等施工因素引起的边坡位移；若是异常数据包括风量或雨量，其他环境数据正常，则说明有可能是刮风或者降雨等自然因素引起的边坡位移。
可选的，所述派发第一预警信号之后，包括：
确定所述第一预警信号的预警等级；
判断所述预警等级是否在预设等级以下；
若是，则派发调整施工方式信息；
若否，则派发报警信息。
通过采用上述技术方案，通过对第一预警信号分级，从而可以及时调整施工方式，若是预警等级在预设等级以下，说明不影响正常的施工，无需维护，及时调整施工方式即可；若是预警等级超过预设等级，则说明边坡位移较为严重，因此需要报警。
可选的，所述派发报警信息之后，包括：
确定报警等级；
基于所述报警等级，调取对应检修方式；
接收检修指令；
基于所述检修指令，派发所述检修方式。
通过采用上述技术方案，通过不同的报警等级，可以输出不同的检修信号，使得检修人员能够选择不同检修方式对边坡进行维护。
可选的，所述判断影响因素是外部因素还是内部因素之后，还包括：
获取边坡表面的图像信息；
基于所述图像信息，判断边坡是否滑坡；
若是，则派发停工信号；
若否，则派发第一预警信号或第二预警信号。
通过采用上述技术方案，若是边坡发生滑坡，则说明对边坡影响比较严重，因此派发停工信号，停止施工，需要对滑坡进行治理；若没有发生滑坡，则说明对边坡表面影响不大，派发第一预警信号或第二预警信号，进行预警即可。
可选的，所述方法还包括：
基于所述图像信息，确定滑坡初始点的初始位置；
基于所述初始位置，确定滑坡初始点位于矿山的实际位置；
派发所述实际位置。
通过采用上述技术方案，由于卫星监测点不一定与滑坡位置相符，因此通过图像信息，分析得出边坡发生滑坡的初始位置，从而使得检修人员能够着重对该位置进行维护，也便于后期使得卫星对该点进行监测。
第二方面,本申请提供了一种矿山边坡稳定性及环境监测预警系统,采用如下技术方案：
一种矿山边坡稳定性及环境监测预警系统，包括：
测地型接收机，用于捕获卫星数据；
服务器，包括：
数据获取模块，用于获取所述卫星数据；
卫星数据解算模块，用于解算所述卫星数据；
判断模块，用于判断所述卫星数据中监测点的位移变形量是否超过预警阈值，若是，则再判断影响因素是外部因素还是内部因素；
派发模块，用于在所述判断模块判断影响因素是外部因素时，派发第一预警信号；用于在所述判断模块判断影响因素是内部因素时，派发第二预警信号；
显示屏，用于显示所述第一预警信号或所述第二预警信号。
通过采用上述技术方案，若是判断模块判断监测点的位移变形量超过预警阈值，则说明边坡发生位移，因此判断模块在判断造成边坡位移的影响因素是外部因素还是内部因素；由于在判断影响因素是外部因素时，派发模块派发第一预警信号，在判断影响因素是内部因素时，派发模块派发第二预警信号；监控人员可以根据预警信号，缩小排查范围，从而能够及时地对边坡进行维护。
可选的，所述预警信号还包括：
环境数据采集模块，用于采集环境数据，所述环境数据包括粉尘浓度值、风力等级、噪音值、雨量数据；
所述服务器还包括：
环境数据获取模块，用于获取环境数据；
所述判断模块用于判断所述环境数据是否异常，若是，则确定影响因素为外部因素，若否，则确定影响因素为内部因素；在判断影响因素为外部因素后，确定异常数据类型，若异常数据包括噪音和粉尘浓度，则确定外部因素为施工因素，若异常数据包括雨量和/或风量，则确定外部因素为自然因素。
第三方面,本申请提供了一种终端,采用如下技术方案：
一种终端，包括：
存储器，用于存储矿山边坡稳定性及环境监测预警程序；
处理器，用于执行存储器上存储的程序，以实现上述矿山边坡稳定性及环境监测预警方法的步骤。
第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，采用如下技术方案：
一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述矿山边坡稳定性及环境监测预警方法的计算机程序。
综上所述，本申请存在至少以下有益效果：
1、判断影响因素是内部因素还是外部因素的目的是，监控人员可以根据预警信号，缩小排查范围，从而能够及时地对边坡进行维护。
2、通过对第一预警信号分级，从而可以及时调整施工方式，若是预警等级在预设等级以下，说明不影响正常的施工，无需维护，及时调整施工方式即可；若是预警等级超过预设等级，则说明边坡位移较为严重，因此需要报警。
3、获取边坡表面图像信息的目的是，若判断边坡滑坡，则说明对边坡影响比较严重，因此派发停工信号，停止施工，需要对滑坡进行治理；若没有发生滑坡，则说明对边坡表面影响不大，派发第一预警信号或第二预警信号，进行预警即可。
附图说明
图1是本申请方法实施例整体流程的流程框图；
图2是S130具体步骤的流程框图；
图3是获取边坡图像的流程框图；
图4是确定预警等级的流程框图；
图5是确定报警等级的流程框图；
图6是本申请系统实施例一实施方式的结构框图；
图7是本申请系统实施例另一实施方式的结构框图。
附图标记说明：110、测地型接收机；120、服务器；121、数据获取模块；122、卫星数据解算模块；123、判断模块；124、派发模块；125、环境数据获取模块；126、等级确定模块；127、调取模块；128、指令接收模块；129、图像获取模块；1291、图像判断模块；130、显示屏；140、环境数据采集模块；150、无人机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图1-附图7，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作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。
本申请实施例公开一种矿山边坡稳定性及环境监测预警方法。参照图1，作为该预警方法的一实施方式，该预警方法可以包括S110-S150：
S110，获取卫星数据；
S120，解算卫星数据；
S130，判断卫星数据中监测点的位移变形量是否超过预警阈值，若是，则判断影响因素是外部因素还是内部因素；
S140，若是外部因素，则派发第一预警信号；
S150，若是内部因素，则派发第二预警信号。
具体地，利用集成式边坡稳定性数据采集技术：集成式边坡稳定性数据采集系统设有测地型接收机、太阳能供电系统、避雷针和其他安全防护装置，以精确监测边坡变形为目的，将其安装位置进行混凝土浇筑加固，确保地基稳定性，在测地型接收机附近安置避雷针，保护监测装置。测地型接收机内置高精度GNSS接收模块与卫星信号降噪滤波程序，以捕获高质量的卫星数据，进而确保边坡稳定性监测数据的准确性。通过SIM卡使用GNSS通信方式将GNSS主机与服务器连接，实时将GNSS信号接收机获取的卫星数据传输到服务器进行云存储，以保证监测数据边坡稳定性完整性。使用高精度解算程序对卫星数据进行实时解算，增强监测数据时效性。专业式数据分析预警系统对解算数据分析处理，将监测点位移变形量与预警阈值对比，若变形量超过预警阈值，则进一步判断影响因素是外部因素还是内部因素。第一预警信号或第二预警信号被派发至监控中心的显示屏上，可以以弹窗的形式显示。
参照图2，判断影响因素是内部因素还是外部因素的具体步骤可以如S131-S135：
S131，获取环境数据，环境数据包括粉尘浓度值、风力等级、噪音值、雨量数据；
S132，判断环境数据是否异常，若是，则确定影响因素为外部因素，若否，则确定影响因素为内部因素；外部因素包括施工因素和自然因素；
S133，确定异常数据类型；
S134，若异常数据包括噪音和粉尘浓度，则确定外部因素为施工因素；
S135，若异常数据包括雨量和/或风量，则确定外部因素为自然因素。
具体地，矿山中布置有粉尘浓度传感器、风速传感器、噪声传感器、雨量传感器等用于采集环境数据的传感器。环境数据异常指的是粉尘浓度值、风力等级、噪音值、雨量数据中的一种或多种超过设定阈值。环境数据正常，则说明是内部因素，例如地震、地下水、地质运动等；环境数据异常，则说明是外部因素，进一步确定异常数据类型，若异常数据类型包括噪音值和粉尘浓度值，则说明矿山内正在施工，例如车辆往返运输、爆破等，由于其他环境数据正常，因此确定外部因素为施工因素。同理，若是异常数据包括雨量或风量或两者，则由于其他环境数据正常，因此确定外部因素为自然因素，例如大雨，狂风等。
另外，还需要说明的是，参照图3，在判断影响因素是外部因素还是内部因素之后，且在派发第一预警信号或第二预警信号之前，还可以执行S210-S240：
S210，获取边坡表面的图像信息；
S220，基于图像信息，判断边坡是否滑坡；
S230，若是，则派发停工信号；
S240，若否，则派发第一预警信号或第二预警信号。
具体地，可以设定巡航路线，采用无人机定时采集矿山边坡表面的图像信息，无人机将图像信息上传后，根据图像识别算法，判断边坡是否滑坡，若是，则派发停工信号，停工，若否，则说明边坡内部位移，对于边坡表面影响不大，因此可以派发第一预警信号或第二预警信号。
另外，在判断边坡是否滑坡时，可以根据边坡表面物体移动的情况，确定边坡发送滑坡的初始点的初始位置，而后根据当前无人机的高度，确定该初始点对应的矿山实际位置，从而派发该实际位置至监控中心显示屏上。
进一步地，参照图4，在S140之后，还可以执行S141-S144：
S141，确定第一预警信号的预警等级；
S142，判断预警等级是否在预设等级以下；
S143，若是，则派发调整施工方式信息；
S144，若否，则派发报警信息。
具体地，可以设定预警等级有三级，预设等级为二级，若是位移变形量超过预警阈值但是小于中级预警阈值，则预警等级为一级，若位移变形量超过中级预警阈值且小于高级预警阈值，则预警等级为二级，若位移变形量超过高级预警阈值，则预警等级为三级。若是预警等级为一级或二级，判断可以继续进行施工，但是需要调整施工方式，例如，采用预裂和减震爆破法，减少单孔装药量增大孔数，减少延时爆破的炮孔数等；因此派发调整施工方式信息，以提示监控人员需要调整施工方式。若是预警等级为三级，则说明边坡位移比较严重，因此直接派发报警信息，报警信息可以通过短信、邮件、声光报警装置等方式进行报警，有利于对边坡的安全起到预防、消除隐患和处理决策等方式。
参照图5，S144之后，可以执行S145-S148：
S145，确定报警等级；
S146，基于报警等级，调取对应检修方式；
S147，接收检修指令；
S148，基于检修指令，派发检修方式。
具体地，报警信息也包含报警等级，位移变形量与高级预警阈值之差越大，报警等级越高，不同的报警等级对应不同的检修方式，可以通过短信、邮件等方式派发检修方式至检修人员的终端，终端可以是智能手机、智能穿戴设备等。例如，报警等级为一级，则检修方式可以是完善排水网络，排水网络包括以下三个部分：地表排水、地下排水、立体排水系统；报警等级为二级，则检修方式可以是对边坡进行机械加固，设锚杆、锚桩等。当然，可以根据实际人工进行设置。
本实施例的实施原理为：
获取卫星数据，解算卫星数据，并判断卫星数据中监测点的位移变形量是否超过预警阈值，若是，则获取环境数据，并判断环境数据是否异常，若是，则确定影响因素为外部因素，若否，则确定影响因素为内部因素；在影响因素为外部因素时，确定异常数据类型，若异常数据包括噪音值和粉尘浓度，则确定外部因素为施工因素；若异常数据包括雨量和/或风量，则确定外部因素为自然因素；获取边坡表面的图像信息，而后基于该图像信息，判断边坡是否滑坡，若是，则派发停工信号，若否，若确定影响因素为外部因素，则派发第一预警信号，若确定影响因素为内部因素，则派发第二预警信号。
基于上述方法实施例，本申请第二实施例公开一种矿山边坡稳定性及环境监测预警系统。参照图6，作为该预警系统的一实施方式，该预警系统可以包括：
测地型接收机110，用于捕获卫星数据；
服务器120，包括：
数据获取模块121，用于获取卫星数据；
卫星数据解算模块122，用于解算卫星数据；
判断模块123，用于判断卫星数据中监测点的位移变形量是否超过预警阈值，若是，则再判断影响因素是外部因素还是内部因素；
派发模块124，用于在判断模块123判断是外部因素时，派发第一预警信号；用于在判断模块123判断是内部因素时，派发第二预警信号；
显示屏130，用于显示第一预警信号或第二预警信号。
该预警系统还可以包括：
环境数据采集模块140，用于采集环境数据，环境数据包括粉尘浓度值、风力等级、噪音值、雨量数据。环境数据采集模块140包括粉尘浓度传感器、风速传感器、噪声传感器、雨量传感器等。
该服务器120还可以包括：
环境数据获取模块125，用于获取环境数据；
判断模块123判断环境数据是否异常，若是，则确定影响因素为外部因素，若否，则确定影响因素为内部因素；并在影响因素为外部因素时，确定异常数据类型，若异常数据包括噪音值和粉尘浓度，则确定外部因素为施工因素，若异常数据包括雨量和/或风量，则确定外部因素为自然因素。
等级确定模块126，用于确定第一预警信号的预警等级；
判断模块123判断预警等级是否在预设等级以下，若是，则派发模块124派发调整施工方式信息，若否，则派发模块124派发报警信息。
需要说明的是，等级确定模块126还可以确定报警等级。服务器120还可以包括：
调取模块127，基于报警等级，从预设的检修库中，调取对应检修方式；
指令接收模块128，用于接收检修指令；
派发模块124基于检修指令，派发检修方式。
参照图7，作为该预警系统的另一实施方式，该预警系统还可以包括：
无人机150，沿预设巡航路线飞行，用于采集边坡表面的图像信息，并上传；
服务器120还包括：
图像获取模块129，用于获取该图像信息；
图像判断模块1291，基于该图像信息，判断边坡是否滑坡；
派发模块124用于在判断边坡滑坡时，派发停工信号。
本实施例的实施原理为：
数据获取模块121获取卫星数据，卫星数据解算模块122解算卫星数据，判断模块123判断卫星数据中监测点的位移变形量是否超过预警阈值，若是，则环境数据获取模块125获取环境数据，判断模块123判断环境数据是否异常，若是，则确定影响因素为外部因素，若否，则确定影响因素为内部因素；在影响因素为外部因素时，确定异常数据类型；若异常数据包括噪音值和粉尘浓度，则确定外部因素为施工因素；若异常数据包括雨量和/或风量，则确定外部因素为自然因素；图像获取模块129获取边坡表面的图像信息，而后图像判断模块1291基于该图像信息，判断边坡是否滑坡，若是，则派发模块124派发停工信号，若否，若确定影响因素为外部因素，则派发模块124派发第一预警信号，若确定影响因素为内部因素，则派发模块124派发第二预警信号。
本申请第三实施例还提供了一种终端，该终端可以是电脑、智能手机等客户端，上述系统内置于该终端上，该终端可以包括：存储器和处理器；
存储器用于存储上述矿山边坡稳定性及环境监测预警程序；
处理器用于执行存储器上存储的程序，以实现上述矿山边坡稳定性及环境监测预警方法的步骤。
其中，存储器可以通过通信总线与处理器通信连接，通信总线，可以为地址总线、数据总线、控制总线等。
另外，存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，也可以包括非易失性存储器(NVM)，例如至少一个磁盘存储器。
并且处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(CPU)、网络处理器(NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
本申请第四实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述矿山边坡稳定性及环境监测预警方法的计算机程序。
计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。其中，可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘)等。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依次限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
Claims (10)
1.一种矿山边坡稳定性及环境监测预警方法，其特征在于，包括：
获取卫星数据；
解算所述卫星数据；
判断所述卫星数据中监测点的位移变形量是否超过预警阈值，若是，则判断影响因素是外部因素还是内部因素；
若是外部因素，则派发第一预警信号；
若是内部因素，则派发第二预警信号。
2.根据权利要求1所述的一种矿山边坡稳定性及环境监测预警方法，其特征在于，所述判断影响因素是外部因素还是内部因素的具体步骤，包括：
获取环境数据，所述环境数据包括粉尘浓度值、风力等级、噪音值、雨量数据；
判断所述环境数据是否异常，若是，则确定影响因素为外部因素，若否，则确定影响因素为内部因素；外部因素包括施工因素和自然因素；
确定异常数据类型；
若所述异常数据包括噪音和粉尘浓度，则确定影响因素为施工因素；
若所述异常数据包括雨量和/或风量，则确定影响因素为自然因素。
3.根据权利要求2所述的一种矿山边坡稳定性及环境监测预警方法，其特征在于，所述派发第一预警信号之后，包括：
确定所述第一预警信号的预警等级；
判断所述预警等级是否在预设等级以下；
若是，则派发调整施工方式信息；
若否，则派发报警信息。
4.根据权利要求3所述的一种矿山边坡稳定性及环境监测预警方法，其特征在于，所述派发报警信息之后，包括：
确定报警等级；
基于所述报警等级，调取对应检修方式；
接收检修指令；
基于所述检修指令，派发所述检修方式。
5.根据权利要求1所述的一种矿山边坡稳定性及环境监测预警方法，其特征在于，所述判断影响因素是外部因素还是内部因素之后，还包括：
获取边坡表面的图像信息；
基于所述图像信息，判断边坡是否滑坡；
若是，则派发停工信号；
若否，则派发第一预警信号或第二预警信号。
6.根据权利要求5所述的一种矿山边坡稳定性及环境监测预警方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述图像信息，确定滑坡初始点的初始位置；
基于所述初始位置，确定滑坡初始点位于矿山的实际位置；
派发所述实际位置。
7.一种矿山边坡稳定性及环境监测预警系统，其特征在于，包括：
测地型接收机（110），用于捕获卫星数据；
服务器（120），包括：
数据获取模块（121），用于获取所述卫星数据；
卫星数据解算模块（122），用于解算所述卫星数据；
判断模块（123），用于判断所述卫星数据中监测点的位移变形量是否超过预警阈值，若是，则再判断影响因素是外部因素还是内部因素；
派发模块（124），用于在所述判断模块（123）判断影响因素是外部因素时，派发第一预警信号；用于在所述判断模块（123）判断影响因素是内部因素时，派发第二预警信号；
显示屏（130），用于显示所述第一预警信号或所述第二预警信号。
8.根据权利要求7所述的一种矿山边坡稳定性及环境监测预警系统，其特征在于，所述预警系统还包括：
环境数据采集模块（140），用于采集环境数据，所述环境数据包括粉尘浓度值、风力等级、噪音值、雨量数据；
所述服务器（120）还包括：
环境数据获取模块（125），用于获取环境数据；
所述判断模块（123）用于判断所述环境数据是否异常，若是，则确定影响因素为外部因素，若否，则确定影响因素为内部因素；在判断影响因素为外部因素后，确定异常数据类型，若异常数据包括噪音和粉尘浓度，则确定外部因素为施工因素，若异常数据包括雨量和/或风量，则确定外部因素为自然因素。
9.一种终端，其特征在于，包括：
存储器，用于存储矿山边坡稳定性及环境监测预警程序；
处理器，用于执行存储器上存储的程序，以实现如权利要求1-6任一所述矿山边坡稳定性及环境监测预警方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1-6任一所述矿山边坡稳定性及环境监测预警方法的计算机程序。
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