CN117037453A - 隧道洞口突发地质灾害监测预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种隧道洞口突发地质灾害监测预警系统及方法，其中，系统包括：隧道洞口周边灾害实时监测预警系统用于对隧道洞口周围的目标重点区域实时监测，获得第一监测结果；隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统用于对隧道洞口及铁路干线实时监测，获得第二监测结果；数据融合传输基站对第一监测结果和第二监测结果进行数据融合，生成第一数据图像和第二数据图像；灾害监测预警中心基于第一数据图像和第二数据图像进行现场预评估，得到预评估结果，从而评估人员进行评估，得到最终的评估结果并进行灾害预警。由此，解决了相关技术中使用光纤传感器的监测方式较为单一，降低了地质灾害的监测效率，并且降低了地质灾害监测的自动化水平的问题。

Description

隧道洞口突发地质灾害监测预警系统及方法

技术领域

本申请涉及隧道洞口灾害监测预警技术领域，特别涉及一种隧道洞口突发地质灾害监测预警系统及方法。

背景技术

随着我国基础设施建设的不断发展，大量铁路隧道等处于在建或拟建中，其中，铁路隧道洞口是列车安全行驶的重要交通地段，由于隧道洞口存在异物在视觉方面不易察觉，当火车高速行驶的过程中，如在隧道洞口遇地质灾害时不能及时减速停车，将会对生命财产安全产生极大威胁，因此，随着科技的发展，智慧化、自动化、高效化、可视化的地质灾害监测预警系统已经成为了日后发展的趋势。

相关技术中，可以将分布式传感光纤埋入混凝土内部，并以留设预埋槽的方式将分布式传感光纤粘贴在隧道结构物表面，通过施工期间埋入传感元件获取了初始应力场，实现隧道结构的在线、动态、实时健康监测。

然而，相关技术中通过使用光纤传感器进行地质灾害监测，监测方式较为单一，且范围较窄，降低了地质灾害的监测效率，并且降低了地质灾害监测的全面性，无法对周边地质灾害进行提前预警，降低了地质灾害监测的自动化水平，亟待解决。

发明内容

本申请提供一种隧道洞口突发地质灾害监测预警系统及方法，以解决相关技术中通过使用光纤传感器进行地质灾害监测，监测方式较为单一，且范围较窄，降低了地质灾害的监测效率，并且降低了地质灾害监测的全面性，无法对周边地质灾害进行提前预警，降低了地质灾害监测的自动化水平的问题。

本申请第一方面实施例提供一种隧道洞口突发地质灾害监测预警系统，包括：隧道洞口周边灾害实时监测预警系统，用于对隧道洞口周围的目标重点区域进行实时监测，获得第一监测结果；隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统，用于对隧道洞口及铁路干线进行实时监测，获得第二监测结果；数据融合传输基站，用于分别对所述第一监测结果和所述第二监测结果进行数据融合处理，生成第一数据图像和第二数据图像；灾害监测预警中心，用于接收所述数据融合传输基站传输的第一数据图像和所述第二数据图像，根据所述第一数据图像和所述第二数据图像进行现场预评估，得到预评估结果，向评估人员呈现所述第一数据图像、所述第二数据图像和所述预评估结果，得到最终的评估结果，根据所述最终的评估结果进行灾害预警。

可选地，在本申请的一个实施例中，隧道洞口突发地质灾害监测预警系统还包括：后勤管理中心，用于根据所述最终的评估结果进行勘验处理，和/或根据所述最终的评估结果确定灾害处理策略。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述后勤管理中心包括：供电系统，用于在灾害发生时或所述隧道洞口突发地质灾害监测预警系统断电时，启动独立应急供电系统为所述隧道洞口突发地质灾害监测预警系统进行供电；灾害处理中心，用于在所述灾害发生后，所述灾害处理中心响应并对所述现场情况进行勘验处理。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述隧道洞口周边灾害实时监测预警系统还用于根据所述第一监测结果评估隧道洞口周围的地质灾害，得到第一地质灾害评估结果，以在所述第一地质灾害评估结果达到第一预设预警条件时进行预警提示。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统还用于根据所述第二监测结果评估隧道洞口及铁路干线的地质灾害，得到第二地质灾害评估结果，以在所述第二地质灾害评估结果达到第二预设预警条件时进行所述预警提示。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述隧道洞口周边灾害实时监测预警系统包括：无人机监测系统，所述无人机监测系统具有至少一个摄像头、至少一个定位系统、至少一个空气耦合雷达以及至少一个航空瞬变电磁装置；实地监测系统，所述实地监测系统具有至少一个摄像头、至少一个雨量计、至少一个泥量计、至少一个流速计、至少一个土壤水分传感器、至少一个应力应变传感器、至少一个压力传感器及至少一个地声预警仪。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统包括：接触式监测系统，所述接触式监测系统具有至少一个双电网传感器、至少一个压力传感器及至少一个光纤光栅传感器；非接触式监测系统，所述非接触式监测系统具有至少一个微波监测仪、至少一个超宽带多基地雷达、至少一个红外激光扫描仪、至少一个超声波监测仪及至少一个摄像头。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述数据融合传输基站包括：数据融合系统，用于根据预设多源数据融合技术，将所述隧道洞口周围目标重点区域和所述隧道洞口及铁路干线的实时监测数据及实时现场图像融合为所述第一数据图像和所述第二数据图像；数据传输系统，用于利用预设光纤数据传输技术与预设无线自组网传输技术，将现场情况传输至所述灾害监测预警中心。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述灾害监测预警中心包括：数据评估系统，用于对所述第一数据图像和所述第二数据图像进行机器学习，以进行所述现场预评估，得到机器预评估结果，向评估人员呈现所述第一数据图像、所述第二数据图像和所述机器预评估结果进行人工评估，得到最终的人工评估结果；调度指挥系统，用于根据所述最终的人工评估结果进行灾害预警，实时协调调度指挥后勤保障人员进行救援工作。

本申请第二方面实施例提供一种隧道洞口突发地质灾害监测预警方法，包括以下步骤：接收所述第一数据图像和所述第二数据图像；根据所述第一数据图像和所述第二数据图像进行所述现场预评估，得到所述预评估结果；向所述评估人员呈现所述第一数据图像、所述第二数据图像和所述预评估结果，得到所述最终的评估结果，根据所述最终的评估结果进行所述灾害预警。

可选地，在本申请的一个实施例中，隧道洞口突发地质灾害监测预警方法还包括：根据所述最终的评估结果进行勘验处理，和/或根据所述最终的评估结果确定所述灾害处理策略。

本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的隧道洞口突发地质灾害监测预警方法。

本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的隧道洞口突发地质灾害监测预警方法。

本申请实施例可以通过隧道洞口周边灾害实时监测预警系统对隧道洞口周围的目标重点区域进行实时监测，获得第一监测结果，利用隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统对隧道洞口及铁路干线进行实时监测，获得第二监测结果，通过数据融合传输基站分别对第一监测结果和第二监测结果进行数据融合处理，生成第一数据图像和第二数据图像，利用灾害监测预警中心将第一数据图像和第二数据图像进行现场预评估，得到预评估结果，并通过评估人员呈进行最终评估，得到最终的评估结果，从而进行灾害预警，有效的提升了监测的全面性，提升了地质灾害的监测效率，提高了地质灾害监测的自动化水平。由此，解决了相关技术中通过使用光纤传感器进行地质灾害监测，监测方式较为单一，且范围较窄，降低了地质灾害的监测效率，并且降低了地质灾害监测的全面性，无法对周边地质灾害进行提前预警，降低了地质灾害监测的自动化水平的问题。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本申请实施例提供的一种隧道洞口突发地质灾害监测预警系统的结构示意图；

图2为本申请一个具体实施例的隧道洞口突发地质灾害监测预警系统的结构示意图；

图3为根据本申请实施例提供的一种隧道洞口突发地质灾害监测预警方法的流程图；

图4为根据本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参照附图描述根据本申请实施例提出的隧道洞口突发地质灾害监测预警系统的结构示意图。图1是本申请实施例的隧道洞口突发地质灾害监测预警系统的结构示意图。

如图1所示，该隧道洞口突发地质灾害监测预警系统10包括：隧道洞口周边灾害实时监测预警系统100、隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统200、数据融合传输基站300和灾害监测预警中心400。

隧道洞口周边灾害实时监测预警系统100，用于对隧道洞口周围的目标重点区域进行实时监测，获得第一监测结果。

在实际执行过程中，本申请实施例可以设置下述步骤中的隧道洞口周边灾害实时监测预警系统100，可以对隧道洞口周围的目标重点区域进行实时监测，获得第一监测结果，从而有效的提升了地质灾害监测预警的可执行性。

其中，在本申请的一个实施例中，隧道洞口周边灾害实时监测预警系统100包括：无人机监测系统101和实地监测系统102。

其中，无人机监测系统101，无人机监测系统101具有至少一个摄像头、至少一个定位系统、至少一个空气耦合雷达以及至少一个航空瞬变电磁装置。

在部分实施例中，如图2所示，隧道洞口周边灾害实时监测预警系统100可以设置无人机监测系统101，无人机监测系统101具有至少一个摄像头、至少一个定位系统、至少一个空气耦合雷达以及至少一个航空瞬变电磁装置，可以对崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的可能发生地区，通过对隧道洞口周边情况以及地质信息的精确扫描，利用无人机搭载的各监测装置协同配合，对可能发生地区的地层地质情况进行扫描，得到隧道洞口附近松散堆积体，潜在滑移面的分布情况与地理位置，并对重点区域进行标记及区域划分，实现对隧道洞口周边各类地质灾害重点关注地区的准确定位。

例如，在地质灾害发生前，无人机监测系统101通过搭载的高清摄像头，对隧道洞口附近的地质环境及植被环境进行探查，对重点区域进行拍照，定位系统将每一处的数据与所在位置相对应，并且做到数据与位置完全对应，避免出现混乱，搭载在无人机上的空气耦合雷达和航空瞬变电磁装置，可以对重点区域内的地表以下的地质构造进行探查，以探查是否有发生地质灾害的潜在风险，得到隧道洞口附近松散堆积体，潜在滑移面的分布情况，并对会因何种因素诱使灾害发生进行处理记录，提升了地质灾害监测的准确性和全面性。

实地监测系统102，实地监测系统102具有至少一个摄像头、至少一个雨量计、至少一个泥量计、至少一个流速计、至少一个土壤水分传感器、至少一个应力应变传感器、至少一个压力传感器及至少一个地声预警仪。

在一些实施例中，如图2所示，隧道洞口周边灾害实时监测预警系统100可以设置实地监测系统102，实地监测系统102可以设置高清摄像头对可能发生的重点监测区域进行实时拍摄，设置雨量计对可能发生的重点监测区域进行实时雨量进行监控，设置泥量计对可能发生的重点监测区域实时泥量进行监控，设置流速计对可能发生的重点监测区域水的流速进行实时监测，设置土壤水分传感器对可能发生的重点监测区域内土壤水分进行实时监测，设置应力应变传感器对可能发生的重点监测区域地下岩体、土壤或潜在滑移面的应力应变情况进行实时监测，设置压力传感器对可能发生的重点监测区域岩体土体间压力情况进行实时监测，设置地声传感器对可能发生的重点监测区域岩体堆积物崩落时发出的声音进行实时监测，从而实现对隧道洞口周边地质灾害可能发生的重点监测区域水文、地质、力学、声学的全方位监控。

举例而言，高清摄像头可以实时观测隧道两侧山体的实地状况，从视觉上直观的观看降水时水流的流量大小、植被的存活程度、岩土状况以及山坡上建筑物是否发生变形，当遇到恶劣天气，高清摄像头无法发挥作用时，可以借助传感器和测量计等仪器的实时监测来实现预警，崩滑流等地质灾害发生之前往往岩体会发生破碎，出现大量碎裂岩石，土地出现裂隙，其中压力传感器和应力应变传感器可以实时监测地下地表的压力应力变化。

另外，雨量计、泥量计、流速计、土壤水分传感器等装置可以实时监测环境参数，如气象、地质、水文等数据，在地质灾害发生前，地下水位及地表径流往往会发生异常变化，进行实时监测环境参数，以便及时发现地质灾害发生前的迹象或可能导致地质灾害发生的因素，地质灾害在发生前，往往有着前兆，如沟内出现巨大的轰鸣声，地声预警仪可以从声音方面对灾害进行提前预警，提升了地质灾害监测的精确性。

可选地，在本申请的一个实施例中，隧道洞口周边灾害实时监测预警系统100还用于根据第一监测结果评估隧道洞口周围的地质灾害，得到第一地质灾害评估结果，以在第一地质灾害评估结果达到第一预设预警条件时进行预警提示。

举例而言，隧道洞口周边灾害实时监测预警系统100还可以根据第一监测结果评估隧道洞口周围的地质灾害，得到第一地质灾害评估结果，可以在隧道洞口附近地质灾害可能发生的重点监测区域设置数据收集评估基站，数据收集评估基站可以收集可能发生的重点监测区域的多源实时监测数据，并根据可能发生的重点监测区域实时收集到的监测数据与预先设置的阈值进行对比，根据对比结果进行评估分析，并根据实时监测评估结果，评估隧道洞口地质灾害发生的概率，根据发生可能性大小分为极易发生区、易发生区、相对稳定区和不易发生区，最后将评估数据结果以及发生可能性区域结果传输至下述步骤中的数据融合传输基站300，从而达到对洞口附近的地质灾害的预警功能，有效的提升了地质灾害监测的准确性和全面性。

其中，预先设置的阈值可以依据当地地质条件状况与潜在地质灾害发生因素综合而得，在此不做具体限定。

需要说明的是，第一预设预警条件由本领域技术人员根据实际情况进行设置，在此不作具体限定。

隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统200，用于对隧道洞口及铁路干线进行实时监测，获得第二监测结果。

作为一种可能实现的方式，本申请实施例可以设置下述步骤中的隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统200，可以对隧道洞口及铁路干线进行实时监测，获得第二监测结果，有效的提升了地质灾害监测预警的全面性。

其中，在本申请的一个实施例中，隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统200包括：接触式监测系统201和非接触式监测系统202。

其中，接触式监测系统201，接触式监测系统201具有至少一个双电网传感器、至少一个压力传感器及至少一个光纤光栅传感器。

在一些实施例中，如图2所示，隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统200可以设置接触式监测系统201，可以在铁路干线两侧设置双电网防护系统，在防护网及周围设置压力传感器，并在隧道洞口及隧道洞口外铁路干线附近设置光纤光栅传感器，有效的提升了地质灾害监测的全面性。

举例而言，在崩滑流等地质灾害发生时，会有大量碎石及山坡上的物体滚落，在隧道洞口铁路轨道两侧铺设双电网传感器，在遇到地质灾害产生的强大外力超过防护网的承载能力时，传感器会发出警报提示有地质灾害发生，地质灾害刚开始形成时，会伴随着巨大的冲击力，压力传感器可以监测到地表或水体的压力明显上升，并且可以实时监测滑坡体内部的动态压力变化和岩石的应力监测，光纤光栅传感器可以布设在隧道洞口周围的土壤或岩体内，可以实时监测周边土体的变化，通过监测振动、形变、温度等参数，掌握地质灾害的发展状态和趋势，并且光栅传感器可以提供高分辨率的变形数据，帮助预测地质灾害的运动趋势和威胁范围，有效的提升了地质灾害监测的实时性。

非接触式监测系统202，非接触式监测系统202具有至少一个微波监测仪、至少一个超宽带多基地雷达、至少一个红外激光扫描仪、至少一个超声波监测仪及至少一个摄像头。

在部分实施例中，如图2所示，隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统200可以设置非接触式监测系统202，可以在铁路干线两侧沿线设置高清摄像头，实时对现场情况进行拍摄，交叉设置微波监测仪、超宽带多基地雷达和超声波监测仪，红外激光扫描仪对立设置，形成红外激光网，从而实现对铁路侵入异物的实时监测。

举例而言，非接触式监测系统202中的微波监测仪和超声波监测仪，分别通过反射、散射的微波信号和超声波的传播特性，监测地质灾害土体内部和周围的变化，以及土体的位移、形变和速度，判断地质灾害是否已经发生，利用超宽带多基地雷达的高分辨率成像能力，可以对岩层结构、地下水位、地下裂缝等进行扫描和勘查，并通过连续监测目标区域的微小运动来识别土体的位移情况、山体滑坡、地面沉降和岩石崩塌。

另外，红外激光扫描仪与高清摄像头的结合运用，即结构光监测技术，可以有效判断隧道洞口是否存在异物，通过点结构光图像背景差分的图像处理方法，可以消除阳光对异物结构光图像的干扰，并通过结构光大气模型与改进Tarel算法的图像处理方法消除雾气对监测的影响，最后通过直方图统计阈值的帧间复制的图像处理方法，有效降低降雨对监测结果的影响，并根据自适应卷积的条纹中心线提取算法准确、快速的提取异物结构光，使得监测更加的快速、准确。

可选地，在本申请的一个实施例中，隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统200还用于根据第二监测结果评估隧道洞口及铁路干线的地质灾害，得到第二地质灾害评估结果，以在第二地质灾害评估结果达到第二预设预警条件时进行预警提示。

在部分实施例中，隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统200还可以根据第二监测结果评估隧道洞口及铁路干线的地质灾害，得到第二地质灾害评估结果，例如，本申请实施例可以在隧道洞口铁路干线附近设置数据收集评估基站，数据收集评估基站可以实时收集隧道洞口铁路干线附近实时所有类别数据，并与预先设置的阈值进行对比，根据对比结果进行评估分析，将评估分析结果实时传送至下述步骤中的数据融合传输基站300，有效的提高了地质灾害监测的准确性和全面性。

其中，预先设置的阈值可以依据当地地质条件状况与潜在地质灾害发生因素综合而得，在此不做具体限定。

需要说明的是，第二预设预警条件由本领域技术人员根据实际情况进行设置，在此不作具体限定。

数据融合传输基站300，用于分别对第一监测结果和第二监测结果进行数据融合处理，生成第一数据图像和第二数据图像。

在一些实施例中，本申请实施例可以设置下述步骤中的数据融合传输基站300，可以分别对第一监测结果和第二监测结果进行数据融合处理，生成第一数据图像和第二数据图像，从而有效的提升了地质灾害监测预警的精准性和全面性。

可选地，在本申请的一个实施例中，数据融合传输基站300包括：数据融合系统301和数据传输系统302。

其中，数据融合系统301，用于根据预设多源数据融合技术，将隧道洞口周围目标重点区域和隧道洞口及铁路干线的实时监测数据及实时现场图像融合为第一数据图像和第二数据图像。

在实际执行过程中，如图2所示，数据融合传输基站300可以设置数据融合系统301，用于根据多源数据融合技术，将隧道洞口周围目标重点区域和隧道洞口及铁路干线的实时监测数据及实时现场图像融合为第一数据图像和第二数据图像，例如，可以实时接收预警系统与警报系统数据收集评估基站传输的数据，可以将实时雨量、泥量、水流速、土壤含水量、岩土体应力应变压力、声音频率信号等不同监测数据及实时现场图像融合成简明清晰的数据图像，并传输至下述步骤中的灾害监测预警中心400，实现了多源数据的统一、整合、成像以及风险区灾害的实时动态监测功能，提升了隧道洞口地质灾害实时监测智能化的进程。

举例而言，数据融合系统301可以基于多源数据融合技术，通过将各类数据选择合适的小波系数，并以阈值的形式限制小波系数，并利用重构阈值处理后的高低频系数对各类数据进行滤波降噪处理，由于规律数据的熵值较小，混乱数据的熵值较大，因此，可以根据不同数据的熵值进行权重分布，将不同的数据赋予相应的权重值，将监测数据进行归一化处理分析，形成标准化矩阵，并计算归一化矩阵相关系数及相关系数矩阵的非负特征值和对应的特征向量，根据数据的权重值确定最终的数据融合结果，从而实现把原始监测数据融合为综合监测数据，最后根据最终的融合信息精确地输出隧道洞口及隧道周边的三维全息动态交互图像。

数据传输系统302，用于利用预设光纤数据传输技术与预设无线自组网传输技术，将现场情况传输至灾害监测预警中心。

在部分实施例中，如图2所示，数据融合传输基站300可以设置数据传输系统302，可以利用光纤光缆连接各系统、各传感器至各系统数据收集评估基站，通过光纤光缆连接各系统数据收集评估基站至数据融合传输基站300，根据无线自组网传输实现无人机探测系统与地面数据收集评估基站的数据交换，根据光纤光缆与无线自组网相结合的形式连接数据融合传输基站300与下述步骤中的灾害监测预警中心400，有效的提升了地质灾害监测的实时性。

具体而言，数据传输系统302包括光纤传输系统和无线自组网传输系统，其中，光纤传输系统可实现模拟信号和数字信号的传输，并且满足视频传输的需求，无线自组网传输系统支持动态组网，通过与无人机监测系统101的协同配合，所有移动节点都可以快速自动地形成一个独立的网络，实现隧道周边快速移动中进行数据的无线通信传输。

灾害监测预警中心400，用于接收数据融合传输基站300传输的第一数据图像和第二数据图像，根据第一数据图像和第二数据图像进行现场预评估，得到预评估结果，向评估人员呈现第一数据图像、第二数据图像和预评估结果，得到最终的评估结果，根据最终的评估结果进行灾害预警。

作为一种可能实现的方式，本申请实施例可以设置下述步骤中的灾害监测预警中心400，可以接收数据融合传输基站300传输的第一数据图像和第二数据图像，根据第一数据图像和第二数据图像进行现场预评估，得到预评估结果，向评估人员呈现第一数据图像、第二数据图像和预评估结果，得到最终的评估结果，根据最终的评估结果进行灾害预警，使地质灾害监测工作更加信息化、自动化、数字化以及智能化。

其中，在本申请的一个实施例中，灾害监测预警中心400包括：数据评估系统401和调度指挥系统402。

其中，数据评估系统401，用于对第一数据图像和第二数据图像进行机器学习，以进行现场预评估，得到机器预评估结果，向评估人员呈现第一数据图像、第二数据图像和机器预评估结果进行人工评估，得到最终的人工评估结果。

在实际执行过程中，如图2所示，灾害监测预警中心400可以设置数据评估系统401，数据评估系统401可以应用自适应增强算法，对数据融合传输基站300传输的图像图表数据进行机器预评估，将现场融合数据图像依据危险度由高到低进行划分，分为重大风险、较大风险、一般风险和低风险，分别用红、橙、黄、蓝四种颜色进行危险度标示，并递交人工评估处，现场工作人员依据现场融合数据图像及机器预评估结果进行决策并给予最终决策意见，有效减少人工成本，提高人工决策效率，提升地质灾害监测的准确性。

例如，数据评估系统401中的机器预评估系统，可以通过与数据融合传输基站300的协同配合，运用人工智能以及机器学习在感知、识别、运算等方面的独特优势，选择自适应增强算法，通过初始化训练数据点权重分布，调用弱学习器进行迭代，每次迭代后都产生一个弱假设，接着进行分类错误率计算，根据分类错误率赋予该弱假设权重，并更新训练数据点权重分布，将所有带权重的弱假设组合成最终预测函数，将经过处理的融合信息根据给定的标准进行量化或非量化测量，高效地表征指标因子与地质灾害风险等级之间的关系，同时对地质灾害重点发生区的危险性等级进行智能化、自动化、高效化评估。

又例如，机器预评估结束后，将机器预评估结果递交至人工评估处，人工评估系统基于机器预评估系统给出的结果进行人工的进一步科学化、合理化、经验化评估，提高人工决策效率，大大降低了人工决策的误判性，从而得到更准确的评估结果。

调度指挥系统402，用于根据最终的人工评估结果进行灾害预警，实时协调调度指挥后勤保障人员进行救援工作。

举例而言，如图2所示，灾害监测预警中心400可以设置调度指挥系统402，可以根据最终的人工评估结果进行灾害预警，利用人工智能以及大数据处理技术，通过统一的线网大数据平台，实现线网统一的合理化调度指挥，实时协调调度指挥后勤保障人员或消防武警救援人员赶赴现场进行救援工作，保障铁路的正常运行，有效地实现了灾害监测预警的系统化和科学化，能够更加有效地提高准确率、降低误识别率。

可选地，在本申请的一个实施例中，隧道洞口突发地质灾害监测预警系统10还包括：后勤管理中心500。

其中，后勤管理中心500，用于根据最终的评估结果进行勘验处理，和/或根据最终的评估结果确定灾害处理策略。

举例而言，本申请实施例还可以设置下述步骤中的后勤管理中心500，可以根据最终的评估结果进行勘验处理，或者根据最终的评估结果确定灾害处理策略，有效的提升了地质灾害监测预警的智能化水平。

需要说明的是，灾害处理策略由本领域技术人员根据实际情况进行设置，在此不作具体限定。

可选地，在本申请的一个实施例中，后勤管理中心500包括：供电系统501和灾害处理中心502。

其中，供电系统501，用于在灾害发生时或隧道洞口突发地质灾害监测预警系统断电时，启动独立应急供电系统501为隧道洞口突发地质灾害监测预警系统进行供电。

例如，如图2所示，后勤管理中心500可以设置供电系统501，供电系统501接入常规供电网为地质灾害预警系统的日常运行提供电力，供电系统501除常规供电网外还内置独立应急发电机组，包括应急柴油发电机组、UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)、EPS(Emergency Power Supply，消防应急电源)等，可以实现对发生地质灾害和其他特殊情况而导致的突发断电情况，及时执行有效的应急管理措施，确保各系统电路的正常运行，有效的提升了地质灾害的监测的实时性。

灾害处理中心502，用于在灾害发生后，执行灾害处理策略。

在一些实施例中，如图2所示，后勤管理中心500可以设置灾害处理中心502，可以根据地质灾害事故的预测和警报，可迅速组织救援力量并加强管理对地质灾害重点发生区进行实时了解、监测和处理等操作，实现对隧道洞口及隧道周边情况的安全化调控，保障铁路正常运行，有效的提高了地质灾害监测的自动化水平。

根据本申请实施例提出的隧道洞口突发地质灾害监测预警系统，可以通过隧道洞口周边灾害实时监测预警系统对隧道洞口周围的目标重点区域进行实时监测，获得第一监测结果，利用隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统对隧道洞口及铁路干线进行实时监测，获得第二监测结果，通过数据融合传输基站分别对第一监测结果和第二监测结果进行数据融合处理，生成第一数据图像和第二数据图像，利用灾害监测预警中心将第一数据图像和第二数据图像进行现场预评估，得到预评估结果，并通过评估人员呈进行最终评估，得到最终的评估结果，从而进行灾害预警，有效的提升了监测的全面性，提升了地质灾害的监测效率，提高了地质灾害监测的自动化水平。由此，解决了相关技术中通过使用光纤传感器进行地质灾害监测，监测方式较为单一，且范围较窄，降低了地质灾害的监测效率，并且降低了地质灾害监测的全面性，无法对周边地质灾害进行提前预警，降低了地质灾害监测的自动化水平的问题。

其中，图3为本申请实施例所提供的一种隧道洞口突发地质灾害监测预警方法的流程示意图。

如图3所示，该隧道洞口突发地质灾害监测预警方法包括以下步骤：

在步骤S301中，接收第一数据图像和第二数据图像。

在步骤S302中，根据第一数据图像和第二数据图像进行现场预评估，得到预评估结果。

在步骤S303中，向评估人员呈现第一数据图像、第二数据图像和预评估结果，得到最终的评估结果，根据最终的评估结果进行灾害预警。

可选地，在本申请的一个实施例中，隧道洞口突发地质灾害监测预警方法还包括：根据最终的评估结果进行勘验处理，和/或根据最终的评估结果确定灾害处理策略。

需要说明的是，前述对隧道洞口突发地质灾害监测预警系统实施例的解释说明也适用于该实施例的隧道洞口突发地质灾害监测预警方法，此处不再赘述。

根据本申请实施例提出的隧道洞口突发地质灾害监测预警方法，可以通过隧道洞口周边灾害实时监测预警系统对隧道洞口周围的目标重点区域进行实时监测，获得第一监测结果，利用隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统对隧道洞口及铁路干线进行实时监测，获得第二监测结果，通过数据融合传输基站分别对第一监测结果和第二监测结果进行数据融合处理，生成第一数据图像和第二数据图像，利用灾害监测预警中心将第一数据图像和第二数据图像进行现场预评估，得到预评估结果，并通过评估人员呈进行最终评估，得到最终的评估结果，从而进行灾害预警，有效的提升了监测的全面性，提升了地质灾害的监测效率，提高了地质灾害监测的自动化水平。由此，解决了相关技术中通过使用光纤传感器进行地质灾害监测，监测方式较为单一，且范围较窄，降低了地质灾害的监测效率，并且降低了地质灾害监测的全面性，无法对周边地质灾害进行提前预警，降低了地质灾害监测的自动化水平的问题。

图4为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括：

存储器1、处理器2及存储在存储器1上并可在处理器2上运行的计算机程序。

处理器2执行程序时实现上述实施例中提供的隧道洞口突发地质灾害监测预警方法。

进一步地，电子设备还包括：

通信接口3，用于存储器1和处理器2之间的通信。

存储器1，用于存放可在处理器2上运行的计算机程序。

存储器1可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。

如果存储器1、处理器2和通信接口3独立实现，则通信接口3、存储器1和处理器2可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(IndustryStandard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选地，在具体实现上，如果存储器1、处理器2及通信接口3，集成在一块芯片上实现，则存储器1、处理器2及通信接口3可以通过内部接口完成相互间的通信。

处理器2可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的隧道洞口突发地质灾害监测预警方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，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模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种隧道洞口突发地质灾害监测预警系统，其特征在于，包括：

隧道洞口周边灾害实时监测预警系统，用于对隧道洞口周围的目标重点区域进行实时监测，获得第一监测结果；

隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统，用于对隧道洞口及铁路干线进行实时监测，获得第二监测结果；

数据融合传输基站，用于分别对所述第一监测结果和所述第二监测结果进行数据融合处理，生成第一数据图像和第二数据图像；

灾害监测预警中心，用于接收所述数据融合传输基站传输的第一数据图像和所述第二数据图像，根据所述第一数据图像和所述第二数据图像进行现场预评估，得到预评估结果，向评估人员呈现所述第一数据图像、所述第二数据图像和所述预评估结果，得到最终的评估结果，根据所述最终的评估结果进行灾害预警。

2.根据权利要求1所述的隧道洞口突发地质灾害监测预警系统，其特征在于，还包括：

后勤管理中心，用于根据所述最终的评估结果进行勘验处理，和/或根据所述最终的评估结果确定灾害处理策略。

3.根据权利要求2所述的隧道洞口突发地质灾害监测预警系统，其特征在于，所述后勤管理中心包括：

供电系统，用于在灾害发生时或所述隧道洞口突发地质灾害监测预警系统断电时，启动预设应急供电系统为所述隧道洞口突发地质灾害监测预警系统进行供电；

灾害处理中心，用于在所述灾害发生后，执行所述灾害处理策略。

4.根据权利要求1所述的隧道洞口突发地质灾害监测预警系统，其特征在于，所述隧道洞口周边灾害实时监测预警系统还用于根据所述第一监测结果评估隧道洞口周围的地质灾害，得到第一地质灾害评估结果，以在所述第一地质灾害评估结果达到第一预设预警条件时进行预警提示。

5.根据权利要求1所述的隧道洞口突发地质灾害监测预警系统，其特征在于，所述隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统还用于根据所述第二监测结果评估隧道洞口及铁路干线的地质灾害，得到第二地质灾害评估结果，以在所述第二地质灾害评估结果达到第二预设预警条件时进行所述预警提示。

6.根据权利要求1所述的隧道洞口突发地质灾害监测预警系统，其特征在于，所述隧道洞口周边灾害实时监测预警系统包括：

无人机监测系统，所述无人机监测系统具有至少一个摄像头、至少一个定位系统、至少一个空气耦合雷达以及至少一个航空瞬变电磁装置；

实地监测系统，所述实地监测系统具有至少一个摄像头、至少一个雨量计、至少一个泥量计、至少一个流速计、至少一个土壤水分传感器、至少一个应力应变传感器、至少一个压力传感器及至少一个地声预警仪。

7.根据权利要求1所述的隧道洞口突发地质灾害监测预警系统，其特征在于，所述隧道洞口崩滑流灾害实时监测警报系统包括：

接触式监测系统，所述接触式监测系统具有至少一个双电网传感器、至少一个压力传感器及至少一个光纤光栅传感器；

非接触式监测系统，所述非接触式监测系统具有至少一个微波监测仪、至少一个超宽带多基地雷达、至少一个红外激光扫描仪、至少一个超声波监测仪及至少一个摄像头。

8.根据权利要求1所述的隧道洞口突发地质灾害监测预警系统，其特征在于，所述数据融合传输基站包括：

数据融合系统，用于根据预设多源数据融合技术，将所述隧道洞口周围目标重点区域和所述隧道洞口及铁路干线的实时监测数据及实时现场图像融合为所述第一数据图像和所述第二数据图像；

数据传输系统，用于利用预设光纤数据传输技术与预设无线自组网传输技术，将现场情况传输至所述灾害监测预警中心。

9.根据权利要求1所述的隧道洞口突发地质灾害监测预警系统，其特征在于，所述灾害监测预警中心包括：

数据评估系统，用于对所述第一数据图像和所述第二数据图像进行机器学习，以进行所述现场预评估，得到机器预评估结果，向评估人员呈现所述第一数据图像、所述第二数据图像和所述机器预评估结果，进行人工评估，得到最终的人工评估结果；

调度指挥系统，用于根据所述最终的人工评估结果进行灾害预警，实时协调调度指挥后勤保障人员进行救援工作。

10.一种隧道洞口突发地质灾害监测预警方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的隧道洞口突发地质灾害监测预警系统，其中，所述方法包括以下步骤：

接收所述第一数据图像和所述第二数据图像；

根据所述第一数据图像和所述第二数据图像进行所述现场预评估，得到所述预评估结果；以及

向所述评估人员呈现所述第一数据图像、所述第二数据图像和所述预评估结果，得到所述最终的评估结果，根据所述最终的评估结果进行所述灾害预警。

11.根据权利要求10所述的隧道洞口突发地质灾害监测预警方法，其特征在于，还包括：

根据所述最终的评估结果进行勘验处理，和/或根据所述最终的评估结果确定所述灾害处理策略。

12.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求10-11任一项所述的隧道洞口突发地质灾害监测预警方法。

13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求10-11任一项所述的隧道洞口突发地质灾害监测预警方法。