CN117495083B - 一种护岸边坡稳定性监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及护岸边坡监测技术领域,用于解决目标护岸边坡存在的稳定性监测结果误差大和管理不合理的问题,尤其涉及一种护岸边坡稳定性监测系统及方法;本发明通过对目标护岸边坡的内部和外部两个角度进行分析,进而了解目标护岸边坡整体稳定性等级,进而根据不同的等级对目标护岸边坡进行合理、有针对性的管理,以提高目标护岸边坡整体的稳定性,有助于降低目标护岸边坡水土流失风险,同时通过信息反馈和深入式的方式进行分析,以便降低目标护岸边坡存在的潜在风险,而通过对各个监测点的工作数据进行有效性监管反馈分析,以便及时的对异常监测点进行故障维护,以提高数据采集的有效性和传输的安全性,同时有助于提高分析结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及护岸边坡监测技术领域,尤其涉及一种护岸边坡稳定性监测系统及方法。
背景技术
一般河道护坡在设计水位以下可采用土格宾石笼、雷诺护垫、土工格室、生态袋、植生袋,或者砌石、混凝土等护坡,设计水位以上可直接种植植物,利用植物根系对土体加固,做成生态固岸,遏制坡面水土流失,从而起到护坡和美化水环境的作用;
但是,现有的护岸边坡监测系统在进行稳定性分析时,采集数据过于单一,进而导致分析结果误差过大,不利于合理、有针对性对护岸边坡稳定性进行管理,且无法根据护岸边坡稳定性风险等级情况进行合理、精准的管理,以及无法对护岸边坡的变化情况进行分析,无法对潜在的风险进行分析,降低护岸边坡稳定性管理的合理性;
针对上述的技术缺陷,现提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种护岸边坡稳定性监测系统及方法,去解决上述提出的技术缺陷,本发明通过对目标护岸边坡的内部和外部两个角度进行分析,进而了解目标护岸边坡整体稳定性等级,进而根据不同的等级对目标护岸边坡进行合理、有针对性的管理,以提高目标护岸边坡整体的稳定性,有助于降低目标护岸边坡水土流失风险,同时通过信息反馈和深入式的方式进行分析,以便降低目标护岸边坡存在的潜在风险,而通过对各个监测点的工作数据进行有效性监管反馈分析,以便及时的对异常监测点进行故障维护,以提高数据采集的有效性和传输的安全性,同时有助于提高分析结果的准确性。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种护岸边坡稳定性监测系统,包括监测平台、数据采集单元、内安全分析单元、外受损分析单元、预警显示单元、自检反馈单元以及滑坡风险单元;
当监测平台生成运管指令后,立即将运管指令发送至数据采集单元,数据采集单元在接收到运管指令后,立即采集目标护岸边坡的影响数据,影响数据包括内风险数据和外风险数据,内风险数据包括空隙压力、孔洞平均间隔距离以及孔隙比,外风险数据包括沟壑风险值和植被覆盖面积,并将内风险数据和外风险数据分别发送至内安全分析单元和外受损分析单元,内安全分析单元在接收到内风险数据后,立即对内风险数据进行内影响稳定监管评估分析,将得到的风险信号发送至预警显示单元和自检反馈单元;
自检反馈单元在接收到风险信号后,采集各个监测点的工作数据,工作数据包括风险干扰值和运行影响值,并对工作数据进行有效性监管反馈分析,将得到的异常信号发送至预警显示单元;
外受损分析单元在接收到外风险数据后,立即对外风险数据进行受损干扰监管分析,将得到的管理信号发送至预警显示单元;
滑坡风险单元在接收到正常信号后,立即对影响数据进行滑坡风险整合评估分析,将得到的一级失衡信号、二级失衡信号以及三级失衡信号发送至预警显示单元,将得到的预处理信号发送至预警显示单元。
优选的,所述内安全分析单元的内影响稳定监管评估分析过程如下:
S1:采集一段的护岸边坡,并将其标记为目标护岸边坡,在目标护岸边坡上等距设置有i个监测点,i为大于零的自然数,获取到监测点开始运行后一段时间的时长,并将其标记为时间阈值,将时间阈值划分为o个子时间节点,o为大于零的自然数,获取到各个子时间节点内监测点采集的空隙压力,进而获取到相连两个子时间节点内空隙压力之间的差值,并将相连两个子时间节点内空隙压力之间差值的均值标记为空压浮动均值KF;
S12:获取到各个子时间节点内监测点采集的孔洞平均间隔距离,将孔洞平均间隔距离与存储的预设孔洞平均间隔距离阈值进行比对分析,若孔洞平均间隔距离小于预设孔洞平均间隔距离阈值,则将孔洞平均间隔距离小于预设孔洞平均间隔距离阈值之间的部分,并将其标记为孔洞风险值KD;
S13:获取到各个子时间节点内监测点采集的孔隙比,以此构建孔隙比的集合A,获取到集合A中的最大子集和最小子集,进而获取到集合A中的最大子集和最小子集之间的差值,并将集合A中的最大子集和最小子集之间差值的均值标记为孔隙跨度值KK;
根据公式得到内失衡风险系数NA,进而获取到目标护岸边坡的内失衡风险系数NAi,以此构建内失衡风险系数NAi的集合{NA1,NA2,NA3,...,NAi},进而获取到内失衡风险系数NAi集合的均值,并将其标记为平均内失衡风险系数,将平均内失衡风险系数与其内部录入存储的预设平均内失衡风险系数阈值进行比对分析:
若平均内失衡风险系数小于预设平均内失衡风险系数阈值,则不生成任何信号;
若平均内失衡风险系数大于等于预设平均内失衡风险系数阈值,则生成风险信号。
优选的,所述自检反馈单元的有效性监管反馈分析过程如下:
获取到时间阈值内各个监测点的风险干扰值和运行影响值,风险干扰值表示监测点外部环境的平均电磁干扰值与监测点内部的湿度值超出存储的预设湿度值阈值的部分经数据归一化处理后得到的积值,运行影响值表示监测点内部线路的线损值与平均无功功率经数据归一化处理后得到的和值,将风险干扰值和运行影响值与其内部录入存储的预设风险干扰值阈值和预设运行影响值阈值进行比对分析:
若风险干扰值小于预设风险干扰值阈值,且运行影响值小于预设运行影响值阈值,则生成正常信号;
若风险干扰值大于等于预设风险干扰值阈值,或运行影响值大于等于预设运行影响值阈值,则生成异常信号。
优选的,所述外受损分析单元的受损干扰监管分析过程如下:
获取到时间阈值内目标护岸边坡的沟壑风险值,沟壑风险值表示目标护岸边坡上的沟壑长度与沟壑面积经数据归一化处理后得到的积值再与沟壑总数乘积得到的值;
获取到时间阈值内目标护岸边坡的植被覆盖面积,并将植被覆盖面积与存储的预设植被覆盖面积阈值进行比对分析,若植被覆盖面积小于预设植被覆盖面积阈值的部分与植被覆盖面积之间的比值,并将其标记为流失风险值,将沟壑风险值和流失风险值与其内部录入存储的预设沟壑风险值阈值和预设流失风险值阈值进行比对分析:
若沟壑风险值小于预设沟壑风险值阈值,且流失风险值小于预设流失风险值阈值,则不生成任何信号;
若沟壑风险值大于等于预设沟壑风险值阈值,或流失风险值大于等于预设流失风险值阈值,则生成管理信号。
优选的,所述滑坡风险单元的滑坡风险整合评估分析过程如下:
获取到时间阈值内目标护岸边坡的平均内失衡风险系数、沟壑风险值以及流失风险值,并将平均内失衡风险系数、沟壑风险值以及流失风险值分别标号为PS、GF以及SL,根据公式得到稳定风险评估系数SH,并将稳定风险评估系数SH与其内部录入存储的预设稳定风险评估系数阈值进行比对分析:
若稳定风险评估系数SH大于预设稳定风险评估系数阈值,则生成预警指令;
若稳定风险评估系数SH小于等于预设稳定风险评估系数阈值,则生成反馈指令;
当生成预警指令时,获取到稳定风险评估系数SH大于预设稳定风险评估系数阈值的部分,并将稳定风险评估系数SH大于预设稳定风险评估系数阈值的部分标记为风险值,并将风险值与其内部录入存储的预设风险值区间进行比对分析:
若风险值大于预设风险值区间中的最大值,则生成一级失衡信号;若风险值属于预设风险值区间,则生成二级失衡信号;若风险值小于预设风险值区间中的最小值,则生成三级失衡信号。
优选的,所述滑坡风险单元生成反馈指令时:
获取到k个时间阈值内目标护岸边坡的历史稳定风险评估系数,k为大于零的自然数,以此构建历史稳定风险评估系数的集合B,将此次稳定风险评估系数SH加入至集合B中成为最后一个子集,以子集为X轴,以子集所对应数值为Y轴建立直角坐标系,通过描点的方式绘制曲线,并将其标记为分析曲线,从分析曲线中获取到所有上升段两个端点之间差值的和值,同时获取到所有下降段两个端点之间差值的和值,并将所有上升段两个端点之间差值的和值减去所有下降段两个端点之间差值的和值得到的值标记为滑坡趋势风险值,将滑坡趋势风险值与其内部录入存储的预设滑坡趋势风险值阈值进行比对分析:
若滑坡趋势风险值小于预设滑坡趋势风险值阈值,则不生成任何信号;
若滑坡趋势风险值大于等于预设滑坡趋势风险值阈值,则生成预处理信号。
本发明的有益效果如下:
(1)本发明通过对目标护岸边坡的内部和外部两个角度进行分析,进而了解目标护岸边坡整体稳定性等级,进而根据不同的等级对目标护岸边坡进行合理、有针对性的管理,以提高目标护岸边坡整体的稳定性,有助于降低目标护岸边坡水土流失风险,同时通过信息反馈和深入式的方式进行分析,以便降低目标护岸边坡存在的潜在风险,而通过对各个监测点的工作数据进行有效性监管反馈分析,以便及时的对异常监测点进行故障维护,以提高数据采集的有效性和传输的安全性,同时有助于提高分析结果的准确性;
(2)本发明通过对内风险数据进行内影响稳定监管评估分析,以判断目标护岸边坡的失衡风险是否过高,以便及时的预警管理,而对外风险数据进行受损干扰监管分析,以了解外风险数据是否对目标护岸边坡的外部稳定性造成影响,以便结合外风险数据对目标护岸边坡的稳定性进行合理管理,以提高管理合理性和精准性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明;
图1是本发明系统流程框图;
图2是本发明方法参考图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,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他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
请参阅图1至图2所示,本发明为一种护岸边坡稳定性监测系统,包括监测平台、数据采集单元、内安全分析单元、外受损分析单元、预警显示单元、自检反馈单元以及滑坡风险单元,监测平台与数据采集单元呈单向通讯连接,数据采集单元与内安全分析单元和外受损分析单元均呈单向通讯连接,内安全分析单元与预警显示单元、自检反馈单元以及滑坡风险单元均呈单向通讯连接,自检反馈单元与预警显示单元和滑坡风险单元均呈单向通讯连接,外受损分析单元与滑坡风险单元呈单向通讯连接,滑坡风险单元与预警显示单元呈单向通讯连接;
当监测平台生成运管指令后,立即将运管指令发送至数据采集单元,数据采集单元在接收到运管指令后,立即采集目标护岸边坡的影响数据,影响数据包括内风险数据和外风险数据,内风险数据包括空隙压力、孔洞平均间隔距离以及孔隙比,外风险数据包括沟壑风险值和植被覆盖面积,并将内风险数据和外风险数据分别发送至内安全分析单元和外受损分析单元,内安全分析单元在接收到内风险数据后,立即对内风险数据进行内影响稳定监管评估分析,以判断目标护岸边坡的失衡风险是否过高,以便及时的预警管理,以提高目标护岸边坡的稳定性,具体的内影响稳定监管评估分析过程如下:
采集一段的护岸边坡,并将其标记为目标护岸边坡,在目标护岸边坡上等距设置有i个监测点,i为大于零的自然数,获取到监测点开始运行后一段时间的时长,并将其标记为时间阈值,将时间阈值划分为o个子时间节点,o为大于零的自然数,获取到各个子时间节点内监测点采集的空隙压力,进而获取到相连两个子时间节点内空隙压力之间的差值,并将相连两个子时间节点内空隙压力之间差值的均值标记为空压浮动均值,标号为KF,需要说明的是,空压浮动均值KF是一个反映监测点监测的护岸边坡稳定性的影响参数;
获取到各个子时间节点内监测点采集的孔洞平均间隔距离,将孔洞平均间隔距离与存储的预设孔洞平均间隔距离阈值进行比对分析,若孔洞平均间隔距离小于预设孔洞平均间隔距离阈值,则将孔洞平均间隔距离小于预设孔洞平均间隔距离阈值之间的部分,并将其标记为孔洞风险值KD,需要说明的是,孔洞风险值KD是一个反映监测点监测的护岸边坡稳定性的影响参数;
获取到各个子时间节点内监测点采集的孔隙比,以此构建孔隙比的集合A,获取到集合A中的最大子集和最小子集,进而获取到集合A中的最大子集和最小子集之间的差值,并将集合A中的最大子集和最小子集之间差值的均值标记为孔隙跨度值KK,需要说明的是,孔隙比是土体中的孔隙体积与其固体颗粒体积之比,孔隙跨度值KK的数值越大,则监测点监测的护岸边坡稳定性异常风险越大;
根据公式得到内失衡风险系数,其中,a1、a2以及a3分别为空压浮动均值、孔洞风险值以及孔隙跨度值的预设比例因子系数,比例因子系数用于修正各项参数在公式计算过程中出现的偏差,从而使得计算结果更加准确,a1、a2以及a3均为大于零的正数,a4为预设容错因子系数,取值为2.446,NA为内失衡风险系数,进而获取到目标护岸边坡的内失衡风险系数NAi,以此构建内失衡风险系数NAi的集合{NA1,NA2,NA3,...,NAi},进而获取到内失衡风险系数NAi集合的均值,并将其标记为平均内失衡风险系数,将平均内失衡风险系数发送至滑坡风险单元,将平均内失衡风险系数与其内部录入存储的预设平均内失衡风险系数阈值进行比对分析:
若平均内失衡风险系数小于预设平均内失衡风险系数阈值,则不生成任何信号;
若平均内失衡风险系数大于等于预设平均内失衡风险系数阈值,则生成风险信号,并将风险信号发送至预警显示单元和自检反馈单元,预警显示单元在接收到风险信号后,立即做出风险信号所对应的预设预警操作,以便及时对目标护岸边坡内部进行管理,以提高目标护岸边坡的稳定性;
自检反馈单元在接收到风险信号后,采集各个监测点的工作数据,工作数据包括风险干扰值和运行影响值,并对工作数据进行有效性监管反馈分析,以判断监测点所采集的数据是否有效,以便及时的对异常监测点进行故障维护,以提高数据采集的有效性和传输的安全性,具体的有效性监管反馈分析过程如下:
获取到时间阈值内各个监测点的风险干扰值和运行影响值,风险干扰值表示监测点外部环境的平均电磁干扰值与监测点内部的湿度值超出存储的预设湿度值阈值的部分经数据归一化处理后得到的积值,运行影响值表示监测点内部线路的线损值与平均无功功率经数据归一化处理后得到的和值,需要说明的是,风险干扰值和运行影响值是两个反映监测点运行风险的影响参数,风险干扰值的数值越大,则监测点异常风险越大,运行影响值的数值越大,则监测点异常风险越大;
将风险干扰值和运行影响值与其内部录入存储的预设风险干扰值阈值和预设运行影响值阈值进行比对分析:
若风险干扰值小于预设风险干扰值阈值,且运行影响值小于预设运行影响值阈值,则生成正常信号,并将正常信号发送至滑坡风险单元;
若风险干扰值大于等于预设风险干扰值阈值,或运行影响值大于等于预设运行影响值阈值,则生成异常信号,并将异常信号发送至预警显示单元,预警显示单元在接收到异常信号后,立即将异常信号所对应的监测点在显示面板上标记为红色,进而提醒运管人员及时的对异常信号所对应的监测点进行维护管理,以提高数据采集的有效性和传输的安全性,同时为后续的目标护岸边分析提供数据支撑。
实施例2:
外受损分析单元在接收到外风险数据后,立即对外风险数据进行受损干扰监管分析,以了解外风险数据是否对目标护岸边坡的稳定性造成影响,以便结合外风险数据对目标护岸边坡的稳定性进行合理管理,以提高管理合理性和精准性,具体的受损干扰监管分析过程如下:
获取到时间阈值内目标护岸边坡的沟壑风险值,沟壑风险值表示目标护岸边坡上的沟壑长度与沟壑面积经数据归一化处理后得到的积值再与沟壑总数乘积得到的值,需要说明的是,沟壑风险值的数值越大,则目标护岸边坡水土流失风险越大,稳定性风险越大;
获取到时间阈值内目标护岸边坡的植被覆盖面积,并将植被覆盖面积与存储的预设植被覆盖面积阈值进行比对分析,若植被覆盖面积小于预设植被覆盖面积阈值的部分与植被覆盖面积之间的比值,并将其标记为流失风险值,需要说明的是,流失风险值的数值越大,则目标护岸边坡水土流失风险越大;
将沟壑风险值和流失风险值与其内部录入存储的预设沟壑风险值阈值和预设流失风险值阈值进行比对分析:
若沟壑风险值小于预设沟壑风险值阈值,且流失风险值小于预设流失风险值阈值,则不生成任何信号;
若沟壑风险值大于等于预设沟壑风险值阈值,或流失风险值大于等于预设流失风险值阈值,则生成管理信号,并将管理信号发送至预警显示单元,预警显示单元在接收到管理信号后,立即显示管理信号所对应的预设文字,以便及时对目标护岸边坡表面进行管理,以提高目标护岸边坡的稳定性,避免目标护岸边坡水土流失,以提高目标护岸边坡的稳定性和安全性;
滑坡风险单元在接收到正常信号后,立即对影响数据进行滑坡风险整合评估分析,进而了解目标护岸边坡整体稳定性等级,进而根据不同的等级对目标护岸边坡进行合理、有针对性的管理,以提高目标护岸边坡整体的稳定性,具体的滑坡风险整合评估分析过程如下:
获取到时间阈值内目标护岸边坡的平均内失衡风险系数、沟壑风险值以及流失风险值,并将平均内失衡风险系数、沟壑风险值以及流失风险值分别标号为PS、GF以及SL;
根据公式得到稳定风险评估系数,其中,f1、f2以及f3分别为平均内失衡风险系数、沟壑风险值以及流失风险值的预设权重因子系数,f1、f2以及f3均为大于零的正数,f4为预设修正因子系数,取值为2.326,SH为目标护岸边坡的稳定风险评估系数,并将稳定风险评估系数SH与其内部录入存储的预设稳定风险评估系数阈值进行比对分析:
若稳定风险评估系数SH大于预设稳定风险评估系数阈值,则生成预警指令,当生成预警指令时,获取到稳定风险评估系数SH大于预设稳定风险评估系数阈值的部分,并将稳定风险评估系数SH大于预设稳定风险评估系数阈值的部分标记为风险值,并将风险值与其内部录入存储的预设风险值区间进行比对分析:
若风险值大于预设风险值区间中的最大值,则生成一级失衡信号;
若风险值属于预设风险值区间,则生成二级失衡信号;
若风险值小于预设风险值区间中的最小值,则生成三级失衡信号,其中,一级失衡信号、二级失衡信号以及三级失衡信号所对应的管理程度依次降低,并将一级失衡信号、二级失衡信号以及三级失衡信号发送至预警显示单元,预警显示单元在接收到一级失衡信号、二级失衡信号以及三级失衡信号后,立即显示一级失衡信号、二级失衡信号以及三级失衡信号所对应的预设预警文字,以便根据不同的等级对目标护岸边坡整体进行合理、有针对性的管理,以提高目标护岸边坡整体的稳定性和安全性,有助于降低目标护岸边坡水土流失风险;
若稳定风险评估系数SH小于等于预设稳定风险评估系数阈值,则生成反馈指令,当生成反馈指令后,立即获取到k个时间阈值内目标护岸边坡的历史稳定风险评估系数,k为大于零的自然数,以此构建历史稳定风险评估系数的集合B,将此次稳定风险评估系数SH加入至集合B中成为最后一个子集,以子集为X轴,以子集所对应数值为Y轴建立直角坐标系,通过描点的方式绘制曲线,并将其标记为分析曲线,从分析曲线中获取到所有上升段两个端点之间差值的和值,同时获取到所有下降段两个端点之间差值的和值,并将所有上升段两个端点之间差值的和值减去所有下降段两个端点之间差值的和值得到的值标记为滑坡趋势风险值,将滑坡趋势风险值与其内部录入存储的预设滑坡趋势风险值阈值进行比对分析:
若滑坡趋势风险值小于预设滑坡趋势风险值阈值,则不生成任何信号;
若滑坡趋势风险值大于等于预设滑坡趋势风险值阈值,则生成预处理信号,并将预处理信号发送至预警显示单元,预警显示单元在接收到预处理信号后,立即显示“滑坡风险”文字的方式进行展示,以便降低目标护岸边坡存在的潜在风险,以提高目标护岸边坡的管理效果,同时有助于提高目标护岸边坡稳定性。
实施例3:
一种护岸边坡稳定性监测方法,包括以下步骤:
步骤一:采集目标护岸边坡的影响数据,影响数据包括内风险数据和外风险数据,并分析发送至步骤二和步骤四;
步骤二:对内风险数据进行内影响稳定监管评估分析,而当得到的风险信号时,则进入步骤三,同时做出风险信号所对应的预设预警操作;
步骤三:对各个监测点的工作数据进行有效性监管反馈分析,以保证数据采集的有效性和传输的安全性;
步骤四:对外风险数据进行受损干扰监管分析,以了解外风险数据是否对目标护岸边坡的稳定性造成影响,若得到管理信号,则显示管理信号所对应的预设文字;
步骤五:结合内风险数据和外风险数据进行滑坡风险整合评估分析,进而根据不同的等级对目标护岸边坡进行合理、有针对性的管理,同时分析目标护岸边坡是否存在潜在风险,若存在,则文字预警。
综上所述,本发明通过对目标护岸边坡的内部和外部两个角度进行分析,进而了解目标护岸边坡整体稳定性等级,进而根据不同的等级对目标护岸边坡进行合理、有针对性的管理,以提高目标护岸边坡整体的稳定性,有助于降低目标护岸边坡水土流失风险,同时通过信息反馈和深入式的方式进行分析,以便降低目标护岸边坡存在的潜在风险,以提高目标护岸边坡的管理效果,而通过对各个监测点的工作数据进行有效性监管反馈分析,以判断监测点所采集的数据是否有效,以便及时的对异常监测点进行故障维护,以提高数据采集的有效性和传输的安全性,同时有助于提高分析结果的准确性,此外,通过对内风险数据进行内影响稳定监管评估分析,以判断目标护岸边坡的失衡风险是否过高,以便及时的预警管理,而对外风险数据进行受损干扰监管分析,以了解外风险数据是否对目标护岸边坡的外部稳定性造成影响,以便结合外风险数据对目标护岸边坡的稳定性进行合理管理,以提高管理合理性和精准性。
阈值的大小的设定是为了便于比较,关于阈值的大小,取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据设定基数数量;只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。
上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式,公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置,以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明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发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种护岸边坡稳定性监测系统,其特征在于,包括监测平台、数据采集单元、内安全分析单元、外受损分析单元、预警显示单元、自检反馈单元以及滑坡风险单元;
当监测平台生成运管指令后,立即将运管指令发送至数据采集单元,数据采集单元在接收到运管指令后,立即采集目标护岸边坡的影响数据,影响数据包括内风险数据和外风险数据,内风险数据包括空隙压力、孔洞平均间隔距离以及孔隙比,外风险数据包括沟壑风险值和植被覆盖面积,并将内风险数据和外风险数据分别发送至内安全分析单元和外受损分析单元,内安全分析单元在接收到内风险数据后,立即对内风险数据进行内影响稳定监管评估分析,将得到的风险信号发送至预警显示单元和自检反馈单元;
自检反馈单元在接收到风险信号后,采集各个监测点的工作数据,工作数据包括风险干扰值和运行影响值,并对工作数据进行有效性监管反馈分析,将得到的异常信号发送至预警显示单元;
外受损分析单元在接收到外风险数据后,立即对外风险数据进行受损干扰监管分析,将得到的管理信号发送至预警显示单元;
滑坡风险单元在接收到正常信号后,立即对影响数据进行滑坡风险整合评估分析,将得到的一级失衡信号、二级失衡信号以及三级失衡信号发送至预警显示单元,将得到的预处理信号发送至预警显示单元;
所述内安全分析单元的内影响稳定监管评估分析过程如下:
S1:采集一段的护岸边坡,并将其标记为目标护岸边坡,在目标护岸边坡上等距设置有i个监测点,i为大于零的自然数,获取到监测点开始运行后一段时间的时长,并将其标记为时间阈值,将时间阈值划分为o个子时间节点,o为大于零的自然数,获取到各个子时间节点内监测点采集的空隙压力,进而获取到相连两个子时间节点内空隙压力之间的差值,并将相连两个子时间节点内空隙压力之间差值的均值标记为空压浮动均值KF;
S12:获取到各个子时间节点内监测点采集的孔洞平均间隔距离,将孔洞平均间隔距离与存储的预设孔洞平均间隔距离阈值进行比对分析,若孔洞平均间隔距离小于预设孔洞平均间隔距离阈值,则将孔洞平均间隔距离小于预设孔洞平均间隔距离阈值之间的部分,并将其标记为孔洞风险值KD;
S13:获取到各个子时间节点内监测点采集的孔隙比,以此构建孔隙比的集合A,获取到集合A中的最大子集和最小子集,进而获取到集合A中的最大子集和最小子集之间的差值,并将集合A中的最大子集和最小子集之间差值的均值标记为孔隙跨度值KK;
根据公式得到内失衡风险系数NA,进而获取到目标护岸边坡的内失衡风险系数NAi,以此构建内失衡风险系数NAi的集合{NA1,NA2,NA3,...,NAi},进而获取到内失衡风险系数NAi集合的均值,并将其标记为平均内失衡风险系数,将平均内失衡风险系数与其内部录入存储的预设平均内失衡风险系数阈值进行比对分析:
若平均内失衡风险系数小于预设平均内失衡风险系数阈值,则不生成任何信号;
若平均内失衡风险系数大于等于预设平均内失衡风险系数阈值,则生成风险信号;
所述自检反馈单元的有效性监管反馈分析过程如下:
获取到时间阈值内各个监测点的风险干扰值和运行影响值,风险干扰值表示监测点外部环境的平均电磁干扰值与监测点内部的湿度值超出存储的预设湿度值阈值的部分经数据归一化处理后得到的积值,运行影响值表示监测点内部线路的线损值与平均无功功率经数据归一化处理后得到的和值,将风险干扰值和运行影响值与其内部录入存储的预设风险干扰值阈值和预设运行影响值阈值进行比对分析:
若风险干扰值小于预设风险干扰值阈值,且运行影响值小于预设运行影响值阈值,则生成正常信号;
若风险干扰值大于等于预设风险干扰值阈值,或运行影响值大于等于预设运行影响值阈值,则生成异常信号;
所述外受损分析单元的受损干扰监管分析过程如下:
获取到时间阈值内目标护岸边坡的沟壑风险值,沟壑风险值表示目标护岸边坡上的沟壑长度与沟壑面积经数据归一化处理后得到的积值再与沟壑总数乘积得到的值;
获取到时间阈值内目标护岸边坡的植被覆盖面积,并将植被覆盖面积与存储的预设植被覆盖面积阈值进行比对分析,若植被覆盖面积小于预设植被覆盖面积阈值的部分与植被覆盖面积之间的比值,并将其标记为流失风险值,将沟壑风险值和流失风险值与其内部录入存储的预设沟壑风险值阈值和预设流失风险值阈值进行比对分析:
若沟壑风险值小于预设沟壑风险值阈值,且流失风险值小于预设流失风险值阈值,则不生成任何信号;
若沟壑风险值大于等于预设沟壑风险值阈值,或流失风险值大于等于预设流失风险值阈值,则生成管理信号。
2.根据权利要求1所述的一种护岸边坡稳定性监测系统,其特征在于,所述滑坡风险单元的滑坡风险整合评估分析过程如下:
获取到时间阈值内目标护岸边坡的平均内失衡风险系数、沟壑风险值以及流失风险值,并将平均内失衡风险系数、沟壑风险值以及流失风险值分别标号为PS、GF以及SL,根据公式得到稳定风险评估系数SH,并将稳定风险评估系数SH与其内部录入存储的预设稳定风险评估系数阈值进行比对分析:
若稳定风险评估系数SH大于预设稳定风险评估系数阈值,则生成预警指令;
若稳定风险评估系数SH小于等于预设稳定风险评估系数阈值,则生成反馈指令;
当生成预警指令时,获取到稳定风险评估系数SH大于预设稳定风险评估系数阈值的部分,并将稳定风险评估系数SH大于预设稳定风险评估系数阈值的部分标记为风险值,并将风险值与其内部录入存储的预设风险值区间进行比对分析:
若风险值大于预设风险值区间中的最大值,则生成一级失衡信号;若风险值属于预设风险值区间,则生成二级失衡信号;若风险值小于预设风险值区间中的最小值,则生成三级失衡信号。
3.根据权利要求2所述的一种护岸边坡稳定性监测系统,其特征在于,所述滑坡风险单元生成反馈指令时:
获取到k个时间阈值内目标护岸边坡的历史稳定风险评估系数,k为大于零的自然数,以此构建历史稳定风险评估系数的集合B,将此次稳定风险评估系数SH加入至集合B中成为最后一个子集,以子集为X轴,以子集所对应数值为Y轴建立直角坐标系,通过描点的方式绘制曲线,并将其标记为分析曲线,从分析曲线中获取到所有上升段两个端点之间差值的和值,同时获取到所有下降段两个端点之间差值的和值,并将所有上升段两个端点之间差值的和值减去所有下降段两个端点之间差值的和值得到的值标记为滑坡趋势风险值,将滑坡趋势风险值与其内部录入存储的预设滑坡趋势风险值阈值进行比对分析:
若滑坡趋势风险值小于预设滑坡趋势风险值阈值,则不生成任何信号;
若滑坡趋势风险值大于等于预设滑坡趋势风险值阈值,则生成预处理信号。
4.一种护岸边坡稳定性监测方法,该方法应用于权利要求3所述的一种护岸边坡稳定性监测系统,其特征在于,包括以下步骤
步骤一:采集目标护岸边坡的影响数据,影响数据包括内风险数据和外风险数据,并分析发送至步骤二和步骤四;
步骤二:对内风险数据进行内影响稳定监管评估分析,而当得到的风险信号时,则进入步骤三,同时做出风险信号所对应的预设预警操作;
步骤三:对各个监测点的工作数据进行有效性监管反馈分析,以保证数据采集的有效性和传输的安全性;
步骤四:对外风险数据进行受损干扰监管分析,若得到管理信号,则显示管理信号所对应的预设文字;
步骤五:结合内风险数据和外风险数据进行滑坡风险整合评估分析,进而根据不同的等级对目标护岸边坡进行合理、有针对性的管理,同时分析目标护岸边坡是否存在潜在风险,若存在,则文字预警。
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