CN117591838A - 溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统及方法 - Google Patents

溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统及方法，涉及安全预警技术领域，本发明包括溶洞环境获取模块、地表信息分析模块、地下水位分析模块、地下岩体监测模块、地面振动探测模块、溶洞安全监测模块和预警终端，通过对溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境信息、地表信息、水位信息、岩体信息和振动信息进行了分析，进而更好的得到了溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数，并判断了溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全状态，由此可以及时发现并提前预警潜在风险，以减少事故发生的可能性，确保施工人员和设备的安全，同时也减轻了监测人员的工作负担，提高了施工效率和质量。

Description

溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统及方法
技术领域
本发明涉及安全预警技术领域，具体涉及溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统及方法。
背景技术
将安全预警技术应用于溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破中，能够及时的发现并提前预警潜在风险，以减少事故发生的可能性，确保施工人员和设备的安全，在一定程度上最大限度地降低人员伤亡和财产损失，通过实时监测数据和预警信息，以便及时了解施工的进展情况，及时的进行调整，提高施工效率和质量，减少后期维护成本。
当中技术对溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破的安全预警主要是通过工作人员去监测和分析，进而发现溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破潜在的安全问题，这种通过人为方式进行安全问题的监测，效率较为缓慢，同时可监测的范围、面积也是较为的有限，并且不能第一时间得知安全监测的结果，就不能及时的规避会发生的安全问题，同时施工人员和监测人员的安全也是无法得到完全的保障的，并且因为不能实现实时的安全监测，进而会耽误施工的进度，从而无法降低施工的成本。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：本发明提供溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统，包括：溶洞环境获取模块，用于获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境信息，其中环境信息包括温度、湿度，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境影响因子；
地表信息分析模块，用于获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地表信息，其中地表信息包括速度、幅度，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地表变化系数；
地下水位分析模块，用于获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的水位信息，其中水位信息包括上升高度、水平距离、浊度，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地下水位评估系数；
地下岩体监测模块，用于获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的岩体信息，其中岩体信息包括位移、裂隙数量，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的岩体位移评估系数；
地面振动探测模块，用于获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的振动信息，其中振动信息包括振动强度、震级、振动频率、应力，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地面振动评估系数；
溶洞安全监测模块，用于根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境影响因子、地表变化系数、地下水位评估系数、岩体位移评估系数、地面振动评估系数，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数，并根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数，判断溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全状态；
预警终端，当溶洞区域隧道爆破后某监测时间点对应的安全状态处于异常时进行预警提示。
优选地，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境影响因子， 具体分析过程如下：通过计算公式，分析得到溶洞区域 隧道爆破后第个监测时间点对应的环境影响因子，表示各监测时间点的编号，，为任意大于2的整数，为爆破前的温度，为爆破前的湿度，、分别为温 度、湿度的权重因子，，，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应 的温度，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的湿度。
优选地，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地表变化系数， 具体分析过程如下：通过计算公式，分析得到溶洞区 域隧道爆破后第个监测时间点对应的地表变化系数，表示各监测时间点的编号，，为任意大于2的整数，、分别为设定的参考速度、参考幅度的权重因子，，，为设定的参考速度，为设定的参考幅度，为溶洞区域隧道爆破 后第个监测时间点对应的速度，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的幅度。
优选地，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地下水位评估系 数，具体分析过程如下：通过计算公式， 分析得到溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的地下水位评估系数，表示各监 测时间点的编号，，为任意大于2的整数，、、分别为设定的上升高度、 水平距离、浊度的权重因子，，，，为设定的参考上升高度， 为设定的参考水平距离，为设定的参考浊度，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间 点对应的上升高度，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的水平距离，为溶 洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的浊度。
优选地，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的岩体位移评估系 数，具体分析过程如下：通过计算公式，分析得到溶洞区 域隧道爆破后第个监测时间点对应的岩体位移评估系数，表示各监测时间点的编 号，，为任意大于2的整数，、分别为设定的位移、裂隙数量的权重因子，，，为设定的位移，为设定的裂隙数量，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的位移，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的裂隙数量。
优选地，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地面振动评估系 数，具体分析过程如下：根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的振动强度、震级，进 而计算得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的级别评估系数，记为，表示各监 测时间点的编号，，为任意大于2的整数；
根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的振动频率、应力，进而计算得到溶 洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的压力评估系数，记为；
通过计算公式，分析得到溶洞区域隧道爆破后第个监 测时间点对应的地面振动评估系数，为自然常数，、分别为设定的级别评估系数、 压力评估系数的权重因子。
优选地，所述计算得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的级别评估系数，具体计算过程如下：
通过计算公式，计算得到溶洞区域隧道爆破 后第个监测时间点对应的级别评估系数，、为设定的强度、震级的权重因子，，，为设定的参考振动强度，为设定的参考震级，为溶洞区域隧道 爆破后第个监测时间点对应的振动强度，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对 应的震级；
优选地，所述计算得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的压力评估系数， 具体计算过程如下：通过计算公式，计算得到溶 洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的压力评估系数，、为设定的振动频率、应 力的权重因子，，，为设定的参考振动频率，为设定的参考应力，为 溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的振动频率，为溶洞区域隧道爆破后第个 监测时间点对应的应力。
优选地，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数， 判断溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全状态，具体分析过程如下：通过计算公 式，分析得到溶 洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的安全评估系数，表示各监测时间点的编号，，为任意大于2的整数，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的环 境影响因子，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的地表变化系数，为溶洞 区域隧道爆破后第个监测时间点对应的地下水位评估系数，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的岩体位移评估系数，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对 应的地面振动评估系数，、、、分别为设定的地表变化系数、地下水位评估系数、 岩体位移评估系数、地面振动评估系数的权重因子，，，，，e为自然常数；
将溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数与数据库中的存储的安全评估系数阈值进行对比，若溶洞区域隧道爆破后某监测时间点对应的安全评估系数小于数据库中的存储的安全评估系数阈值，则判定溶洞区域隧道爆破后该监测时间点对应的安全状态异常，若溶洞区域隧道爆破后某监测时间点对应的安全评估系数大于或等于数据库中的存储的安全评估系数阈值，则判定溶洞区域隧道爆破后该监测时间点对应的安全状态正常，以此得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全状态。
本发明在第二方面提供溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警方法，包括：步骤一、溶洞环境获取：获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境信息，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境影响因子；
步骤二、地表信息分析：获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地表信息，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地表变化系数；
步骤三、地下水位分析：获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的水位信息，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地下水位评估系数；
步骤四、地下岩体监测：获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的岩体信息，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的岩体位移评估系数；
步骤五、地面振动探测：获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的振动信息，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地面振动评估系数；
步骤六、溶洞安全监测：根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境影响因子、地表变化系数、地下水位评估系数、岩体位移评估系数、地面振动评估系数，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数，并根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数，判断溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全状态；
步骤七、预警提示：当溶洞区域隧道爆破后某监测时间点对应的安全状态处于异常时进行预警提示。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统及方法，通过对溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境信息、地表信息、水位信息、岩体信息和振动信息进行了分析，进而更好的得到了溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数，并判断了溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全状态，由此可以及时发现并提前预警潜在风险，以减少事故发生的可能性，确保施工人员和设备的安全，解决了当前技术中的不足，实现了对溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破的全方位监测，以此来更好的掌握溶洞区域隧道内的一举一动，方便及时的做出正确的安全决策判断，从而最大限度地降低人员伤亡和财产损失，同时也在一定程度上减轻了监测人员的工作负担，节省了更多的人力和物力资源，降低了安全监测的成本，并且可以及时了解施工的进展情况，进行及时的施工方案调整，以此来提高施工效率和质量，而且施工过程中数据的记录和存储也为后续的施工规划提供了有价值的参考。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明系统结构连接示意图。
图2为本发明方法实施步骤流程示意图。
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。
请参阅图1所示，溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统，包括溶洞环境获取模块、地表信息分析模块、地下水位分析模块、地下岩体监测模块、地面振动探测模块、溶洞安全监测模块和预警终端。
所述溶洞安全监测模块分别与溶洞环境获取模块和地表信息分析模块连接，所述溶洞安全监测模块分别与地下水位分析模块和地下岩体监测模块连接，所述溶洞安全监测模块分别与地面振动探测模块和预警终端连接。
溶洞环境获取模块，用于获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境信息，其中环境信息包括温度、湿度，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境影响因子；
需要说明的是，通过温度传感器获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的温度，通过湿度传感器获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的湿度。
作为一种可选的实施方式，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应 的环境影响因子，具体分析过程如下：通过计算公式， 分析得到溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的环境影响因子，表示各监测时 间点的编号，，为任意大于2的整数，为爆破前的温度，为爆破前的湿度，、分别为温度、湿度的权重因子，，，为溶洞区域隧道爆破后第个监 测时间点对应的温度，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的湿度。
需要说明的是，爆破前的温度、湿度从数据库中获取。
地表信息分析模块，用于获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地表信息，其中地表信息包括速度、幅度，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地表变化系数；
需要说明的是，通过地表位移监测仪获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地表信息。
还需要说明的是，速度、幅度指的是地表沉降的速度、幅度。
作为一种可选的实施方式，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应 的地表变化系数，具体分析过程如下：通过计算公式， 分析得到溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的地表变化系数，表示各监测时 间点的编号，，为任意大于2的整数，、分别为设定的参考速度、参考幅度 的权重因子，，，为设定的参考速度，为设定的参考幅度，为溶洞区 域隧道爆破后第个监测时间点对应的速度，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点 对应的幅度。
地下水位分析模块，用于获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的水位信息，其中水位信息包括上升高度、水平距离、浊度，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地下水位评估系数；
需要说明的是，通过超声波水位计获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的上升高度、水平距离，通过地下水浊度测定仪获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的浊度。
还需要说明的是，水平距离指的是地下水位位置到地面位置的水平距离。
作为一种可选的实施方式，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应 的地下水位评估系数，具体分析过程如下：通过计算公式，分析得到溶洞区域隧道爆破后第个 监测时间点对应的地下水位评估系数，表示各监测时间点的编号，，为任 意大于2的整数，、、分别为设定的上升高度、水平距离、浊度的权重因子，，，，为设定的参考上升高度，为设定的参考水平距离，为设定的参 考浊度，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的上升高度，为溶洞区域隧道 爆破后第个监测时间点对应的水平距离，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对 应的浊度。
地下岩体监测模块，用于获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的岩体信息，其中岩体信息包括位移、裂隙数量，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的岩体位移评估系数；
需要说明的是，通过在岩体监测仪获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点的对应的位移，从数据库中获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的裂隙数量。
还需要说明的是，位移、裂隙数量指的是岩体的位移、裂隙数量。
作为一种可选的实施方式，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应 的岩体位移评估系数，具体分析过程如下：通过计算公式， 分析得到溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的岩体位移评估系数，表示各监 测时间点的编号，，为任意大于2的整数，、分别为设定的位移、裂隙数量的 权重因子，，，为设定的位移，为设定的裂隙数量，为溶洞区域隧道 爆破后第个监测时间点对应的位移，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的 裂隙数量。
地面振动探测模块，用于获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的振动信息，其中振动信息包括振动强度、震级、振动频率、应力，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地面振动评估系数；
需要说明的是，通过声级计获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的振动强度，通过地震仪获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的震级，通过声音振动频率仪获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的振动频率，通过应力计获取获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的应力。
作为一种可选的实施方式，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应 的地面振动评估系数，具体分析过程如下：根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的 振动强度、震级，进而计算得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的级别评估系数，记 为，表示各监测时间点的编号，，为任意大于2的整数；
根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的振动频率、应力，进而计算得到溶 洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的压力评估系数，记为；
通过计算公式，分析得到溶洞区域隧道爆破后第个监 测时间点对应的地面振动评估系数，为自然常数，、分别为设定的级别评估系数、 压力评估系数的权重因子。
作为一种可选的实施方式，所述计算得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应 的级别评估系数，具体计算过程如下：通过计算公式， 计算得到溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的级别评估系数，、为设定的 强度、震级的权重因子，，，为设定的参考振动强度，为设定的参考震 级，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的振动强度，为溶洞区域隧道爆破 后第个监测时间点对应的震级；
作为一种可选的实施方式，所述计算得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应 的压力评估系数，具体计算过程如下：通过计算公式， 计算得到溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的压力评估系数，、为设定的 振动频率、应力的权重因子，，，为设定的参考振动频率，为设定的参 考应力，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的振动频率，为溶洞区域隧道 爆破后第个监测时间点对应的应力。
溶洞安全监测模块，用于根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境影响因子、地表变化系数、地下水位评估系数、岩体位移评估系数、地面振动评估系数，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数，并根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数，判断溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全状态；
作为一种可选的实施方式，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应 的安全评估系数，判断溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全状态，具体分析过程 如下：通过计算公式， 分析得到溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的安全评估系数，表示各监测时 间点的编号，，为任意大于2的整数，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间 点对应的环境影响因子，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的地表变化系 数，为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的地下水位评估系数，为溶洞区域 隧道爆破后第个监测时间点对应的岩体位移评估系数，为溶洞区域隧道爆破后第个 监测时间点对应的地面振动评估系数，、、、分别为设定的地表变化系数、地下水 位评估系数、岩体位移评估系数、地面振动评估系数的权重因子，，，，，e为自然常数；
将溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数与数据库中的存储的安全评估系数阈值进行对比，若溶洞区域隧道爆破后某监测时间点对应的安全评估系数小于数据库中的存储的安全评估系数阈值，则判定溶洞区域隧道爆破后该监测时间点对应的安全状态异常，若溶洞区域隧道爆破后某监测时间点对应的安全评估系数大于或等于数据库中的存储的安全评估系数阈值，则判定溶洞区域隧道爆破后该监测时间点对应的安全状态正常，以此得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全状态。
预警终端，当某时间点溶洞区域隧道施工对应的安全状态处于异常时进行预警提示。
请参阅图2所示，溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警方法，包括步骤一、溶洞环境获取：获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境信息，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境影响因子；
步骤二、地表信息分析：获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地表信息，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地表变化系数；
步骤三、地下水位分析：获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的水位信息，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地下水位评估系数；
步骤四、地下岩体监测：获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的岩体信息，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的岩体位移评估系数；
步骤五、地面振动探测：获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的振动信息，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地面振动评估系数；
步骤六、溶洞安全监测：根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境影响因子、地表变化系数、地下水位评估系数、岩体位移评估系数、地面振动评估系数，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数，并根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数，判断溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全状态；
步骤七、预警提示：当溶洞区域隧道爆破后某监测时间点对应的安全状态处于异常时进行预警提示。
本发明提供溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统及方法，通过对溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境信息、地表信息、水位信息、岩体信息和振动信息进行了分析，进而更好的得到了溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数，并判断了溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全状态，由此可以及时发现并提前预警潜在风险，以减少事故发生的可能性，确保施工人员和设备的安全，解决了当前技术中的不足，实现了对溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破的全方位监测，以此来更好的掌握溶洞区域隧道内的一举一动，方便及时的做出正确的安全决策判断，从而最大限度地降低人员伤亡和财产损失，同时也在一定程度上减轻了监测人员的工作负担，节省了更多的人力和物力资源，降低了安全监测的成本，并且可以及时了解施工的进展情况，进行及时的施工方案调整，以此来提高施工效率和质量，而且施工过程中数据的记录和存储也为后续的施工规划提供了有价值的参考。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本说明书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统，其特征在于，包括：
溶洞环境获取模块，用于获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境信息，其中环境信息包括温度、湿度，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境影响因子；
地表信息分析模块，用于获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地表信息，其中地表信息包括速度、幅度，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地表变化系数；
地下水位分析模块，用于获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的水位信息，其中水位信息包括上升高度、水平距离、浊度，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地下水位评估系数；
地下岩体监测模块，用于获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的岩体信息，其中岩体信息包括位移、裂隙数量，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的岩体位移评估系数；
地面振动探测模块，用于获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的振动信息，其中振动信息包括振动强度、震级、振动频率、应力，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地面振动评估系数；
溶洞安全监测模块，用于根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境影响因子、地表变化系数、地下水位评估系数、岩体位移评估系数、地面振动评估系数，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数，并根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数，判断溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全状态；
预警终端，当溶洞区域隧道爆破后某监测时间点对应的安全状态处于异常时进行预警提示。
2.如权利要求1所述的溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统，其特征在于，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境影响因子，具体分析过程如下：
通过计算公式，分析得到溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的环境影响因子/>，/>表示各监测时间点的编号，/>，/>为任意大于2的整数，/>为爆破前的温度，/>为爆破前的湿度，/>、/>分别为温度、湿度的权重因子，，/>，/>为溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的温度，/>为溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的湿度。
3.如权利要求1所述的溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统，其特征在于，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地表变化系数，具体分析过程如下：
通过计算公式，分析得到溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的地表变化系数/>，/>表示各监测时间点的编号，/>，/>为任意大于2的整数，/>、/>分别为设定的参考速度、参考幅度的权重因子，/>，/>，为设定的参考速度，/>为设定的参考幅度，/>为溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的速度，/>为溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的幅度。
4.如权利要求1所述的溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统，其特征在于，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地下水位评估系数，具体分析过程如下：
通过计算公式，分析得到溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的地下水位评估系数/>，/>表示各监测时间点的编号，，/>为任意大于2的整数，/>、/>、/>分别为设定的上升高度、水平距离、浊度的权重因子，/>，/>，/>，/>为设定的参考上升高度，/>为设定的参考水平距离，/>为设定的参考浊度，/>为溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的上升高度，为溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的水平距离，/>为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的浊度。
5.如权利要求1所述的溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统，其特征在于，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的岩体位移评估系数，具体分析过程如下：
通过计算公式，分析得到溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的岩体位移评估系数/>，/>表示各监测时间点的编号，/>，/>为任意大于2的整数，/>、/>分别为设定的位移、裂隙数量的权重因子，/>，/>，/>为设定的位移，/>为设定的裂隙数量，/>为溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的位移，/>为溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的裂隙数量。
6.如权利要求1所述的溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统，其特征在于，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地面振动评估系数，具体分析过程如下：
根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的振动强度、震级，进而计算得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的级别评估系数，记为，/>表示各监测时间点的编号，，/>为任意大于2的整数；
根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的振动频率、应力，进而计算得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的压力评估系数，记为；
通过计算公式，分析得到溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的地面振动评估系数/>，/>为自然常数，/>、/>分别为设定的级别评估系数、压力评估系数的权重因子。
7.如权利要求6所述的溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统，其特征在于，所述计算得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的级别评估系数，具体计算过程如下：
通过计算公式，计算得到溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的级别评估系数/>，/>、/>为设定的强度、震级的权重因子，/>，，/>为设定的参考振动强度，/>为设定的参考震级，/>为溶洞区域隧道爆破后第个监测时间点对应的振动强度，/>为溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的震级。
8.如权利要求6所述的溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统，其特征在于，所述计算得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的压力评估系数，具体计算过程如下：
通过计算公式，计算得到溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的压力评估系数/>，/>、/>为设定的振动频率、应力的权重因子，，/>，/>为设定的参考振动频率，/>为设定的参考应力，/>为溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的振动频率，/>为溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的应力。
9.如权利要求1所述的溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统，其特征在于，所述分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数，判断溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全状态，具体分析过程如下：
通过计算公式，分析得到溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的安全评估系数/>，/>表示各监测时间点的编号，/>，/>为任意大于2的整数，/>为溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的环境影响因子，/>为溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的地表变化系数，为溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的地下水位评估系数，/>为溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的岩体位移评估系数，/>为溶洞区域隧道爆破后第/>个监测时间点对应的地面振动评估系数，/>、/>、/>、/>分别为设定的地表变化系数、地下水位评估系数、岩体位移评估系数、地面振动评估系数的权重因子，/>，/>，，/>，e为自然常数；
将溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数与数据库中的存储的安全评估系数阈值进行对比，若溶洞区域隧道爆破后某监测时间点对应的安全评估系数小于数据库中的存储的安全评估系数阈值，则判定溶洞区域隧道爆破后该监测时间点对应的安全状态异常，若溶洞区域隧道爆破后某监测时间点对应的安全评估系数大于或等于数据库中的存储的安全评估系数阈值，则判定溶洞区域隧道爆破后该监测时间点对应的安全状态正常，以此得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全状态。
10.执行权利要求1-9任一项所述的溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警系统的溶洞区域地铁暗挖隧道减震爆破用安全预警方法，其特征在于，包括：步骤一、溶洞环境获取：获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境信息，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境影响因子；
步骤二、地表信息分析：获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地表信息，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地表变化系数；
步骤三、地下水位分析：获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的水位信息，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地下水位评估系数；
步骤四、地下岩体监测：获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的岩体信息，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的岩体位移评估系数；
步骤五、地面振动探测：获取溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的振动信息，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的地面振动评估系数；
步骤六、溶洞安全监测：根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的环境影响因子、地表变化系数、地下水位评估系数、岩体位移评估系数、地面振动评估系数，进而分析得到溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数，并根据溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全评估系数，判断溶洞区域隧道爆破后各监测时间点对应的安全状态；
步骤七、预警提示：当溶洞区域隧道爆破后某监测时间点对应的安全状态处于异常时进行预警提示。
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