CN117854255B - 基于接触式监测的泥石流应急预警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地质灾害监测预警技术领域，尤其涉及一种基于接触式监测的泥石流应急预警方法及系统，该方法包括以下步骤：S1，在确定出发生泥石流后，筛选出危险区到安全区的最优逃生路径；S2，计算外在因素影响下最优逃生路径的当量长度；S3，根据年龄、负重与逃生速度的关系，计算逃生当量速度；S4，根据最优逃生路径的当量长度和逃生当量速度计算逃生时间。该系统包括：最优逃生路径筛选模块、路径当量长度计算模块、逃生当量速度计算模块和逃生时间计算模块。本发明不仅可以在泥石流预测的基础上实现逃生预警指导，而且通过计算外在因素影响下的道路当量长度以及考虑年龄及负重影响下人员逃生当量速度，使得逃生时间计算更加准确。

Description

基于接触式监测的泥石流应急预警方法及系统

技术领域

本发明涉及地质灾害监测技术领域，具体涉及一种基于接触式监测的泥石流应急预警方法及系统。

背景技术

泥石流是典型的地质灾害之一，通过对泥石流进行监测，可以有效地减小甚至避免泥石流造成的损害。目前监测泥石流的方式有接触式和非接触式。非接触式监测主要是根据监测仪器在不与泥石流（ 物源、水源、流体） 直接接触的情况下获取泥石流影像、声音、泥位等信息，对泥石流是否发生进行判别后发布不同级别预警。非接触性监测可以实现远程和自动化的操作，受地形条件限制的影响较低，但其精准度受到仪器生产与施工精度、计算模型精度、测量数据精度、测量天气环境等多方面的影响，仍不具有普遍适用性。接触式监测是通过预警仪器与泥石流直接接触时触动感应装置而发出警报，广泛应用于泥石流的早期识别与监测预警和泥石流的运动特征及流体特征监测中，其测量结果具有较高的可靠性和准确性。

目前的泥石流预警应用中，通常是通过监测泥石流的运动参数、地质环境参数等，来分析预测泥石流发生的概率以及危害程度，根据概率和危害程度发出不同等级的预警信号。提前预警可以有效减小泥石流造成的损害，但是目前的泥石流预警还停留在预测阶段，然而泥石流发生迅猛，留给危险区的人员逃生的时间很短，在泥石流发生时如何辅助逃生是目前还未解决的问题。

发明内容

为了改善现有技术中存在的泥石流预警仅涉及预测而未涉及如何辅助逃生的问题，提供一种基于接触式监测的泥石流应急预警方法及系统，通过将泥石流运动参数与逃生时间、逃生路径等现场信息结合，在泥石流已发生情况下确定人员所需的逃生时间，以指导泥石流灾害场景下危险区人员逃生工作。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种基于接触式监测的泥石流应急预警方法，包括以下步骤：

S1，在确定出发生泥石流后，筛选出危险区到安全区的最优逃生路径；

S2，计算外在因素影响下最优逃生路径的当量长度；

S3，根据年龄、负重与逃生速度的关系，计算逃生当量速度；

S4，根据最优逃生路径的当量长度和逃生当量速度计算逃生时间。

上述方法中，从众多逃生路径中筛选出最优逃生路径，从路径距离角度尽可能地缩短逃生时间；在选择最优逃生路径后，并不是以理想状态下的路径实际长度参与计算，而是考虑了现实中其他因素的影响，使得逃生时间的计算更加准确；并不是以人员在最佳状态下的速度参与计算，而是考虑了年龄及负重的影响，逃生状态更趋近于真实情况。简言之，上述方法从多个角度提高了逃生时间计算结果的准确度，继而使得预警更加有效，可以为泥石流发生时辅助逃生进行有效指导提供技术支持。

所述S1中，基于Dijkstra算法获取危险区到安全区的最优逃生路径，并计算最优逃生路径的实际长度。

Dijkstra算法是查找从一个起始节点到所有其他节点的最短路径的较优算法，采用Dijkstra算法筛选最优逃生路径可以降低实现难度，且节约筛选时间。

所述S1中，基于Dijkstra算法筛选危险区到安全区的最优逃生路径的处理，包括：

S11，确定逃生起点、逃生终点和逃生路径的选择点；

S12，创建初始迭代表，并定义初始迭代表中逃生起点到各点的最短距离为∞；

S13，获取前序顶点到后序顶点K的距离L_K，若后序顶点与前序顶点相邻，则L_K取后序顶点与前序顶点之间的距离实际值，若后序顶点与前序顶点不相邻，则L_K取值为∞；将L_K与初始迭代表中的初始距离值相比较，若L_K值小于初始∞值，则用L_K值替换初始∞值，且将最短距离数值最小编号作为新的起点；

S14，继续获得新的起点与后序顶点的距离，若后序顶点与新的起点相邻，则L_K取后序顶点与新的起点之间的距离实际值，若后序顶点与新的起点不相邻，则L_K取值为∞；若后序顶点到逃生起点的距离已更新过，则用新的计算距离与已更新过的距离比较，取最小值；若后序顶点到逃生起点的距离未更新过，则与初始∞值比较，取最小值；

重复步骤S14，直至计算出逃生起点到逃生终点的距离，距离最小值对应的路径为最优逃生路径。

所述S2中，按照如下公式计算最优逃生路径的当量长度S：

式中，T（E_ij）为有外在因素α_i作用时通过路段E_j所需的时间；t（E_ij）为无外在因素α_i作用时通过路段E_j所需的时间，i为外在因素的编号，j为逃生路径上某路段的编号，β_i表示判断因素，D（E_j）为逃生路径上路段j的当量长度，α_i（E_ij）为外在因素影响系数，d（E_j）为逃生路径上路段j的实际长度，n为逃生路径上路段的总数量。

上述方案中，考虑了不同路段的外在因素可能不同，将不同路段与不同外在因素独立开来，继而综合计算所有路段在不同外在因素影响下所得的逃生路径当量长度，使得逃生路径的当量长度计算结果更加准确，即可以解决如何进一步提高逃生路径长度计算结果准确度的问题。

所述S2中，外在因素α_i包括坡度、道路宽度、人员密度中的任一项或多项。

所述S3中，根据年龄、负重与逃生速度的关系计算逃生当量速度的处理，包括：

S31，计算年龄因素影响下的逃生当量速度V_R；

S32，在逃生当量速度V_R的基础上，计算负重因素影响下的逃生当量速度V_l。

上述方案中，先计算年龄因素影响下的当量速度，再在此基础上计算负重因素影响下的逃生当量速度，因为年龄因素必然存在，负重因素可能存在也可能不存在，当负重因素不存在时可以只考虑年龄因素的影响，以此提高计算效率。

基于接触式监测的泥石流应急预警方法还包括步骤：

S5，采集泥石流的运动时间，反演获取泥石流的流速；

S6，根据泥石流的流速，计算泥石流抵达危险区的最短时间；

S7，计算逃生时间与泥石流抵达危险区的最短时间之差，得到避灾允许时间，并比较避灾允许时间与避灾响应时间，根据比较结果进行相应预警。

所述S5中，在泥石流的流通区布设至少两组接触式监测装置，记录接触式监测装置采集到信号的时间，以该时间作为泥石流的运动时间。

上述方案中，通过接触方式进行监测，可以提高监测结果的准确性，即提高泥石流发生预测的准确性及泥石流运动速度及达到危险区的最短时间计算的准确性，继而为更准确地制定应急预警提供技术支持。

一种基于接触式监测的泥石流应急预警系统，包括：

最优逃生路径筛选模块，用于在确定出发生泥石流后，筛选出危险区到安全区的最优逃生路径；

路径当量长度计算模块，用于计算外在因素下最优逃生路径的当量长度；

逃生当量速度计算模块，用于根据年龄、负重与逃生速度的关系，计算逃生当量速度；

逃生时间计算模块，用于根据最优逃生路径的当量长度和逃生当量速度计算逃生时间。

上述基于接触式监测的泥石流应急预警系统还包括：

泥石流流速反演模块，用于基于采集得到的泥石流的运动时间，反演获取泥石流的流速；

泥石流抵达时间计算模块，用于根据泥石流的流速，计算泥石流抵达危险区的最短时间；

预警模块，用于计算逃生时间与泥石流抵达危险区的最短时间之差，得到避灾允许时间，并比较避灾允许时间与避灾响应时间，根据比较结果进行相应预警。

与现有技术相比，本发明可以在预测泥石流是否发生的基础上，进一步实现指导快速逃生，而且计算逃生时间时考虑了道路外在因素影响、负重及年龄对逃生速度的影响，使得逃生时间计算更加准确，继而为更加准确可靠地应急预警提供技术支持。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍， 应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为实施例中提供的一种基于接触式监测的泥石流应急预警方法的流程图。

图2为实施例中举例的逃生起点到逃生终点的多个逃生路径示意图。

图3为实施例中举例的泥石流监测场景示意图。

图4为实施例中提供的一种基于接触式监测的泥石流应急预警系统的组成框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

请参考图1，本实施例中提供的基于接触式监测的泥石流应急预警方法，包括以下步骤：

S1，在确定出发生泥石流后，获取危险区到最近的安全区的最优逃生路径，并计算最优逃生路径的实际长度。

可参阅图3，可以在泥石流的流通区布设接触式监测装置，接触式监测装置可以包括固定桩和数据采集系统，数据采集系统可以包括供电电池、倾角传感器、冲击力传感器、振动传感器和通信单元，当泥石流冲击固定桩时，数据采集系统即可采集到泥石流的运动数据，以此识别泥石流灾害发生，继而启动应急预警。

筛选最优逃生路径的方式可能有多种，本实施例中，优选采用Dijkstra算法。具体的，本实施例中步骤S1包括以下步骤：

S11，确定人员的逃生起点、逃生终点和逃生路径的选择点。

可参阅图2，图2所示举例中，人员逃生起点为起点A，人员逃生终点为终端F，若干中间点B、C、D、E为逃生路径的选择点，图2中的每一条带箭头的指示线代表一条逃生路径。

S12，创建一个初始迭代表格如表1所示。

表1：初始迭代表

顶点编号	起点A到各K点的最短距离LK	前序顶点编号
			A	0	无
B	∞	空
			C	∞	空
D	∞	空
			E	∞	空
F	∞	空

S13，获取前序顶点到后序顶点K（除逃生起点A以外的其他点）的距离L_K。若后序顶点与前序顶点相邻，则取其实际值（图2中的长度数值）；若后序顶点与前序顶点不相邻，取其值为∞。

（1）

后续将L_K值与初始距离值对比，若L_K值小于初始∞值，用L_K值替换初始∞值，例如A点的后序顶点为B、D点，L_B=1、L_D=2，且数值小于初始∞，因此替换数值和前序顶点编号，选择L_K值最小的点标记为最优点，将最短距离数值最小编号B（表格第二列，B点对应数值最小）作为新的起点，表1更新后如表2所示。

表2：第一次迭代表

顶点编号	起点A到各K点的最短距离LK	前序顶点编号
			A	0	无
B（最优点）	1	A
			C	∞	空
D	2	A
			E	∞	空
F	∞	空

S14，继续获得新的起点与后序顶点K的距离L_K。取值方式同步骤S13，若后序顶点到起点A的距离已更新过，则用新的计算距离与已更新过的距离比较，取小值，即取两者之间的较小值；若后序顶点到起点A的距离未更新过，则与初始∞值比较，取小值。

例如此处，B点的后序顶点为C、D，经过顶点B到顶点C的距离L_C=5，经过顶点B到顶点D的距离L_D=4。

从起点A经过顶点B到顶点C的距离L_C=5小于∞值，可进行更新，从起点A经过顶点B到顶点D的距离L_D=4，大于已更新的L_D=2，因此不更新，将最短距离数值最小编号D（表格第二列，D点对应数值最小）作为新的起点，并标记D为最优点，更新迭代后如表3所示。

表3：第二次迭代表

顶点编号	起点A到各K点的最短距离LK	前序顶点编号
			A	0	无
B（最优点）	1	A
			C	5	B
D（最优点）	2	A
			E	∞	空
F	∞	空

重复步骤S14的操作，直到计算出起点A到终点F的距离。

以D点为起点，计算到唯一后序顶点E到起点A的距离为7，小于∞，并标注最优点C，更新列表如表4所示。

表4：第三次迭代表

顶点编号	起点A到各K点的最短距离LK	前序顶点编号
			A	0	无
B（最优点）	1	A
			C（最优点）	5	B
D（最优点）	2	A
			E	7	D
F	∞	空

以C为新起点，获取相邻后序顶点的距离，更新列表如表5所示。

表5：第四次迭代表

顶点编号	起点A到各K点的最短距离LK	前序顶点编号
			A	0	无
B（最优点）	1	A
			C（最优点）	5	B
D（最优点）	2	A
			E（最优点）	7	D
F	7	C

以E为新起点，获取相邻后序顶点的距离，经过E点到达F点的数值大于原有数值，因此不更新（表6与表5相同），更新列表如表6所示。

表6：第五次迭代表

顶点编号	起点A到各K点的最短距离LK	前序顶点编号
			A	0	无
B（最优点）	1	A
			C（最优点）	5	B
D（最优点）	2	A
			E（最优点）	7	D
F（最优点）	7	C

因此，基于图2所示的举例，最优逃生路径为A-B-C-F，距离为7。

S2，计算最优逃生路径的当量长度S。

由于实际逃生过程中会受外在因素α_i的影响，外在因素例如包括坡度、道路宽度、人员密度等，各逃生路径的逃生难易程度存在差异，导致在逃生过程中将逃生路径实际长度作为指导逃生的指标并不准确。因此，本实施例中，综合考虑逃生路径上外在因素的影响，计算逃生路径对应的当量长度。

（2）

（3）

（4）

式中，T（E_ij）为有外在因素α_i作用时，通过具有一定长度的路段E_j所需的时间；t（E_ij）为无外在因素α_i作用时，通过路段E_j所需的时间，i为外在因素的编号，j为逃生路径上某指定路段编号，j=1,2,3,……，β_i表示判断因素。D（E_j）为逃生路径上某路段的当量长度，α_i（E_ij）为外在因素影响系数，d（E_j）为逃生路径上路段j的实际长度。

（5）

式中，n为某逃生路径上路段的总数量，以路口为分界点，两点之间的道路为一个路段；S为某逃生路径的当量长度，D（E_j）为逃生路径上路段j的当量长度。计算时逃生路径选择步骤S1计算出的最优逃生路径。

S3，根据年龄、负重与逃生速度的关系，计算逃生当量速度。

本实施例中，具体的，步骤S3可以包括以下步骤：

S31，计算年龄因素影响下的逃生当量速度V_R。

年龄为a（a=1,2,3,…,k）的人员无负重情况下的逃生当量速度V_a为：

V_a=-0.011a+3.444 （6）

根据逃生人员的年龄进行群体划分，引入年龄段划分系数γ_a：

γ_a=Y_a/Y （7）

式中，Y_a为指定年龄段的人数，Y为逃生人员总数。

根据年龄段划分系数γ_a及各年龄段人员的逃生当量速度V_a，计算年龄因素影响下的逃生当量速度V_R。

（8）

S32，在V_R的基础上，计算负重因素影响下的人员逃生当量速度V_l。

考虑逃生人员负重的情况，根据摩擦力做功和重力势能的能量守恒，有：

（9）

式中，m为逃生人员自重，单位为kg；l为逃生人员负重，单位为kg；μ为摩擦系数；Δh为单位时间内重心变化的高度，单位为m/s；V_R为考虑年龄因素下逃生人员无负重情况下的逃生当量速度，单位为m/s；V_l为逃生人员负重情况下的逃生当量速度，单位为m/s。

由上式（9）可得：

（10）

S4，根据最优逃生路径的当量长度和逃生人员的逃生当量速度，获取危险区域内逃生人员的逃生时间T₂。

（11）

获取逃生时间的目的是确定危险区的人员是否能够脱困，以及在不同情况下进行不同应急处理指导。因此，可继续参阅图1，在更完善的应急预警方法中，还可以包括步骤S5、S6和S7。由于步骤S5、S6和S7为可选步骤，因此在图1中用虚线框进行区别表示。

S5，采集泥石流的运动时间，反演获取泥石流的流速。

可参阅图3，在泥石流的流通区布设至少两组接触式监测装置，相邻两组接触式监测装置之间的距离已知，例如每间隔50-100m布设一组接触式监测装置。通过记录不同组的数据采集系统所采集到数据的时间，可以计算出泥石流运动到不同固定桩的时间差，由于固定桩之间的距离是已知的，因此根据u=s₀/t₀即可计算出泥石流的流速，u为流速，s₀为两个固定桩之间的距离，t₀为泥石流到达两个固定桩之间的时间差。

当接触式监测装置为三组以上时，则可以分别计算出两个固定桩之间的流速，然后再求取平均流速，以平均流速参与应用计算。

S6，根据泥石流的流速，计算泥石流抵达危险区（危害区，有人员的区域）的最短时间。

可继续参阅图2，获取泥石流实时位置到危险区起始位置坐标之间的距离，将该距离定义为泥石流抵达危险区的最短距离L，通过反演的泥石流平均流速u，计算泥石流抵达危险区的最短时间T₁。

（12）

各个固定桩的坐标及危险区的起始位置坐标可以是已知的，接触式监测装置也可以还包括GPS定位系统，通过GPS定位系统实时采集获取泥石流当前位置。

容易理解的，上述步骤S5和S6可以执行于步骤S1~S4之后或之前，即本文中虽然对各个步骤进行了顺序编号，但是除具有必然的先后逻辑外，步骤之间可以没有执行顺序的先后之分。

S7，计算逃生时间T₂与泥石流抵达危险区的最短时间T₁之差，得到避灾允许时间T，并比较避灾允许时间T与避灾响应时间t，根据比较结果进行相应预警。

T= T₁-T₂（13）

将判识泥石流发生后人员准备疏散的响应时间，定义为逃生人员的避灾响应时间t。当时，可认为受灾区域内人员能够实现安全转移，即泥石流成功预警。其中，/>为考虑其他不确定性因素而设置的安全系数，设定为/>。

上述方法是一种将泥石流运动参数与逃生时间、逃生路径等现场信息结合的泥石流预警方法。通过外在因素影响下的道路当量长度计算方法以及考虑年龄及负重影响下人员逃生当量速度计算方法，进而在泥石流已发生情况下，确定人员逃生时间以及避灾允许时间，以指导泥石流受灾范围内的人员逃生工作。

应用举例

XX沟流域面积14.8 km²，主沟长3.8km，地貌类型属高山深切地貌，地势整体西南高东北低。XX沟主沟海拔2700 m以上区域植被覆盖度较差，坡面松散物源丰富，并且该区域地形较为陡峻，水动力条件好，将其划分为形成区；主沟海拔2300-2700 m，沟道内松散堆积物丰富，沟道两岸边坡坡度较陡并且发育多处崩滑体，有利于泥石流的形成和运动，将其划分为流通区；在主沟道海拔2300 m以下至xx乡处划分为危险区。

由以上地理信息可知，泥石流流通区起始位置距离危险区3700m；根据接触式监测装置可获取泥石流重度均值为1.84 t/m³，泥石流平均流速为3.895m/s；根据现场调查危险区域内的逃生人员年龄段分布在1-80岁；逃生人员最大负重为30kg时，对应逃生人员自重为75kg，逃生人员中心变化高度为0.2m，逃生人员响应时间为100s，根据危险区域地理位置，通过Dijkstra算法可获取各受灾点所对应的最优逃生路径。

由泥石流运动参数及泥石流流通区到危险区的距离可知：泥石流抵达危险区的时间T₁=L/u=950s。

根据XX沟泥石流危险区的道路信息，结合Dijkstra算法，可获取各受灾点到安全点的最佳逃生路径所经过的路段由E₁、E₂、E₃、E₄四条组成，各路段的实际长度为d₁、d₂、d₃、d_4，其中路段E₁受外在因素α₁影响，路段E₂受外在因素α₂影响，路段E₃受外在因素α₂、α₃影响，路段E₄受外在因素α₃、α₄影响。由最优逃生路径的当量长度计算方法，可知XX沟的最优逃生路径的当量长度如下：

根据XX沟泥石流危险区的道路信息，距离最远的最优逃生路径长度S为900米。

考虑XX沟当地逃生人员的年龄影响，根据考虑年龄对逃生速度影响可知，XX沟的逃生当量速度V_R=3m/s。

考虑逃生人员负重问题，根据考虑负重对逃生速度的影响可知，该地区考虑负重时逃生人员的最慢逃生当量速度，如下：

(19)

根据最优逃生路径当量长度及考虑负重时逃生人员的最慢逃生当量速度，可知XX沟人员的逃生时间T₂如下：

（20）

因此有避灾允许时间如下：

T= T₁-T₂=950-600=350s(21)

根据接触式泥石流成功预警判断指标，及XX沟现场人员逃生响应时间为100s，有：

(22)

根据受灾安全转移判断指标，可知泥石流可成功预警。

请参阅图4，基于相同的发明构思，本实施例中同时提供了一种基于接触式监测的泥石流应急预警系统，包括：

最优逃生路径筛选模块，用于在确定出发生泥石流后，筛选出危险区到安全区的最优逃生路径；

路径当量长度计算模块，用于计算外在因素影响下最优逃生路径的当量长度；

逃生当量速度计算模块，用于根据年龄、负重与逃生速度的关系，计算逃生当量速度；

逃生时间计算模块，用于根据最优逃生路径的当量长度和逃生当量速度计算逃生时间。

可选的，上述基于接触式监测的泥石流应急预警系统还可以包括：

泥石流流速反演模块，用于基于采集得到的泥石流的运动时间，反演获取泥石流的流速；

泥石流抵达时间计算模块，用于根据泥石流的流速，计算泥石流抵达危险区的最短时间；

预警模块，用于计算逃生时间与泥石流抵达危险区的最短时间之差，得到避灾允许时间，并比较避灾允许时间与避灾响应时间，根据比较结果进行相应预警。

此处只是简单地描述了该预警系统的组成模块，各个组成模块的具体实现方式可以参考前述方法的相关描述，此处不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于接触式监测的泥石流应急预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在确定出发生泥石流后，筛选出危险区到安全区的最优逃生路径；

S2，计算外在因素影响下最优逃生路径的当量长度；

S3，根据年龄、负重与逃生速度的关系，计算逃生当量速度；

S4，根据最优逃生路径的当量长度和逃生当量速度计算逃生时间；

所述S2中，按照如下公式计算最优逃生路径的当量长度S：

式中，T（E_ij）为有外在因素α_i作用时通过路段E_j所需的时间；t（E_ij）为无外在因素α_i作用时通过路段E_j所需的时间，i为外在因素的编号，j为逃生路径上某路段的编号，β_i表示判断因素，D（E_j）为逃生路径上路段j的当量长度，α_i（E_ij）为外在因素影响系数，d（E_j）为逃生路径上路段j的实际长度，n为逃生路径上路段的总数量；

所述S3中，根据年龄、负重与逃生速度的关系计算逃生当量速度的处理，包括：

S31，计算年龄因素影响下的逃生当量速度V_R；

S32，在逃生当量速度V_R的基础上，计算负重因素影响下的逃生当量速度V_l。

2.根据权利要求1所述的基于接触式监测的泥石流应急预警方法，其特征在于，所述S1中，基于Dijkstra算法获取危险区到安全区的最优逃生路径，并计算最优逃生路径的实际长度。

3.根据权利要求2所述的基于接触式监测的泥石流应急预警方法，其特征在于，所述S1中，基于Dijkstra算法筛选危险区到安全区的最优逃生路径的处理，包括：

S11，确定逃生起点、逃生终点和逃生路径的选择点；

S12，创建初始迭代表，并定义初始迭代表中逃生起点到各点的最短距离为∞；

S13，获取前序顶点到后序顶点K的距离L_K，若后序顶点与前序顶点相邻，则L_K取后序顶点与前序顶点之间的距离实际值，若后序顶点与前序顶点不相邻，则L_K取值为∞；将L_K与初始迭代表中的初始距离值相比较，若L_K值小于初始∞值，则用L_K值替换初始∞值，且将最短距离数值最小编号作为新的起点；

S14，继续获得新的起点与后序顶点的距离，若后序顶点与新的起点相邻，则L_K取后序顶点与新的起点之间的距离实际值，若后序顶点与新的起点不相邻，则L_K取值为∞；若后序顶点到逃生起点的距离已更新过，则用新的计算距离与已更新过的距离比较，取最小值；若后序顶点到逃生起点的距离未更新过，则与初始∞值比较，取最小值；

重复步骤S14，直至计算出逃生起点到逃生终点的距离，距离最小值对应的路径为最优逃生路径。

4.根据权利要求1所述的基于接触式监测的泥石流应急预警方法，其特征在于，所述S2中，外在因素α_i包括坡度、道路宽度、人员密度中的任一项或多项。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于接触式监测的泥石流应急预警方法，其特征在于，还包括步骤：

S5，采集泥石流的运动时间，反演获取泥石流的流速；

S6，根据泥石流的流速，计算泥石流抵达危险区的最短时间；

S7，计算逃生时间与泥石流抵达危险区的最短时间之差，得到避灾允许时间，并比较避灾允许时间与避灾响应时间，根据比较结果进行相应预警。

6.根据权利要求5所述的基于接触式监测的泥石流应急预警方法，其特征在于，所述S5中，在泥石流的流通区布设至少两组接触式监测装置，记录接触式监测装置采集到信号的时间，以该时间作为泥石流的运动时间。

7.一种基于接触式监测的泥石流应急预警系统，其特征在于，包括：

最优逃生路径筛选模块，用于在确定出发生泥石流后，筛选出危险区到安全区的最优逃生路径；

路径当量长度计算模块，用于按照如下公式计算外在因素影响下最优逃生路径的当量长度：

式中，T（E_ij）为有外在因素α_i作用时通过路段E_j所需的时间；t（E_ij）为无外在因素α_i作用时通过路段E_j所需的时间，i为外在因素的编号，j为逃生路径上某路段的编号，β_i表示判断因素，D（E_j）为逃生路径上路段j的当量长度，α_i（E_ij）为外在因素影响系数，d（E_j）为逃生路径上路段j的实际长度，n为逃生路径上路段的总数量；

逃生当量速度计算模块，用于计算年龄因素影响下的逃生当量速度V_R，在逃生当量速度V_R的基础上，计算负重因素影响下的逃生当量速度V_l；

逃生时间计算模块，用于根据最优逃生路径的当量长度和逃生当量速度计算逃生时间。

8.根据权利要求7所述的基于接触式监测的泥石流应急预警系统，其特征在于，还包括：

泥石流流速反演模块，用于基于采集得到的泥石流的运动时间，反演获取泥石流的流速；

泥石流抵达时间计算模块，用于根据泥石流的流速，计算泥石流抵达危险区的最短时间；

预警模块，用于计算逃生时间与泥石流抵达危险区的最短时间之差，得到避灾允许时间，并比较避灾允许时间与避灾响应时间，根据比较结果进行相应预警。