[發(fā)明專利]公路環(huán)境災(zāi)變可視監(jiān)控治理一體化技術(shù)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710003596.0
• 申請日: 2007-02-12
• 公開（公告）號: CN101075338A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖盛燮
• 申請（專利權(quán)）人: 肖盛燮
• 主分類號: G06Q50/00
• 分類號: G06Q50/00;G06T17/50;G08C17/00
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1、一種公路環(huán)境災(zāi)變可視監(jiān)控治理一體化技術(shù)，為交通環(huán)境生態(tài)災(zāi)損的監(jiān)控，利用了災(zāi)變過程具有延續(xù)性的特點，其特征在于：它基于無線遙測臺網(wǎng)的監(jiān)控手段，通過能量傳輸嵌套模型，實施可視動態(tài)演繹，揭示災(zāi)損狀態(tài)規(guī)律及破壞力度，包括：

利用災(zāi)變過程具有延續(xù)性的特征，設(shè)立四個標(biāo)志為：從源頭是否成災(zāi)的“災(zāi)變標(biāo)志”、崩滑體滑與不滑啟動的“滑移標(biāo)志”、災(zāi)害破壞力度大小的“破壞標(biāo)志”以及治理效果跟蹤的“可靠標(biāo)志”。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路環(huán)境災(zāi)變可視監(jiān)控治理一體化技術(shù)，其特征在于：所述的四個標(biāo)志將災(zāi)變及治理過程劃分為三個階段，如下：

1)從源頭起因到啟動警示的階段判識，為第一階段；

2)從啟動滑移到災(zāi)害破壞規(guī)律指標(biāo)顯示，含理論模型構(gòu)建組及可視動態(tài)演繹，為第二階段；

3)從災(zāi)害破壞到災(zāi)后治理及其效果跟蹤，含結(jié)構(gòu)防災(zāi)技術(shù)，為第三階段。

3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路環(huán)境災(zāi)變可視監(jiān)控治理一體化技術(shù)，其特征在于：關(guān)鍵技術(shù)如下：

1)不同尺度災(zāi)害參數(shù)的耦合：通過調(diào)研、搜集典型災(zāi)害類型資料，進(jìn)行理論研究，掌握不同尺度災(zāi)害環(huán)境條件下災(zāi)害的啟動條件，對災(zāi)害發(fā)育程度的識別和預(yù)警提供依據(jù)；通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊、層次分析法等非線性手段，提供變尺度災(zāi)情參數(shù)耦合的啟動條件確切范圍指標(biāo)，并通過系統(tǒng)便捷反映不同尺度環(huán)境因素耦合與啟動參數(shù)的不同條件和效果，并為后續(xù)研究提供啟動參數(shù)和協(xié)助災(zāi)后追溯提供條件；

首先對影響災(zāi)害因素的不同尺度進(jìn)行特征描述與度量，然后研究單一因素對滑坡災(zāi)變的影響，明確單因素指標(biāo)對源頭災(zāi)害的影響，總結(jié)出地質(zhì)災(zāi)害聯(lián)合作用的鏈?zhǔn)揭?guī)律，揭示災(zāi)害的演繹過程，采用適當(dāng)?shù)臄噫湸胧?/p>

2)耦合參數(shù)的運(yùn)行系統(tǒng)：通過參數(shù)分類、分級度量，內(nèi)部機(jī)理研究，結(jié)合非線性預(yù)測、專家系統(tǒng)和滑坡基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫，編制程序進(jìn)行耦合參數(shù)運(yùn)行系統(tǒng)開發(fā)；基于庫區(qū)大量滑坡統(tǒng)計參數(shù)數(shù)據(jù)庫，建立滑坡環(huán)境影響因素同耦合參數(shù)間的映射關(guān)系，為啟動滑移提供警示判據(jù)；共包括三大模塊，分別為數(shù)據(jù)輸入及耦合模塊、查詢模塊和報表輸出模塊；

3)構(gòu)建滑坡的時間和空間預(yù)測模型：構(gòu)建二維和三維滑坡空間預(yù)測模型，建立以突變論為基礎(chǔ)的滑坡穩(wěn)定系數(shù)計算方法，與傳統(tǒng)的極限平衡分析方法比較，確定快速滑坡和慢速滑坡的判別條件；根據(jù)滑體在滑移過程的能量傳輸規(guī)律，得到滑體滑移各階段的速度及能量計算公式，考慮滑面介質(zhì)的流變特性結(jié)合滑坡監(jiān)測資料，利用開爾文流變模型，建立滑坡的時間預(yù)測模型，由監(jiān)測數(shù)據(jù)擬合出位移和時間的關(guān)系式，將該表達(dá)式代入尖點突變理論的分叉集方程，得到預(yù)測滑坡突滑時間的計算公式；

4)構(gòu)建危巖失穩(wěn)力學(xué)模型：建立危巖失穩(wěn)的判據(jù)，考慮落石形狀對落石運(yùn)動軌跡的影響，將落石近似為橢圓形，得到落石運(yùn)動軌跡及運(yùn)動速度計算公式；將危巖按受力破壞形式分為剪切破壞和拉伸破壞，將復(fù)雜受力情況下的危巖簡化為純剪切裂紋板和單軸拉伸裂紋板；根據(jù)裂紋線場原理得到裂紋線上塑性區(qū)與荷載之間關(guān)系及危巖失穩(wěn)的判據(jù)；根據(jù)落石碰撞前后落石對接觸點的動量矩守恒，將落石運(yùn)動分為自由落體、碰撞、拋體運(yùn)動、滾動和滑動等不同階段分別計算；

5)給出任意滑移面上二維、三維滑坡災(zāi)變的模擬方法：采用微元法、迭代法和綜合模擬法等關(guān)鍵技術(shù)，解決三維滑坡過程中保持體積不變的難題；

6)采用三個關(guān)鍵技術(shù)：數(shù)據(jù)獲取與歸一化技術(shù)、精細(xì)網(wǎng)格地形數(shù)據(jù)的生成技術(shù)、三角形面片元素的生成與組織技術(shù)，構(gòu)建三維滑坡地形模型；

7)在理論模型的基礎(chǔ)上開發(fā)“西部交通環(huán)境監(jiān)測可視演繹系統(tǒng)”軟件，以實現(xiàn)對滑坡災(zāi)變進(jìn)行三維可視化動態(tài)演繹、濃縮、跟蹤和追溯，實時顯示演繹的能量轉(zhuǎn)化和破壞作用力度指標(biāo)，進(jìn)行地圖漫游，顯示災(zāi)變點信息和完成切片分析，進(jìn)行災(zāi)害預(yù)警；

8)在理論模型基礎(chǔ)上實現(xiàn)危巖的三維可視化動態(tài)演繹：直觀、形象地顯示危巖的墜落、彈跳和翻轉(zhuǎn)過程。

4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路環(huán)境災(zāi)變可視監(jiān)控治理一體化技術(shù)，其特征在于：

進(jìn)行基于災(zāi)害可視化的破壞力評估：在災(zāi)害可視化演繹的基礎(chǔ)上，獲得災(zāi)害的發(fā)展過程、運(yùn)動路徑和破壞力參數(shù)，進(jìn)行災(zāi)害的破壞力評價；

進(jìn)行災(zāi)害設(shè)防水平的確定：根據(jù)滑坡災(zāi)害的危險性和易損性確定災(zāi)害的危險指數(shù)，并根據(jù)災(zāi)害的風(fēng)險性分級進(jìn)行設(shè)防，遵循結(jié)構(gòu)抗力應(yīng)大于災(zāi)害破壞力的原理，制訂相應(yīng)工程防治方案。