[發明專利]一種基于均值-標準差的加權馬爾可夫滑坡預警方法

有效

• 申請號: 201610674635.9
• 申請日: 2016-08-16
• 公開（公告）號: CN106327803B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 王珍;王東;曹蘭柱;王前領
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

一種基于均值?標準差的加權馬爾可夫滑坡預警方法，屬于滑坡災害預報預警領域；該方法包括：收集滑坡監測點位移速度，構成位移速度集合；利用均值?標準差法確定位移速度集合中各位移速度所屬狀態，并構建位移速度狀態序列；使用加權馬爾可夫鏈預測位移速度次日預測狀態；進行滑坡預警判斷；更新位移速度集合；對滑坡預警結果進行評價；本發明從滑坡演變過程中獲得的位移參數的隨機特性出發，基于馬爾可夫鏈理論，綜合運用滑坡演化三階段理論和均值?標準差分類法，超越了以往工程界對滑坡預警的認識；給出了具體預警過程，可用于從位移監測數據角度出發的滑坡預警。

技術領域

本發明屬于滑坡災害預報預警領域，具體涉及一種基于均值-標準差的加權馬爾可夫滑坡預警方法。

背景技術

滑坡作為一種頻發的自然地質災害，會造成巨大的生命財產損失，其危害已成為僅次于地震的第二大自然災害。據初步統計，我國每年由崩塌、滑坡、泥石流等災害所造成的直接經濟損失約200億元人民幣，間接損失更是無法估量。

監測預警作為規避滑坡等地質災害的重要手段之一，越來越受到人們的重視。盡管我國近10年來在地質災害監測預警方面取得了一定的研究成果，積累了一定的經驗和教訓。但是，在滑坡預警方面并不理想：一是在成功預警實例中專業預警比例過低；二是預警的滯后性，即預警不夠及時；三是錯誤預警較多，即在并無滑坡危險時給出預警提示，對生產及生活造成一定干擾；此外，滑坡預警包括滑坡時間預警和滑坡區域預警，以往研究中比較側重滑坡時間預警，而對滑坡區域預警的研究不足，而時間預警與區域預警應該同時實現。

發明內容

針對上述現有技術存在的不足，本發明提供一種基于均值-標準差的加權馬爾可夫滑坡預警方法。

本發明的技術方案：

一種基于均值-標準差的加權馬爾可夫滑坡預警方法，包括如下步驟：

步驟1：布置滑坡監測點，針對每一個滑坡監測點，執行步驟2到步驟7；

步驟2：每日收集一次滑坡監測點位移速度，構成位移速度集合{x₁，x₂，…，x_i，…，x_n}，其中，x_i為第i日收集到的位移速度，i＝{1,2，…，n}；

步驟3：利用均值-標準差法確定位移速度集合中各位移速度所屬狀態，包括正常狀態或異常狀態，n個位移速度的狀態組成位移速度狀態序列；

步驟3-1：計算位移速度的均值和標準差s：

步驟3-2：確定狀態劃分的分界點D：

其中，α為可變參數；

步驟3-3：計算位移速度的最大值max和最小值min；

步驟3-4：利用“D”“max”和“min”依次確定位移速度狀態：若位移速度在區間[min，D)內，則位移速度狀態為正常狀態，用“1”表示；若位移速度在區間[D，max]內，則位移速度狀態為異常狀態，用“2”表示；n個位移速度狀態組成位移速度狀態序列；

步驟4：根據位移速度狀態序列，使用加權馬爾可夫鏈預測次日位移速度x_n+1所屬狀態，即位移速度次日預測狀態：

步驟4-1：使用馬爾可夫鏈計算位移速度次日預測狀態的分布矩陣；

步驟4-1-1：根據位移速度狀態序列，統計不同步長的狀態轉移頻數矩陣q^(k)：