[發明專利]水庫大壩安全監測預警方法、裝置、系統及存儲介質

有效

• 申請號: 202011317918.0
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112381309B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 楊躍;范光偉;黃志懷;覃朝東;楊帥東;侯磊;張兵;張水平;張建平
• 申請（專利權）人: 珠江水利委員會珠江水利科學研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G08B31/00;H04W4/38;H04W4/90;G16Y10/35;G16Y20/10;G16Y20/20;G16Y40/10;G16Y40/20;G16Y40/50;G16Y40/60
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李君

1.一種水庫大壩安全監測預警方法，其特征在于，所述方法包括：

接收各監測設備發送的監測數據；其中，所述監測設備包括北斗衛星變形監測設備、滲壓監測設備、滲流監測設備、水位監測設備和雨量監測設備，對應的監測數據分別為北斗衛星變形監測數據、滲壓數據、滲流數據、水位數據和雨量數據；

對北斗衛星變形監測數據進一步處理，解算出大壩變形數據；

對大壩變形數據、滲壓數據、滲流數據、水位數據和雨量數據進行快速分析處理，根據已建立的各監測數據的預測模型，對大壩的安全風險進行評估；

根據安全風險評估結果，進行風險預警發布；

所述北斗衛星變形監測設備包括基準站和監測站，所述基準站安裝在大壩附近預設距離范圍內，所述預設距離范圍為0～1km，所述監測站安裝在大壩變形監測樁上，基準站采集的數據用于獲取整個基線解算基點的衛星觀測數據，監測站采集的數據用于獲取形變監測點的衛星觀測數據；

所述對北斗衛星變形監測數據進一步處理，解算出大壩變形數據，具體包括：

對北斗衛星變形監測數據進行粗差探測、周跳探測與修復、觀測值組合的預處理；

對預處理后的北斗衛星變形監測數據進行方程線性化、最小二乘計算、模糊度固定的數據處理，解算出基準站與監測站的相對坐標；

根據相對坐標，計算出當前時刻的坐標偏差值，得到監測點的大壩變形數據；

所述對大壩變形數據、滲壓數據、滲流數據、水位數據和雨量數據進行快速分析處理，根據已建立的各監測數據的預測模型，對大壩的安全風險進行評估，具體包括：

將大壩變形數據、滲壓數據、滲流數據、水位數據和雨量數據作為實測值，并將大壩變形數據、滲壓數據、滲流數據、水位數據和雨量數據輸入相應的預測模型，得到預測值；

將實測值與預測值進行比較，得到實測值相對預測值的偏差；

當有實測值相對預測值的偏差大于偏差閾值時，判斷該實測值存在異常，進行標記與記錄；

若后續連續預設次數的實測值異常消失，則判斷標記與記錄的實測值為采集異常，將標記與記錄的實測值剔除，用預測值代替標記與記錄的實測值，并執行后續操作；若后續連續預設次數的實測值異常繼續存在，則判斷大壩可能不安全，并進行報警；

根據實測值相對預測值的偏差，對大壩的安全風險進行評估；

所述根據實測值相對預測值的偏差，對大壩的安全風險進行評估，具體包括：

根據實測值相對預測值的偏差，計算大壩的安全系數；

根據大壩的安全系數，對大壩的安全風險進行評估；

其中，計算大壩的安全系數，如下式：

其中，X_i為單個影響因素的異常系數，W_i為該影響因素對應的權重，單個影響因素的異常系數按照下式計算：

其中，x_{i_mea}為單個影響因素的實測值，x_{i_pre}為單個影響因素的預測值。

2.根據權利要求1所述的水庫大壩安全監測預警方法，其特征在于，所述根據大壩的安全系數，對大壩的安全風險進行評估，具體包括：

若大壩的安全系數在0.9～1的范圍內，則判斷大壩安全；

若大壩的安全系數在0.8～0.9的范圍內，則判斷大壩較安全；

若大壩的安全系數在0.7～0.8的范圍內，則判斷大壩存在一定隱患；

若大壩的安全系數在0.6～0.7的范圍內，則判斷大壩較危險；

若大壩的安全系數小于0.6，則判斷大壩非常危險。

3.根據權利要求1-2任一項所述的水庫大壩安全監測預警方法，其特征在于，所述預測模型的建立過程如下：

選取大壩工程正常運行的歷史時段和該歷史時段的各監測數據作為建模的輸入數據，采用人工神經網絡建立各監測數據的預測模型。