[發明專利]一種基于地球物理的地面沉降預警監測系統

有效

• 申請號: 202110605744.6
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113051519B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 胡珂僮;錢志強;周小仙;孫明國;錢榮毅
• 申請（專利權）人: 北方卓越（北京）勘測技術有限公司;中國地質大學（北京）
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;G01C5/00
• 代理公司: 北京興智翔達知識產權代理有限公司 11768
• 代理人: 郭衛芹

1.一種基于地球物理的地面沉降預警監測系統，其特征在于，包括數據采集模塊、數據分析模塊、用戶終端、環境監測模塊、區域劃分模塊、預警分級模塊和服務器；

所述環境監測模塊用于對地面所在區域的環境因素進行的分析監測，分析監測得到監測區域的環影值和外影值；

所述環境監測模塊的分析監測過程具體如下：

步驟S1：獲取監測區域內的野外監測站，并將監測區域內的野外監測站標記為ui，同時監測區域內野外監測站的數量記為Jui；

步驟S2：獲取監測區域內野外監測站采集到的降雨量JYui和土壤含水率TSui，計算均值后得到監測區域的降雨均量JYu和土壤含水均率TSu；獲取監測區域內野外監測站采集到的植被數，并將植被數標記為ZBui，每個野外監測站采集到的植被數相加得到監測區域的植被總數ZBu；

步驟S3：利用公式計算得到監測區域的環影值HJu；式中a1和a2均為比例系數固定數值，且a1和a2的取值均大于零；

步驟S4：獲取監測區域內野外監測站采集到的車流量和人流量，計算均值后得到車流均量CLu和人流均量RLu；獲取每個監測區域的圖片數據，依據圖片數據得到監測區域內的裂縫和裂縫數，提取監測區域內每個裂縫的輪廓圖，計算得到若干個裂縫輪廓圖的長度，監測區域內若干個裂縫輪廓圖的長度相加得到監測區域的裂縫長度LFu；獲取監測區域內的建筑物數JZu和以往發生沉降次數CJu；

步驟S5：利用公式計算得到監測區域的外影值WYu；式中a3和a4比例系數固定數值，且a3和a4的取值均大于零；

所述環境監測模塊將監測區域的環影值和外影值發送至服務器，所述服務器將接收到的監測區域的環影值和外影值轉發至區域劃分模塊，區域劃分模塊依據環影值和外影值對監測區域進行等級劃分，等級劃分步驟具體如下：

步驟SS1：若HYu≥X1且WYu≥X2，則判定監測區域為高危沉降區域，生成高危預警信號；

步驟SS2：若HYu＜X1且WYu≥X2，則判定監測區域為中危沉降區域，生成中危預警信號；

若HYu≥X1且WYu＜X2，則判定監測區域為中危沉降區域，生成中危預警信號；

步驟SS3：若HYu＜X1且WYu＜X2，則判定監測區域為低危沉降區域，生成低危預警信號；式中X1與HYu相對應，X2與WYu相對應，X1為環影閾值，X2為外影閾值，且X1和X2均為固定數值；

所述區域劃分模塊將高危預警信號、中危預警信號和低危預警信號反饋至預警分級模塊和服務器；所述預警分級模塊分別為高危沉降區域、中危沉降區域和低危沉降區域設定預警分級系數；

所述服務器將高危預警信號發送至對應的用戶終端，地面管理人員在指定時間內達到高危預警信號對應的地面所在區域，地面管理人員通過地面監測設備采集當前區域的地面沉降數據，并將地面沉降數據發送至服務器；

所述服務器將地面沉降數據發送至數據分析模塊；所述數據分析模塊用于對地面數據進行分析，分析得到位移均量；所述數據分析模塊將高危預警信號對應監測區域的位移均量發送至服務器，所述服務器將位移均量轉發至區域劃分模塊；

所述預警分級模塊接收到緊急預警信號、高危預警信號、中危預警信號和低危預警信號后，用于對沉降區域進行預警分級；所述預警分級模塊將調整的管理人員數和預警設備數反饋至服務器。

2.根據權利要求1所述的一種基于地球物理的地面沉降預警監測系統，其特征在于，所述數據采集模塊用于采集地面環境數據，并將地面數據發送至服務器內進行存儲；所述地面數據包括地面寬度、地面裂縫數、地面裂縫長度、地坪層數、地坪厚度、表面位移量、深部位移量、沉降位移量、地面圖片數據、地面所在區域的土壤含水率、地面所在區域的降雨量、地面所在區域的植被數、地面所在區域的人流量和車流量、地面所在區域的建筑物數和地面所在區域以往發生沉降的次數；

若干個用戶終端與服務器相連接，用戶終端用于地面管理人員輸入個人信息后進行注冊登錄，并將個人信息發送至服務器內進行存儲；

個人信息包括人員姓名、手機號碼、入職時間、個人照片和負責的地面區域。