[发明专利]地面爆破定位检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及爆破分析技术领域，尤其涉及一种地面爆破定位检测系统及方法。

 

背景技术

地面爆破技术在水利、矿山、交通、城市建设等行业发挥着越来越重要的作用，与此同时，地面爆破诱发的地震负效应，对周围设施和建筑物所造成的危害，也越来越受到重视，特别是爆破诱发的地面震动波（通常简称为面波），其波长大、振幅强，沿地表面向四周传播，是造成爆破点周围设施和建筑物强烈破坏的主要因素。通过研究爆破诱发的地面震动的能量分布特征，可以找到对周围建筑物和设施的危害较小的爆破点进行爆破，减少财产损失。但是，由于技术能力的限制、利益的驱使等原因，在一些特殊区域，例如在富有矿产资源的山区，一些个人还是会不顾他人利益私自进行地面爆破作业，这种行为不仅不利于周边设施的保护，还很可能危害到爆破作业者的人身财产安全，因此这种违反法规地面的爆破作业行为应当受到严格的监管控制。但是，由于目前缺乏有效地检测手段，监管人员很难准确的获知在什么时间、什么地点发生了地面爆破作业，从而为违反法规的地面爆破作业的查处带来了极大地困难。

如果出现一种有效检测特定区域内爆破点所在位置的手段，一旦发生地面爆破作业，监管人员就能够及时获知爆破点位置，从而为违法爆破作业的查处提供有利的线索。

 

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于解决现有技术难以检测有限区域内的未知爆破点这一问题，提出一种地面爆破定位检测系统，以及采用该系统进行地面爆破定位检测的方法，以便于监管人员就能够及时获知爆破点位置，为违法地面爆破作业的查处提供有利的线索。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术手段：

一种地面爆破定位检测系统，包括检测中心以及通过无线通信网络与检测中心通信的数据采集终端；检测区域内的地面分布设置有N个面波检测装置，N的取值为5~10，且其中任意三个面波检测装置所在位置均能够构成三角形；所述N个面波检测装置的信号输出端与数据采集终端的数据采集端连接；数据采集终端记录有检测区域内各个面波检测装置所在位置的地理坐标，且数据采集终端实时采集各个面波检测装置检测的面波信号，并将各个面波检测装置检测所在位置的地理坐标、检测的面波信号以及对应的信号采集时间一并发送给检测中心；检测中心根据各个面波检测装置检测所在位置的地理坐标、检测的面波信号以及对应的信号采集时间进行定位，确定检测区域内地面爆破发生位置的地理坐标。

一种地面爆破定位检测方法，采用上述的地面爆破定位检测系统实现，具体包括如下步骤：

a）检测中心预设定有面波信号起震幅度阈值，每当一个面波信号的幅值由小到大超过面波信号起震幅度阈值时所对应的信号采集时间，检测中心将其判定为检测该面波信号的面波检测装置检测到面波的起震时间；

b）检测中心记录检测区域内N个面波检测装置测到面波的起震时间，并以每三个面波检测装置为一个检测组合，计算出各个检测组合所确定的地面爆破发生位置的参考地理坐标；以一个检测组合的三个面波检测装置计算地面爆破发生位置的参考地理坐标的方法如下：

其中，(x₁,y₁)、(x₂,y₂)和(x₃,y₃)分别表示该检测组合的三个面波检测装置所在位置的地理坐标，(x_D,y_D)表示地面爆破发生位置的参考地理坐标；d₁、d₂和d₃分别表示地面爆破发生位置与该检测组合的三个面波检测装置所在位置的距离；v表示面波在检测区域地面的传播速度；

c）检测中心对各个检测组合所求的地面爆破发生位置的参考地理坐标通过粒子群优化算法进行优化，将优化所得的地理坐标作为地面爆破发生位置的实际地理坐标，并以地图形式加以显示。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的地面爆破定位检测系统结构简单，对硬件设备的要求低，易于实现。

2、本发明的地面爆破定位检测方法中，通过5~10个面波检测装置联合确定检测区域内地面爆破发生位置的实际地理坐标，检测时先通过分组得到各组的参考地理坐标，在对各组的参考地理坐标用粒子群优化算法加以优化，得到实际地理坐标，从而使得地面爆破发生位置的定位更加的准确、可靠。

 

附图说明

图1为本发明系统的结构示意图；