[发明专利]一种基于数字化映射的边坡全生命周期安全管理方法

说明书

本发明涉及基于数字化映射的边坡全生命周期安全管理方法，包括如下步骤：基于地形、地质信息构建映射边坡；基于监测、检测和探测信息耦联互馈，对构建的映射边坡进行修正；基于方法库、知识库和评判模型信息，结合修正的模型，进行边坡全生命周期安全管理。本发明通过“数字化映射”技术打造一个全面实时在线感知、数据融合共享、快速分析诊断、智能运行决策的综合运行管理“映射边坡”数字模型，从而提高边坡安全智能化管控水平，指导边坡工程的施工和运行期应急处理，确保边坡的全生命周期安全，有利于促进边坡全生命周期的安全管理，促进行业技术的发展。

技术领域

本发明涉及一种边坡全生命周期安全管理方法，尤其是一种基于数字化映射的边坡全生命周期安全管理方法。

背景技术

我国青藏高原地区将建设一批大型水电工程，由于复杂的板块构造与沉积作用、内外动力地质作用以及恶劣的自然条件，形成了大规模的堆积体滑坡群及广泛分布的碎裂松动岩体边坡。这些不良地质体在天然条件下处于临界稳定或基本稳定状态，但是在施工扰动或暴雨、地震、蓄水、水位交变等长期运行条件下，边坡稳定性演化规律复杂，采用传统的极限平衡与数值模拟稳定性分析及监测手段很难实时全面真实掌握其整体稳定性状况，是制约我国藏区水电工程安全建设与运行的重要因素。

“数字化映射”是以数字化方式为物理对象创建的虚拟模型，来模拟其现实环境中的行为，从而反映相对应的实体的全生命周期过程。把“数字化映射”技术应用于水电工程边坡领域，定义采用“数字化映射”技术创建的数字边坡模型为“映射边坡”。“孪生”的两个模型一个是存在于现实中的实体工程边坡，一个则存在于数字虚拟世界之中，通过后者可以对真实边坡的运行状况进行实时监控，及时发现潜在的安全风险，从而做到及时处理响应，防患于未然。随着5G技术的发展，“数字化映射”技术应用于水电工程边坡安全管理成为可能。

“数字化映射”不仅仅是复制，更重要的是最新电子信息、通讯等技术的应用。“孪生”过程需要借助全息数字模型建设的多种新技术手段，通过互联网、物联网、虚拟现实等各种数字化的手段，将边坡的各种指标数据映射到虚拟数字空间中，完成最终“复制”。“映射边坡”建成后，还需利用智能云平台全面展示边坡数据，实时反馈边坡安全形态，做到实时监控。以往需要采集的海量数据，通过“映射边坡”就能够轻松获取，并进行分析处理，彻底解决了缺乏统一数据平台、缺少数据分析、安全风险难以判断等难题，实现了对边坡的施工、运行全生命周期安全管理。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于数字化映射的边坡全生命周期安全管理方法，实现采用海量数据进行边坡施工、运行全生命周期安全管理。

本发明针对水电工程边坡施工、运行全生命周期安全管理问题，充分利用现有的先进技术手段，对水电工程库岸边坡进行“数字化映射”，然后采用现有的先进技术手段实现数字模型与真实边坡实现同步生长，最后采用大数据、人工智能等先进方法对边坡的实时状态进行评判，实现对边坡进行全生命周期的安全管理。

以上过程通过“映射边坡”实现了边坡全生命周期实时状态分析与安全管理，可指导边坡工程的施工和运行期应急处理，保障了边坡在自然状态、施工、暴雨、地震、长期运行等全天时全天候的安全。

一种基于数字化映射的边坡全生命周期安全管理方法，包括如下步骤：

步骤（1）、基于地形、地质信息构建映射边坡；

步骤（2）、基于监测、检测和探测信息耦联互馈，对构建的映射边坡进行修正；

步骤（3）、基于方法库、知识库和评判模型信息，结合步骤（2）的修正的模型，进行边坡全生命周期安全管理。

进一步地，步骤（1）中，基于地形、地质信息构建映射边坡包括如下步骤：

步骤1.1：利用地形测绘资料，结合边坡三维数字高程模型及三维影像图，建立边坡三维数字地形模型；根据边坡的开挖施工和地表变形情况不断修改和完善边坡三维数字地形模型；