[发明专利]应用多监测点协同作用的滑坡整体稳定性安全预警系统

权利要求书

1.一种应用多监测点协同作用的滑坡整体稳定性安全预警系统，其特征在于，所述的应用多监测点协同作用的滑坡整体稳定性安全预警系统包括：

历史信息采集模块，与中央控制模块连接，用于采集滑坡地区的地质、降雨、历史滑坡记录以及其他数据；

数据采集模块，与中央控制模块连接，用于利用设置于多个监测点的监测设备进行数据采集；

环境数据采集模块，与中央控制模块连接，用于利用湿度传感器以及风力传感器进行监测区域湿度、风力数据采集；同时用于利用数据接口获取气象部门监测的滑坡区域的预计降雨或其他气候数据；

综合评价模块，与中央控制模块连接，用于基于预处理的数据结合稳定性指标以及相应权重进行整体稳定性评价；

所述基于预处理的数据结合稳定性指标以及相应权重进行整体稳定性评价包括：

将单项指标因子与模糊数学隶属度结合得到单项指标的因子隶属度，对稳定性单项指标评价；计算综合权重，得到不同指标等级对应的综合评定权重；使用模糊模型中统一化权重计算，得到滑坡稳定性评价综合权重矩阵，计算得到滑坡稳定性评价状况；

预警模块，与中央控制模块连接，用于当稳定性评价状况超出预警阈值时进行预警；

所述基于预处理的数据结合稳定性指标以及相应权重进行整体稳定性评价包括以下步骤：

W’为滑坡稳定性评价各项指标样本集合，L’为滑坡稳定性评价各项指标污染等级集合，建立如下公式：

式中：A为样本数值；n为指标数目；m为等级数据；

通过下公式计算出单项指标的因子隶属度，对应n个滑坡稳定性评价指标得到n*m的矩阵R；

计算综合权重；

滑坡稳定性评价状况是由多个指标引起的，不同等级对综合评定权重有影响，单一指标的权重计算如下公式：

即即

式中：Ai代表当前指标数值；Lk代表指标等级；

使用模糊模型中统一化权重计算，得到如下公式：

式中：W_k代表单一指标权重；

有n个滑坡稳定性评价指标，即得到滑坡稳定性评价综合权重矩阵B，如下公式：

将矩阵R与矩阵B复合计算，计算得到滑坡稳定性评价状况；

应用多监测点协同作用的滑坡整体稳定性安全预警系统还包括：

中央控制模块，与历史信息采集模块、数据采集模块、环境数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、指标确定模块、权重确定模块、综合评价模块以及预警模块连接，用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作；

数据处理模块，与中央控制模块连接，用于对采集的监测数据以及环境数据进行预处理；

数据分析模块，与中央控制模块连接，用于对采集的历史滑坡记录以及相应的地质、降雨及其他数据进行分析；

指标确定模块，与中央控制模块连接，用于基于分析结果确定滑坡稳定性指标；

权重确定模块，与中央控制模块连接，用于确定滑坡稳定性指标的相应权重；

对采集的位移监测数据进行预处理包括：

(1)确定滑坡的整体坐标系；在滑坡不同高程的垂线测点位置分别建立以相应测点处切向和径向为坐标轴的局部坐标系；

(2)根据滑坡体型方程计算得到各测点局部坐标对整体坐标系的坐标变换矩阵；

(3)在垂线各测点测读相应点位置的切向和径向位移增量；

(4)根据矢量坐标变换规则，利用坐标变换矩阵将各测点位移分量的增量变换至整体坐标系；

(5)通过代数求和方法计算滑坡垂线各测点在整体坐标系下的位移分量，并通过位移矢量的坐标逆变换得到各测点径向位移和切向位移的精确值。

2.如权利要求1所述的应用多监测点协同作用的滑坡整体稳定性安全预警系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：

位移数据采集单元，用于利用设置于多个监测点的监测设备进行位移数据采集；

图像采集单元，用于利用设置于多个监测点的摄像设备进行滑坡监测区域的图像采集。