一种结构崩坏监测预警系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种结构崩坏的监测预警系统与方法，其中，该结构崩坏的监测预警方法包括以下步骤：于一监测区域布设至少一电场检测器，其中该至少一电场检测器用以测量该监测区域的一电场信号；接收该电场信号并对该电场信号进行一信号处理分析；以及当经该信号处理分析后的该电场信号中出现一临界变化特征时，即发出一预警信号。

With a method of structure collapse monitoring and early warning system

The invention discloses a method, a monitoring and warning system of structure collapse, the collapse of the structure of monitoring and early warning method comprises the following steps: in a monitoring area setting at least one electric field detector, wherein the at least one electric field detector is used to measure the monitoring area electric field signal; receiving the electric signal and a signal analysis on the electric field and the electric signal; when the signal of the signal processing analysis of the emergence of a critical change characteristic, sends out a warning signal.

【技术实现步骤摘要】
一种结构崩坏监测预警系统与方法
本专利技术涉及一种结构崩坏监测预警系统与方法，尤指一种通过测量及分析电场信号中的临界变化特征的结构崩坏监测预警系统与方法。
技术介绍
中国台湾地处环太平洋火山带，属于地震频繁的区域，岛上有许多活动断层，原本地质就比较脆弱，再加上年年多台风以及高雨量的影响，往往造成许多灾害。这些灾害当中包括了崩坏作用。主要的崩坏作用包括：山崩、落石、滑动、翻覆以及土石流等。此外，桥梁、桥墩等人工建筑物的崩坏、建筑墙面的崩坏等亦属于一种崩坏作用。崩坏作用其主要的成因之一是受到重力的影响，其他如岩石中的含水量、风化作用以及地震等亦会加速崩坏作用的产生。最常见的崩坏作用是道路边坡落石，这对行车的安全有严重的威胁，尤其在苏花公路、太鲁阁等路段，常发生落石砸到车辆或路人的意外。另外，亦发生过老旧的桥梁、桥墩突然间断裂，也可能会造成严重的意外。因此，若能对道路边坡、挡土墙、桥墩、桥梁等进行监测，并在崩坏作用导致灾害发生之前能实时发出预警，对保障路人的行车安全非常重要。然而，目前并未有任何技术能预测这些崩坏作用，如边坡落石、桥墩崩坏等的发生。有鉴于此，本案专利技术人开发出一种结构崩坏监测预警系统与方法，能在崩坏作用导致的灾害发生之前即发现其征兆，并能实时发出预警信号，因此遂有本专利技术的产生。
技术实现思路
本专利技术所欲解决的技术问题为在崩坏作用导致的灾害发生之前即发现崩坏作用即将发生的征兆，并实时发出预警信号，以降低危害伤害到人的几率。为了解决以上问题并达到预期的目的，本专利技术提供的结构崩坏的监测预警方法包括以下步骤：于一监测区域布设至少一电场检测器，其中该至少一电场检测器用以测量该监测区域的一电场信号；接收该电场信号并对该电场信号进行一信号处理分析；以及当经该信号处理分析后的该电场信号中出现一临界变化特征时，即发出一预警信号。于实施时，前述的结构崩坏监测预警方法，其中该信号处理分析步骤包括一Morlet转换或一强化型Morlet转换。于实施时，前述的结构崩坏监测预警方法，其中该信号处理分析步骤包括一偏度运算以及一峰度运算至少其中之一。于实施时，前述的结构崩坏监测预警方法，其中该临界变化特征包括下列(1)～(8)中至少之一：(1)该电场信号的一强度达到一临界强度时；(2)该电场信号的一强度连续于一连续时间内持续大于一临界连续强度时；(3)该电场信号的一强度对一时间间隔的积分值达到一临界积分值时；(4)该电场信号的一强度于一单位时间内的积分值达到一临界单位时间积分值时；(5)该电场信号的一强度的一偏度的绝对值达到一临界偏度值时；(6)该电场信号的一强度的一偏度的绝对值连续于一连续偏度时间内持续大于一临界连续偏度值时；(7)该电场信号的一强度的一峰度达到一临界峰度值时；以及(8)该电场信号的一强度的一峰度连续于一连续峰度时间内持续大于一临界连续峰度值时。于实施时，前述的结构崩坏监测预警方法，其中该临界变化特征在一特征频率范围内。于实施时，前述的结构崩坏监测预警方法，其中该特征频率范围大于0.008赫兹且小于1赫兹。于实施时，前述的结构崩坏监测预警方法，其中该监测区域为一边坡、一道路边坡、一挡土墙或一桥墩。此外，本专利技术还提供了一种结构崩坏监测预警系统，包括：一检测部、一数据处理部以及一警示部；其中该检测部包含至少一电场检测器，其中该至少一电场检测器布设于一监测区域，该至少一电场检测器用以测量该监测区域的一电场信号；该数据处理部以有线或无线的方式接收该电场信号并对该电场信号进行一信号处理分析，当经该信号处理分析后的该电场信号中出现一临界变化特征时即发出一预警信号；该警示部用以接收该预警信号以启动该警示部。于实施时，前述的结构崩坏监测预警系统，其中该检测部还包括至少一发射器，其中该至少一发射器用以将该电场信号以有线或无线的方式传送至该数据处理部。于实施时，前述的结构崩坏监测预警系统，其还包括至少一传输中继站，其中该电场信号通过该至少一发射器以及该至少一传输中继站以有线或无线的方式传送至该数据处理部。于实施时，前述的结构崩坏监测预警系统，其中该至少一传输中继站还包括一第一储存装置，该第一储存装置用以记录该电场信号。于实施时，前述的结构崩坏监测预警系统，其还包括至少一传输中继站，其中该电场信号通过该至少一传输中继站以有线或无线的方式传送至该数据处理部。于实施时，前述的结构崩坏监测预警系统，其中该至少一传输中继站还包括一第一储存装置，该第一储存装置用以记录该电场信号。于实施时，前述的结构崩坏监测预警系统，其中该警示部为一灯号、一扬声器、一栅栏以及一显示器至少其中之一。于实施时，前述的结构崩坏监测预警系统，其中该信号处理分析包括一Morlet转换或一强化型Morlet转换。于实施时，前述的结构崩坏监测预警系统，其中该信号处理分析包括一偏度运算以及一峰度运算至少其中之一。于实施时，前述的结构崩坏监测预警系统，其中该临界变化特征包括下列(1)～(8)中至少之一：(1)该电场信号的一强度达到一临界强度时；(2)该电场信号的一强度连续于一连续时间内持续大于一临界连续强度时；(3)该电场信号的一强度对一时间间隔的积分值达到一临界积分值时；(4)该电场信号的一强度于一单位时间内的积分值达到一临界单位时间积分值时；(5)该电场信号的一强度的一偏度的绝对值达到一临界偏度值时；(6)该电场信号的一强度的一偏度的绝对值连续于一连续偏度时间内持续大于一临界连续偏度值时；(7)该电场信号的一强度的一峰度达到一临界峰度值时；以及(8)该电场信号的一强度的一峰度连续于一连续峰度时间内持续大于一临界连续峰度值时。于实施时，前述的结构崩坏监测预警系统，其中该临界变化特征在一特征频率范围内。于实施时，前述的结构崩坏监测预警系统，其中该特征频率范围大于0.008赫兹且小于1赫兹。于实施时，前述的结构崩坏监测预警系统，其中该监测区域为一边坡、一道路边坡、一挡土墙或一桥墩。为进一步了解本专利技术，以下举较佳的实施例，配合图式、图号，将本专利技术的具体构成内容及其所达成的功效详细说明如下。附图说明图1为本专利技术提供的结构崩坏监测预警系统与方法的一实验装置图；图2～图2C为本专利技术提供的结构崩坏监测预警系统与方法的实验结果时频图；图3～图3C为本专利技术提供的结构崩坏监测预警系统与方法的实验结果时域分析图；图4为本专利技术提供的结构崩坏的监测预警方法的步骤流程图；图5、图5A为本专利技术提供的结构崩坏监测预警系统的具体实施例；图6～图6C为本专利技术提供的结构崩坏监测预警系统的具体实施例；图7、图7A为本专利技术提供的结构崩坏监测预警系统的具体实施例；图8为本专利技术提供的结构崩坏监测预警系统的具体实施例；图9为本专利技术提供的结构崩坏监测预警系统的一具体实施例的检测部的示意图；图9A为本专利技术提供的结构崩坏监测预警系统的一具体实施例的传输中继站的示意图。附图标记说明：1-结构崩坏监测预警系统；2-检测部；20-电场检测器；21-发射器；22-第二储存装置；3-数据处理部；4-警示部；5-监测区域；6-道路；7-传输中继站；70-第一储存装置；8-油压机；80-岩心；81-可升降平台；82-电场信号记录器；83-细砂。具体实施方式崩坏作用主要的因素之一是来自于重力。由于重力的单轴向施力，因而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构崩坏的监测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：于一监测区域布设至少一电场检测器，其中该至少一电场检测器用以测量该监测区域的一电场信号；接收该电场信号并对该电场信号进行一信号处理分析；以及当经该信号处理分析后的该电场信号中出现一临界变化特征时，即发出一预警信号。

【技术特征摘要】
2015.11.25 TW 1041392501.一种结构崩坏的监测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：于一监测区域布设至少一电场检测器，其中该至少一电场检测器用以测量该监测区域的一电场信号；接收该电场信号并对该电场信号进行一信号处理分析；以及当经该信号处理分析后的该电场信号中出现一临界变化特征时，即发出一预警信号。2.根据权利要求1所述的结构崩坏监测预警方法，其特征在于，该信号处理分析步骤包括一Morlet转换或一强化型Morlet转换。3.根据权利要求1所述的结构崩坏监测预警方法，其特征在于，该信号处理分析步骤包括一偏度运算及一峰度运算至少其中之一。4.根据权利要求1所述的结构崩坏监测预警方法，其特征在于，该临界变化特征包括下列(1)～(8)中至少一个：(1)该电场信号的一强度达到一临界强度时；(2)该电场信号的一强度连续于一连续时间内持续大于一临界连续强度时；(3)该电场信号的一强度对一时间间隔的积分值达到一临界积分值时；(4)该电场信号的一强度于一单位时间内的积分值达到一临界单位时间积分值时；(5)该电场信号的一强度的一偏度的绝对值达到一临界偏度值时；(6)该电场信号的一强度的一偏度的绝对值连续于一连续偏度时间内持续大于一临界连续偏度值时；(7)该电场信号的一强度的一峰度达到一临界峰度值时；以及(8)该电场信号的一强度的一峰度连续于一连续峰度时间内持续大于一临界连续峰度值时。5.根据权利要求4所述的结构崩坏监测预警方法，其特征在于，该临界变化特征在一特征频率范围内。6.根据权利要求5所述的结构崩坏监测预警方法，其特征在于，该特征频率范围为大于0.008赫兹且小于1赫兹。7.根据权利要求1所述的结构崩坏监测预警方法，其特征在于，该监测区域为一边坡、一挡土墙或一桥墩。8.一种结构崩坏监测预警系统，其特征在于，包括：一检测部，包含至少一电场检测器，其中该至少一电场检测器布设于一监测区域，该至少一电场检测器用以测量该监测区域的一电场信号；一数据处理部，以有线或无线的方式接收该电场信号并对该电场信号进行一信号处理分析，当经该信号处理分析后的该电场信号中出现一临界变化特征时即发出一预警信号；以及一警示部，用以接收该预警信号以启动该警示部。9.根据权利要求8所述的结构崩坏监测预警系统，其特征在于，该检测部还包括至少一发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建志，李奕亨，
申请(专利权)人：中央大学，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71