一种高速公路灾害监测预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高速公路灾害监测预警系统，该系统包括数据采集模块，用于采集影响高速公路灾害的各种实时数据；数据校验模块，用于将各中心服务器存储的实时数据按照进行数据流进行格式验证和数据校验；数据转换模块，用于将经过格式验证和数据校验的数据转换为标准数据格式；数据分类模块，用于将转换的标准数据格式按照编码的规则进行分类；阈值模块，用于设定影响高速公路灾害的各数据的阈值；形变模块，通过数据加载模块将阈值模块和分类数据库内的数据流进行比对，结果以报表和专题图的形式进行展示；本发明专利技术实现了监测手段更灵活性、时效性；监测结果更具有准确性、可靠性；能极大地提高高速公路建设过程中的灾害监测和预防能力。

A highway disaster monitoring and warning system

The invention discloses a highway disaster monitoring and early warning system, the system includes a data acquisition module, used for a variety of real-time data acquisition of highway disaster; data check module for the real-time data center server storage format validation and data verification in accordance with the data flow; data conversion module, for after verification and data format check the data into standard data format; data classification module for the standard data format conversion according to the encoding rule of classification; threshold module is used to set the data of the influence of highway disaster threshold; deformation module, data loading module through the threshold module and classification data flow were compared with results reports and thematic map form display; the invention realizes the monitoring means more flexible The results of the monitoring are more accurate and reliable, and can greatly improve the monitoring and prevention of disaster in the process of highway construction.

【技术实现步骤摘要】
一种高速公路灾害监测预警系统
本专利技术涉及高速公路灾害监测预警技术，具体的涉及一种高速公路灾害监测预警系统。
技术介绍
自上个世纪八十年代开始，我省交通基础设施实现了跨越式的发展，取得了令人瞩目的成就。其突出标志就是高速公路建设的突飞猛进，截至2015年底，我省高速公里总里程已经突破5000公里，连通全省97个县(市、区)，省际高速公路出口达到21个。同时在“十三五”期间，将安排28个高速建设项目，建设总里程1896公里，全省高速公路总里程将达到6500公里，届时3条高速大通道连通陕北，6条高速大通道横贯东西，5条高速大通道穿越秦岭连通陕南，14条高速大通道通江达海，11条高速公路以西安为中心向外快速辐射，25个省际接口便捷连通，基本实现县县通高速。高速公路在我省的交通运输体系中将进一步发挥着重要的脊梁作用，为我省国民经济和社会的发展作出突出的贡献。交通问题将由过去的瓶颈制约变成新的竞争优势。但是在我省高速公路迅猛发展的同时，也面临很多无法回避的问题。由于我省地域狭长、地形起伏变化较大、地理环境复杂，陕北黄土高原沟壑纵横、土质松散线性侵蚀伴随滑塌、泻滞众多；关中平原河流众多，泾河、渭河、洛河蜿蜒其上，河流阶地、黄土台塬相互交错，地势不对称性严重；陕南秦巴山区崇山峻岭、形势陡峭，地下水丰富，落水洞、溶洞、地下暗河丛生。同时由于沿用传统的侧重于高速公路的功能因素(安全、迅速等)，而以填方为主节约工程造价的设计思想，导致从高速公路建设到运维中存在众多隐患，在极端条件下更是屡屡引发严重灾害，造成惨重人员财产损失，例如：2014年3月，泾阳县高速公路在建工地路基发生塌方事故造成3人被埋死亡；2014年9月，由于连续阴雨，西康高速安沟隧道处发生滑坡，罗羌湾大桥左幅30米断裂垮塌；2014年10月，黄延高速扩能工程甘泉境内发生山体滑坡，造成八间宿舍被冲垮，21人被埋；2015年3月，西安咸阳国际机场附近一施工路段发生坍塌，导致3人死亡，1人受伤；2016年9月，由于连续暴雨，镇平县高速公路连续多出发生山体滑坡，所幸无人员伤亡；2017年6月紫阳县公路发生山体岩石坍塌，导致2人死亡，一人失踪。综合历年事故进行分析发现，造成高速公路灾害频发的原因主要集中在以下几个方面：1、传统的深挖高填的高速建设理论思想导致数量众多的高边坡和高路基路段。高边坡使山体被严重切割且处于不稳定状态，高地基高填后发生沉降使道路发生形变，埋下隐患；2、长期注重高速公路的功能因素(安全、迅速等)导致对自然环境的破坏越来越严重，尤其是重大工程造成的植被破坏和水土流失，改变岩溶地下水的动力条件、，引起地面下沉开裂、地面塌陷等；3、施工过程中由于违规施工，乱挖、乱弃土石方，导致堵塞河道、形成堰塞湖等隐患；4、道路建成运行中，由于人为活动(如矿区开采、石料开采、地下水开采等)，导致周边环境变化和地面的沉降，对道路造成隐患；5、由于连续暴雨、洪水、地震等极端自然条件引发的山体垮塌、山洪、路基塌陷等灾害；面对以上问题，高速公路建设和管理相关部门也做了大量的监测和尝试，例如：1、通过采用大地测量方法，使用经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等常规测量仪器组网测定点的变形值，来整体监测构建物的形变和位移；2、采用全球定位技术(GPS、北斗等)通过布设监测网，从数据采集、传输、管理的自动化，达到对整体形变和位移的远程实时监控；3、采用近景摄影测量技术，对隧道、桥梁、大坝、滑坡、结构工程及高层建筑变形及缺陷进行监测；4、通过光纤光栅传感技术，采用光纤将前端部署的多种传感器(位移计、测力计、沉降仪、形变计等)连成网络，实时获取物体内部的变化数据；传统的测量和感知方法对高速公路的监测提供了巨大的帮助，但是随着对监测内容和监测精度要求的不断提高，传统的监测方法也渐渐暴露出它的不足之处：外业工作量大，受地形条件影响，无法实现大空间尺度的连续监测。所以高速公路迫切需要一套综合性的监测感知系统，实现：空间上航天、航空、地面监测数据融合；区域上全局、区域、定点监测数据相结合；时间上定时监测与连续监测互为补充的联合感知预警机制。同时以地理信息技术为基础，整合原有信息化系统，以大数据分析、专家决策模型为依托完善监测体系，增强预警能力。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的是提供一种高速公路灾害监测预警系统。其采用的技术方案如下：一种高速公路灾害监测预警系统，其特征在于，该系统包括数据采集模块，用于采集影响高速公路灾害的各种实时数据，每一实时数据经过数据编码模块进行数据流编码后再通过采集传输单元分别传递给各中心服务器进行存储；数据校验模块，用于将各中心服务器存储的实时数据按照进行数据流进行格式验证和数据校验；数据转换模块，用于将经过格式验证和数据校验的数据转换为标准数据格式；数据分类模块，用于将转换的标准数据格式按照编码的规则进行分类；分类数据库，用于将分类后的数据流按照分类要求存储到分类数据库，所述分类数据库对实时数据按照需要进行查询、统计，形成统计数据；以及所述分类数据库生成数据传输日志，对未完成提取数据及时进行补传，以确保数据的完整性；阈值模块，用于设定影响高速公路灾害的各数据的阈值；形变模块，通过数据加载模块将阈值模块和分类数据库内的数据流进行比对，对比对后的结果进行曲线化表示并进行形变处理，从包含目标区域地形和形变信息的一幅或多幅干涉纹图中提取地面目标的微小形变信息，对不同影响因素进行评价处理和分析，结果以报表和专题图的形式进行展示。优选的，该系统还包括依据形变模块进行曲线化表示并进行形变处理，形成对地质灾害发展趋势进行分析，以报表和专题图的形式进行展示；对不同时间段高速公路灾害发生频次进行分析，以报表和专题图的形式进行展示；对不同时段高速公路灾害发生的不同诱因指标进行分析，以报表和专题图的形式进行展示；对整个公路周边环境进行评价分析，结果以报表和专题图的形式进行展示；对高速公路不同时间段内上报、处置、联合行动情况进行考核评价，以报表和专题图的形式进行展示；以及还包括预警模块，该预警模块对超出阈值的形变数据进行预警，对高速公路周边自然灾害、施工中深挖高填造成的人为灾害、运营过程中形成的灾害进行监测和预警；以及报警模块，判断各种监测结果是否达到已经设定的各级灾害等级阈值，对超过预警级别、指标的地质灾害能够自动报警。优选的，所述数据采集模块包括基础地理测绘数据和监测业务数据。优选的，所述系统还包括数据采集交换模块，用于与外部进行数据交换，接入外部数据或共享数据采集模块采集的实时数据；运用维护模块，用于定期数据更新、应急更新、应急传输；辅助专家决策模块，用于对预警模块发出的预警进行决策或者对应急状况进行应急决策；显示模块，用于将形变模块曲线化处理并形变处理的数据进行以报表和专题图的形式进行分类展示；数据交互模块，用于将系统的数据进行共享交互，并设立地理信息平台，共享交互平台和大数据平台；数据备份模块，设立备份数据服务器，对采集的数据和分析的结果数据进行备份处理。优选的，所述实时数据包括位移数据，为边坡内部各测点沿钻孔轴线方向的位移数据，用设置在高速公路边坡位置内的若干多点位移计进行采集，该位移数据提供边坡表面和内部的位移分布，了解边坡在边坡开挖时的变形的大小及变化发展过程；锚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速公路灾害监测预警系统，其特征在于，该系统包括数据采集模块，用于采集影响高速公路灾害的各种实时数据，每一实时数据经过数据编码模块进行数据流编码后再通过采集传输单元分别传递给各中心服务器进行存储；数据校验模块，用于将各中心服务器存储的实时数据按照进行数据流进行格式验证和数据校验；数据转换模块，用于将经过格式验证和数据校验的数据转换为标准数据格式；数据分类模块，用于将转换的标准数据格式按照编码的规则进行分类；分类数据库，用于将分类后的数据流按照分类要求存储到分类数据库，所述分类数据库对实时数据按照需要进行查询、统计，形成统计数据；以及所述分类数据库生成数据传输日志，对未完成提取数据及时进行补传，以确保数据的完整性；阈值模块，用于设定影响高速公路灾害的各数据的阈值；形变模块，通过数据加载模块将阈值模块和分类数据库内的数据流进行比对，对比对后的结果进行曲线化表示并进行形变处理，从包含目标区域地形和形变信息的一幅或多幅干涉纹图中提取地面目标的微小形变信息，对不同影响因素进行评价处理和分析，结果以报表和专题图的形式进行展示。

【技术特征摘要】
1.一种高速公路灾害监测预警系统，其特征在于，该系统包括数据采集模块，用于采集影响高速公路灾害的各种实时数据，每一实时数据经过数据编码模块进行数据流编码后再通过采集传输单元分别传递给各中心服务器进行存储；数据校验模块，用于将各中心服务器存储的实时数据按照进行数据流进行格式验证和数据校验；数据转换模块，用于将经过格式验证和数据校验的数据转换为标准数据格式；数据分类模块，用于将转换的标准数据格式按照编码的规则进行分类；分类数据库，用于将分类后的数据流按照分类要求存储到分类数据库，所述分类数据库对实时数据按照需要进行查询、统计，形成统计数据；以及所述分类数据库生成数据传输日志，对未完成提取数据及时进行补传，以确保数据的完整性；阈值模块，用于设定影响高速公路灾害的各数据的阈值；形变模块，通过数据加载模块将阈值模块和分类数据库内的数据流进行比对，对比对后的结果进行曲线化表示并进行形变处理，从包含目标区域地形和形变信息的一幅或多幅干涉纹图中提取地面目标的微小形变信息，对不同影响因素进行评价处理和分析，结果以报表和专题图的形式进行展示。2.根据权利要求1所述的高速公路灾害监测预警系统，其特征在于，该系统还包括依据形变模块进行曲线化表示并进行形变处理，形成对地质灾害发展趋势进行分析，以报表和专题图的形式进行展示；对不同时间段高速公路灾害发生频次进行分析，以报表和专题图的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗棋，汪洋，段琪，王圆圆，代小锋，
申请(专利权)人：水禾测绘信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61