一种地质灾害普适型监测预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种地质灾害普适型监测预警系统，该监测预警系统包括普适性监测设备和地质灾害普适型监测云平台，两者通信连接；地质灾害普适型监测云平台包括物联网设备管理系统、监测数据分析与预警系统、数据库、数据可视化应用平台，彼此通过数据接口连接；普适性监测设备将内置传感器模块与外置扩展接口结合，使设备扩展性更强，适用性更广；数据可视化应用平台与监测数据分析与预警系统根据地质灾害险情孕育不同阶段，通过物联网设备管理系统向普适性监测设备下达配置更新指令，改变数据上传周期与频次、实时动态监控灾区数据，根据优化的预警判断流程，极大提高了预警准确性；通过人机交互式管理，及时处理灾情，减少人员伤亡和财产损失。员伤亡和财产损失。员伤亡和财产损失。

【技术实现步骤摘要】
一种地质灾害普适型监测预警系统


[0001]本专利技术涉及监测预警系统
，特别是一种地质灾害普适型监测预警系统。

技术介绍

[0002]普适型监测与专业监测的有关定义如下：
[0003]普适型设备——一种监测斜坡类灾害地表变形、降雨等指标的自动化监测设备，包括位移、裂缝、倾角、加速度、含水率、雨量等测项，具有功能简约、精度适当、运行可靠、成本较低、推广适用性强的特点。
[0004]当前普适型监测设备多采用多传感智能监测仪的方式，对地质状况进行监测，具有硬件成本低、部署简易、续航时间长等优点，但在实际运用过程中，由于不同地区的地质情况不同，存在地质灾害诱发原因多样，灾害程度难以简单预警等情况，现有的普适型监测设备监测物理量指标单一，无法根据不同区域地质情况或同一区域不同段位的数据物理监测需要进行扩展，难以满足复杂多变的预警要求。
[0005]此外，在实际运行中，普适型监测设备往往采用较低监测频率的工作模式，例如1～2小时测量、发送数据一次，实际上1～2小时间隔内的工作周期仅为数分钟，其余大部分时间传感器及通讯模块均处于断电休眠状态，仅保留单片机内部时钟电路运行，以满足在固定时间内唤醒设备进行数据采、发等动作，期间若监测对象出现较大变形，无法及时测量并预警。导致该类普适型设备实际上并不适用于进入危险期需要较高监测频率的应用场景(如孤石、危岩崩塌等高突发性监测场景)降低了预警时效性，无法让相关人员快速响应险情。为此，我们通过设备结构、系统运行方法等方面的专利技术或改进，解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，本专利技术拟根据利用地质灾害普适性设备监测预警的需求并结合规范，并充分利用物联网、云平台等新技术，形成一套技术先进、稳定可靠、高效实用的地质灾害普适型监测预警系统。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种地质灾害普适型监测预警系统，其特征在于：该普适型监测预警系统包括普适性监测设备和地质灾害普适型监测云平台；普适性监测设备与地质灾害普适型监测云平台通信连接；所述普适性监测设备包括计算储存模块(MCU)、内置传感器模块、电源管理模块、无线通信模块、定位模块、外置扩展接口；所述内置传感器模块还包括内置倾角传感器模块、内置拉线位移传感器模块、内置三轴加速度计模块；所述地质灾害普适型监测云平台包括物联网设备管理系统、监测数据分析与预警系统、数据库、数据可视化应用平台，物联网设备管理系统与监测数据分析与预警系统、数据库、数据可视化应用平台之间通过数据接口连接；所述普适性监测设备与物联网设备管理系统建立网络通信，普适性监测设备用于将监测的数据上传至物联网设备管理系统，接收并执行物联网设备管理系统下达的指令；物联网设备管理系统将接收到的数据进行解析后存入数据库中，根据监测数据分析与预警系统或数据可视化应用平台中输入的配置更新
文件以指令的形式下发到普适型监测设备上进行配置更新；监测数据分析与预警系统负责监测数据计算处理、分析判断、预警配置、预警触发、预警发布，并将数据存入数据库中；数据库储存普适性监测设备、物联网设备管理系统、监测数据分析与预警系统、数据可视化应用平台相关数据；数据可视化应用平台用于实现人机交互式操作。
[0008]作为优选，所述普适性监测设备还包括外部充电接口。
[0009]作为优选，所述电源管理模块包括锂电池组、太阳能控制器、电压检测模块、电源输出控制。
[0010]作为优选，所述外置扩展接口连接报警装置。
[0011]作为优选，所述外置扩展接口连接外部传感器。
[0012]作为优选，所述外部传感器包括固定式测斜仪、雨量计、土壤含水率计、静力水准仪、激光测距仪、泥位计、地下水位计、拉线位移、倾角、温湿度、振弦式传感器。
[0013]作为优选，所述数据可视化应用平台包括数据查询与可视化单元、预警发布单元、预警及消警处理单元、数据信息叠加GIS地图展示单元、数据信息叠加三维模型显示单元、数据统计单元。
[0014]作为优选，预警发布单元与车载GPS导航系统建立网络通信，所述车载GPS导航系统接收来自预警发布单元发送的预警信息。
[0015]一种基于地质灾害普适型监测预警系统的方法，具体工作步骤如下：
[0016]S1：普适性监测设备读取物联网设备管理系统的配置信息，根据配置要求，采集原始数据上传至云平台；
[0017]S2：物联网设备管理系统对普适性监测设备的数据进行校验、解析、拆分，分类存入数据库中，同时物联网设备管理系统接收来数据库的指令并发下给普适性监测设备；
[0018]S3：监测数据分析与预警系统接收数据库中数据后，计算监测成果值，当监测成果值达到配置更新阈值时，向物联网设备管理系统下发配置更新指令，修改参数配置，缩短数据采集周期、数据上报周期、回复等待时长等参数；
[0019]将监测成果值与分级预警阈值对比，进行综合预警，当成果值未达到综合预警等级，下发数据接收成功指令；
[0020]当综合预警等级达到预警状态，监测数据分析与预警系统发送配置更新指令，将数据采集周期、数据上报周期、回复等待时长等参数修改为不间断采集，普适型监测设备实时采集回传数据；
[0021]当综合预警等级达到预警状态或综合预警等级相比上周期发生改变时，发送配置更新指令，按预定的格式生成预警短信报文发送至相关人员；
[0022]同时，监测数据分析与预警系统将所有信息存入数据库中；
[0023]S4：普适型监测设备根据物联网设备管理系统下发的指令，修改新的配置参数并按照指令执行步骤S1；
[0024]S5：数据可视化应用平台根据预警信息，触发GIS上该监测点定位图标标识预警色块并闪烁；
[0025]S6：平台管理员用户收到预警提示后，查看预警数据、检查设备状况后，对警情进行确认是否为真实险情；若为真实警情，工程管理员用户在平台中将其标记真实警情后，数据可视化平台将真实警情的信息及数据推送到工程相关方人员的账号中，实现警情发布；
若为误报警，工程管理员用户在平台中将其标记为误报警，数据可视化平台将预警状态关闭，返回正常监测模式，不向工程相关方人员发布本次警情；工程相关方管理人员收到预警信息后，在数据可视化管理平台中进一步确认警情，若为真实警情，则数据可视化管理平台从数据库中调用应急预案供工程相关方管理人员参考使用；若工程相关方管理人员判断为误报警，则数据可视化管理平台将预警状态关闭，返回正常监测模式；
[0026]S7：平台管理员确认若需要改变数据监测频次和周期，向物联网设备管理系统下发配置更新指令,普适型监测设备执行步骤S4。
[0027]作为优选，上述方法步骤S1的具体过程为：
[0028]S1.1周期起始,普适型监测设备接收物联管理系统下发的配置指令设置配置信息,内部传感器与外部接口通电，达到通电稳定时长后，进行采集数据，初步开始阈值判断：
[0029]S1.2若超过预设阈值，则开启无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地质灾害普适型监测预警系统，其特征在于：该普适型监测预警系统包括普适性监测设备和地质灾害普适型监测云平台；所述普适性监测设备与地质灾害普适型监测云平台通信连接；所述普适性监测设备包括计算储存模块、内置传感器模块、电源管理模块、无线通信模块、定位模块、外置扩展接口；所述内置传感器模块还包括内置倾角传感器模块、内置拉线位移传感器模块、内置三轴加速度计模块；所述地质灾害普适型监测云平台包括物联网设备管理系统、监测数据分析与预警系统、数据库、数据可视化应用平台，物联网设备管理系统与监测数据分析与预警系统、数据库、数据可视化应用平台之间通过数据接口连接；所述普适性监测设备与物联网设备管理系统建立网络通信，普适性监测设备用于将监测的数据上传至物联网设备管理系统，接收并执行物联网设备管理系统下达的指令；所述物联网设备管理系统将接收到的数据进行解析后存入数据库中，根据监测数据分析与预警系统或数据可视化应用平台中输入的配置更新文件以指令的形式下发到普适型监测设备上进行配置更新；所述监测数据分析与预警系统负责监测数据计算处理、分析判断、预警配置、预警触发、预警发布，并将数据存入数据库中；所述数据库储存普适性监测设备、物联网设备管理系统、监测数据分析与预警系统、数据可视化应用平台相关数据；所述数据可视化应用平台用于实现人机交互式操作。2.根据权利要求1所述的一种地质灾害普适型监测预警系统，其特征在于：所述普适性监测设备还包括外部充电接口。3.根据权利要求1所述的一种地质灾害普适型监测预警系统，其特征在于：所述电源管理模块包括锂电池组、太阳能控制器、电压检测模块、电源输出控制。4.根据权利要求1所述的一种地质灾害普适型监测预警系统，其特征在于：所述外置扩展接口连接报警装置。5.根据权利要求1所述的一种地质灾害普适型监测预警系统，其特征在于：所述外置扩展接口连接外部传感器。6.根据权利要求5所述的一种地质灾害普适型监测预警系统，其特征在于：所述外部传感器包括固定式测斜仪、雨量计、土壤含水率计、静力水准仪、激光测距仪、泥位计、地下水位计、拉线位移、倾角、温湿度、振弦式传感器。7.根据权利要求1所述的一种地质灾害普适型监测预警系统，其特征在于：所述数据可视化应用平台包括数据查询与可视化单元、预警发布单元、预警及消警处理单元、数据信息叠加GIS地图展示单元、数据信息叠加三维模型显示单元、数据统计单元。8.根据权利要求7所述的一种地质灾害普适型监测预警系统，其特征在于：预警发布单元与车载GPS导航系统建立网络通信，所述车载GPS导航系统接收来自预警发布单元发送的预警信息。9.一种基于地质灾害普适型监测预警系统的方法，具体工作步骤如下：S1：普适性监测设备读取物联网设备管理系统的配置信息，根据要求配置参数，采集原始数据上传至云平台；S2：物联网设备管理系统对普适性监测设备的数据进行校验、解析、拆分，分类存入数据库中，同时物联网设备管理系统接收来数据库的指令并发下给普适性监测设备；S3：监测数据分析与预警系统接收数据库中数据后，计算监测成果值，当监测成果值达
到配置更新阈值时，向物联网设备管理系统下发配置更新指令，修改参数配置，缩短数据采集周期、数据上报周期、回复等待时长等参数；将监测成果值与分级预警阈值对比，进行综合预警，当成果值未达到综合预警等级，下发数据接收成功指令；当综合预警等级达到预警状态，监测数据分析与预警系统发送配置更新指令，将数据采集周期、数据上报周期、回复等待时长等参数修改为不间断采集，普适型监测设备实时采集回传数据；当综合预警等级达到预警状态或综合预警等级相比上周期发生改变时，发送配置更新指令，按预定的格式生成预警短信报文发送至相关人员；同时，监测数据分析与预警系统将所有信息存入数据库中；S4：普适型监测设备根据物联网设备管理系统下发的指令，修改新的配置参数并按照指令执行步骤S1；S5：数据可视化应用平台根据预警信息，触发GIS上该监测点定位图标标识预警色块并闪烁；S6：平台管理员用户收到预警提示后，查看预警数据、检查设备状况后，对警情进行确认是否为真实险情；若为真实警情，工程管理员用户在平台中将其标记真实警情后，数据可视化平台将真实警情的信息及数据推送到工程相关方人员的账号中，实现警情发布；若为误报警，工程管理员用户在平台中将其标记为误报警，数据可视化平台将预警状态关闭，返回正常监测模式，不向工程相关方人员发布本次警情；工程相关方管理人员收到预警信息后，在数据可视化管理平台中进一步确认警情，若为真实警情，则数据可视化管理平台从数据库中调用应急预案供工程相关方管理人员参考使用；若工程相关方管理人员判断为误报警，则数据可视化管理平台将预警状态关闭，返回正常监测模式；S7：平台管理员确认若需要改变数据监测频次和周期，向物联网设备管理系统下发配置更新指令，普适型监测设备执行步骤S4。10.根据权利要求9所述的一种基于地质灾害普适型监测预警系统的方法，其特征在于，步骤S1的具体过程为：S1.1周期起始，普适型监测设备接收物联管理系统下发的配置指令设置配置信息，内部传感器与外部接口通电，达到通电稳定时长后，进行采集数据，初步开始阈值判断：S1.2若超过预设阈值，则开启无线通信模块电源，与物联网管理系统建立网络通信，发送监测数据；S1.3若没有超过预设阈值，则比对当前周期是否为数据上传周期，若为数据上传周期，则打开无线通信模块电源，向云平台发送监测数据；若非数据上传周期，则在接收云平台回复的数据接收成功指令后，切断传感器、外部接口供电，进入休眠状态；S1.4若云平台接收数据后，回复配置更新指令或预警指令，则应用配置更新或触发外部接口的声光报警模块，然后进入休眠状态。S1.5待下个周期起始，应用最新的配置信息进行数据采集，执行步骤S1.1
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S1.4。11.根据权利要求9所述的一种基于地质灾害普适型监测预...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡辉，林兴立，张世元，胡荣，
申请(专利权)人：广州翰南工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：