一种兼顾强震和微振的地震监测预警方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种兼顾强震和微振的地震监测预警方法及系统，其中方法包括：采集MEMS三轴加速度传感器、高灵敏度超低频拾振器的电压值并进行计算；根据电压值变化量与预设多级变化阈值之间的关系，判断建筑结构的振动状态，所述振动状态包括强震、微振状态；当建筑结构处于强震状态时，向现场发送报警指令，并通过无线通信向远程预警监测平台发送预警信息，现场根据报警指令发出报警信号，同时保存相关数据和状态判断结果；当建筑结构处于微振状态时，保存相关数据和状态判断结果。与现有技术相比，本发明专利技术为建筑在强震和微振情况下的振动监测提供了解决思路与技术路线，为建筑维保人员提供预警信息，保障了建筑的安全可靠性和维保及时性。保及时性。保及时性。

【技术实现步骤摘要】
一种兼顾强震和微振的地震监测预警方法及系统


[0001]本专利技术涉及地震监测领域，尤其是涉及一种兼顾强震和微振的地震监测预警方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，我国的地震预警主要依靠国家地震局发布的预警信息，例如在地震来临之前通过手机、电视、网络等媒体发布临震预警信息。通过国家地震局发布的预警信息，可以提前让居民做好个人防护，但是对于现有的建筑来说，对地震过程中结构状态的监测和预警，缺乏足够的手段，无法根据发布的预警信息来给建筑维护人员提供维保信息、给相应检测单位提供建筑的结构信息等。因此，研究用于建筑的地震监测与预警方法是非常必要的。
[0003]CN114935780A公开了一种用于建筑的临震预报方法，包括：确定目标建筑中的人员流动路线；选取目标建筑中无人员流动的位置处作为地震监测处；在所述地震监测处安装地震监测装置，所述地震监测装置用于监测所述地震监测处的振动信号，并在所述振动信号的振幅不小于预设振幅阈值时，向服务器发送第一预警信息；若所述服务器同时接收到超过预设数量的所述地震监测装置发送的第一预警信息，则向报警模块和/或防震装置发出第二预警信息，能够通过振动信号对建筑结构进行有效防护。但是，该方法无法满足兼顾建筑在地震和日常的环境振动，并分别考虑强震和微振情况，以提供监测数据和预警信息的响应监测需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了提供一种兼顾强震和微振的地震监测预警方法及系统，兼顾建筑在地震和日常的环境振动，考虑强震和微振两种振动状态，实现全面监测，提供更丰富的建筑振动信息，提高建筑地震预警的可靠性。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种兼顾强震和微振的地震监测预警方法，包括以下步骤：
[0007]采集MEMS三轴加速度传感器、高灵敏度超低频拾振器的电压值，所述传感器均固定于建筑上；
[0008]对采集的电压值进行计算；
[0009]根据MEMS三轴加速度传感器与高灵敏度超低频拾振器的电压值变化量与预设多级变化阈值之间的关系，判断所述建筑结构的振动状态，所述振动状态包括强震状态、微振状态；
[0010]当所述建筑结构处于强震状态时，向现场发送报警指令，并通过无线通信向远程预警监测平台发送预警信息，现场根据报警指令发出报警信号，同时保存相关数据和状态判断结果；
[0011]当所述建筑结构处于微振状态时，保存相关数据和状态判断结果。
[0012]当所述建筑结构处于强震状态时，
[0013]若只有MEMS三轴加速度传感器的电压值变化量超出对应预设变化阈值，则触发第一预警状态；若只有高灵敏度超低频拾振器的电压值变化量超出对应预设变化阈值，则触发第二预警状态；若所述MEMS三轴加速度传感器和所述高灵敏度超低频拾振器的电压值变化量均超出各自的对应预设变化阈值，则触发第三预警状态；其中，每种预警状态根据阈值的不同分为多个预警等级；结合预警状态和预警等级向现场发送不同的报警指令。
[0014]所述MEMS三轴加速度传感器与高灵敏度超低频拾振器的电压值为直接对传感器获取的模拟量电压值进行计算得到的有效值、平均值、标准差，或为对模拟量电压值进行模数转换后由MCU微处理器计算得到的数字量电压值的有效值、平均值、标准差和FFT频谱；
[0015]在所述电压值的有效值、平均值、标准差或FFT频谱的变化量中任一超出或均超出对应预设变化阈值时，判定所述MEMS三轴加速度传感器或高灵敏度超低频拾振器的电压值变化量超出对应预设变化阈值。
[0016]所述传感器还包括噪声传感器和温度传感器，所述噪声传感器和温度传感器的电压值用于辅助判断建筑所处的振动状态。
[0017]一种兼顾强震和微振的地震监测预警系统，包括：
[0018]监测传感器模块，包括MEMS三轴加速度传感器，高灵敏度超低频拾振器，噪声传感器和温度传感器；所述监测传感器模块的输出与安全评估模块相连；
[0019]安全评估模块，所述安全评估模块的输出与现场预警模块和通信模块相连，其中，所述通信模块与远程预警监测平台之间通过无线通信连接；
[0020]预警模块，包括现场预警模块和远程预警模块，其中，所述远程预警模块包括通信模块和远程预警监测平台；
[0021]能源管理模块，为监测传感器模块、现场预警模块、通信模块、安全评估模块和能源管理模块供电；
[0022]所述监测传感器模块、现场预警模块、安全评估模块、通信模块和能源管理模块一体封装并固定于建筑上；
[0023]所述安全评估模块根据接收到的监测传感器模块的监测数据，诊断建筑的振动状态，并在建筑处于强震和微振状态下保存监测数据和评估结果，并通过通信模块向远程预警监测平台发送监测数据和评估结果，同时在强震状态下向现场预警模块发送报警指令，并通过通信模块向远程预警监测平台发送预警信息，所述现场预警模块根据报警指令进行报警。
[0024]所述安全评估模块包括电压测量模块、模数转换模块、MCU微处理器计算模块，
[0025]所述电压测量模块的输入端与监测传感器模块相连接，用于测量传感器输出的模拟量电压值，输出端与模数转换模块的输入端相连接，模数转换模块的输出端与MCU微处理器计算模块相连接；
[0026]所述模数转换模块将传感器输出的模拟量电压值转换为数字量电压值以发送至MCU微处理器计算模块；
[0027]所述MCU微处理器计算模块的输出端分别与现场预警模块和通信模块相连接，用于对模数转换模块输出的数字量电压值进行计算和判断，计算数字量电压值的平均值、有效值、标准差和振动频率值的变化量，并分别与预设的变化阈值进行比较，根据比较结果评估建筑的振动状态，并根据不同的振动状态向现场预警模块和远程预警监测平台发送监测
数据和不同的报警指令。
[0028]所述电压测量模块分别与所述现场预警模块和所述通信模块相连接，对传感器输出的模拟量电压值进行计算和判断，计算模拟量电压值的平均值、有效值和标准差变化量，并且和设定的阈值进行比较，根据比较结果给现场预警模块发送报警指令，并通过通信模块向远程预警监测平台发送报警指令。
[0029]所述现场预警模块包括LED灯和蜂鸣器，所述现场预警模块接收到报警指令时，LED灯亮且蜂鸣器发出蜂鸣音，针对不同的报警指令，所述LED灯的亮灯方式与蜂鸣器的发声方式中至少其中之一设为不同。
[0030]所述MCU微处理器计算模块包括计算模块和存储模块，其中，所述存储模块用于保存监测数据和评估结果，所述存储模块内置在MCU微处理中，或采用外挂存储设备。
[0031]不同的传感器系统对于不同的振动和环境情况敏感，所述MEMS三轴加速度传感器对于强震信号敏感，所述高灵敏度超低频拾振器对于微振信号敏感，所述噪声传感器和所述温度传感器对于环境干扰敏感，同一个体系的不同传感器的数据通过所述MCU微处理器计算模块综合分析，得到建筑环境的振动状态。
[0032]与现有技术相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼顾强震和微振的地震监测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：采集MEMS三轴加速度传感器、高灵敏度超低频拾振器的电压值，所述传感器均固定于建筑上；对采集的电压值进行计算；根据MEMS三轴加速度传感器与高灵敏度超低频拾振器的电压值变化量与预设多级变化阈值之间的关系，判断所述建筑结构的振动状态，所述振动状态包括强震状态、微振状态；当所述建筑结构处于强震状态时，向现场发送报警指令，并通过无线通信向远程预警监测平台发送预警信息，现场根据报警指令发出报警信号，同时保存相关数据和状态判断结果；当所述建筑结构处于微振状态时，保存相关数据和状态判断结果。2.根据权利要求1所述的一种兼顾强震和微振的地震监测预警方法，其特征在于，当所述建筑结构处于强震状态时，若只有MEMS三轴加速度传感器的电压值变化量超出对应预设变化阈值，则触发第一预警状态；若只有高灵敏度超低频拾振器的电压值变化量超出对应预设变化阈值，则触发第二预警状态；若所述MEMS三轴加速度传感器和所述高灵敏度超低频拾振器的电压值变化量均超出各自的对应预设变化阈值，则触发第三预警状态；其中，每种预警状态根据阈值的不同分为多个预警等级；结合预警状态和预警等级向现场发送不同的报警指令。3.根据权利要求2所述的一种兼顾强震和微振的地震监测预警方法，其特征在于，所述MEMS三轴加速度传感器与高灵敏度超低频拾振器的电压值为直接对传感器获取的模拟量电压值进行计算得到的有效值、平均值、标准差，或为对模拟量电压值进行模数转换后由MCU微处理器计算得到的数字量电压值的有效值、平均值、标准差和FFT频谱；在所述电压值的有效值、平均值、标准差或FFT频谱的变化量中任一超出或均超出对应预设变化阈值时，判定所述MEMS三轴加速度传感器或高灵敏度超低频拾振器的电压值变化量超出对应预设变化阈值。4.根据权利要求1所述的一种兼顾强震和微振的地震监测预警方法，其特征在于，所述传感器还包括噪声传感器和温度传感器，所述噪声传感器和温度传感器的电压值用于辅助判断建筑所处的振动状态。5.一种兼顾强震和微振的地震监测预警系统，其特征在于，包括：监测传感器模块，包括MEMS三轴加速度传感器，高灵敏度超低频拾振器，噪声传感器和温度传感器；所述监测传感器模块的输出与安全评估模块相连；安全评估模块，所述安全评估模块的输出与现场预警模块和通信模块相连，其中，所述通信模块与远程预警监测平台之间通过无线通信连接；预警模块，包括现场预警模块和远程预警模块，其中，所述远程预警模块包括通信模块和远程预警监测平台；能源管理模块，为监测传感器模块、现场预警模块、通信模块、安全评估模块和能源管理模块供电；所述监测传感器模块、现场预警模块、安全评估模块、通信模块和能...

【专利技术属性】
技术研发人员：单伽锃，刘栋，
申请(专利权)人：上海正则思远智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：