一种液位变化预警方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种液位变化预警方法及系统，方法包括：获取预设时间段内含水层的水位监测数据集；基于预设的至少一个监测指标，对所述水位监测数据集中的水位监测数据进行监测指标运算，获取与所述监测指标相对应的监测指标数据序列；获取每个所述监测指标数据序列的熵值，基于所述熵值，确定每个监测指标对应的动态权重；基于所述监测指标数据序列、所述动态权重、预设的与每个监测指标相对应的静态权重，确定目标时间的含水层扰动程度；基于含水层扰动程度和预设的扰动阈值范围，进行液位变化预警。本方法能够较好地提高液位变化预警的精确度，避免水害事故预警不及时，降低安全隐患。患。患。

【技术实现步骤摘要】
一种液位变化预警方法及系统


[0001]本专利技术涉及地质水害监测
，尤其涉及一种液位变化预警方法及系统。

技术介绍

[0002]随着人们对煤矿安全生产重视程度的不断提高，煤矿监测监控设备日趋完善，煤矿水害监测预警系统也越来越多的应用到煤矿安全生产中。目前，对于煤矿水害监测，通常采用液位传感器获取含水层的液位信号，确定相邻时间的液位变化数值，再判断该液位变化数值是否超出某一固定的阈值，完成煤矿水害监测。
[0003]然而，在实际生产过程中，针对富水性较强或者补给较为充沛的含水层，在采动扰动到相应的含水层时，含水层的水位通常不会出现较为明显的下降，而是逐渐下降，呈现小幅度的水位下降变化趋势。因此，若采用上述判断相邻时间的液位变化数值是否超出某一固定阈值的方法，容易对矿井技术人员产生误导，造成未出现水害事故的假象，存在较大的安全隐患。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种液位变化预警方法及系统，用以解决现有技术中采用判断相邻时间的液位变化数值是否超出某一固定阈值的方法进行液位变化预警，容易对矿井技术人员产生误导，造成未出现水害事故的假象，以及存在较大的安全隐患的问题。
[0005]本专利技术提供一种液位变化预警方法，包括：
[0006]获取预设时间段内含水层的水位监测数据集；
[0007]基于预设的至少一个监测指标，对所述水位监测数据集中的水位监测数据进行监测指标运算，获取与所述监测指标相对应的监测指标数据序列；
[0008]获取每个所述监测指标数据序列的熵值，基于所述熵值，确定每个监测指标对应的动态权重；
[0009]基于所述监测指标数据序列、所述动态权重、预设的与每个监测指标相对应的静态权重，确定目标时间的含水层扰动程度；
[0010]基于含水层扰动程度和预设的扰动阈值范围，进行液位变化预警。
[0011]可选的，至少一个所述监测指标包括：水位变化幅度指标、水位变化速度指标和水位变化趋势指标。
[0012]可选的，基于预设的至少一个监测指标，对所述水位监测数据集中的水位监测数据进行监测指标运算，获取与所述监测指标相对应的监测指标数据序列的步骤包括：
[0013]基于所述水位变化幅度指标，对所述水位监测数据进行水位变化幅度运算，获取与所述水位变化幅度指标相对应的水位变化幅度序列；
[0014]基于所述水位变化速度指标，对所述水位监测数据进行水位变化速度运算，获取与所述水位变化速度指标相对应的水位变化速度序列；
[0015]基于所述水位变化趋势指标，对所述水位监测数据进行水位变化趋势运算，获取
与所述水位变化趋势指标相对应的水位变化趋势序列。
[0016]可选的，基于所述水位变化幅度指标，对所述水位监测数据进行水位变化幅度运算，获取与所述水位变化幅度指标相对应的水位变化幅度序列的步骤包括：
[0017]统计含水层的历史水位数值，以得到所述历史水位数值中的最大值；
[0018]获取所述最大值与所述水位监测数据之间的第一差值，将所述第一差值作为与水位监测数据相对应的水位变化幅度值；
[0019]当所述水位变化幅度值大于或等于预设的幅度阈值时，对所述水位变化幅度值标注一幅度异常标识值，以完成所述水位变化幅度序列的获取。
[0020]可选的，基于所述水位变化速度指标，对所述水位监测数据进行水位变化速度运算，获取与所述水位变化速度指标相对应的水位变化速度序列的步骤包括：
[0021]获取每个水位监测数据与前一水位监测数据之间的第二差值；
[0022]确定所述第二差值与预设的数据采集周期之间的比值为与所述水位监测数据相对应的水位变化速度值；
[0023]当相邻目标数量的水位变化速度值呈梯度降低时，对所述水位变化速度值标注一梯度异常标识值，以完成所述水位变化速度序列的获取。
[0024]可选的，基于所述水位变化趋势指标，对所述水位监测数据进行水位变化趋势运算，获取与所述水位变化趋势指标相对应的水位变化趋势序列的步骤包括：
[0025]基于预设的变化间隔数，获取每个水位监测数据与对应的间隔水位监测数据之间的第三差值，所述间隔水位监测数据指位于当前水位监测数据之前的水位监测数据，所述间隔水位监测数据与当前水位监测数据之间的间隔为所述变化间隔数，所述变化间隔数大于或等于2；
[0026]确定所述变化间隔数与所述数据采集周期的乘积；
[0027]确定所述第三差值与所述乘积的比值为当前所述水位监测数据的水位变化趋势值；
[0028]当所述水位变化趋势值大于与所述水位监测数据相对应的水位变化速度值时，对所述水位变化趋势值标注一趋势异常标识值，以完成对所述水位变化趋势序列的获取。
[0029]可选的，获取每个所述监测指标数据序列的熵值，基于所述熵值，确定每个监测指标对应的动态权重的步骤包括：
[0030]获取所述监测指标数据序列中每个监测指标数据在监测指标数据序列所占的比重；
[0031]基于所述比重，获取每个监测指标数据序列的熵值；
[0032]确定所述熵值与1之间的差距为对应的监测指标的差异系数；
[0033]获取所有所述差异系数的和值，并将任一监测指标的差异系数与所述和值之间的比值作为对应监测指标的动态权重。
[0034]可选的，基于所述监测指标数据序列、所述动态权重、预设的与每个监测指标相对应的静态权重，确定目标时间的含水层扰动程度的步骤包括：
[0035]从每个所述监测指标数据序列中获取目标时间的监测指标数据；
[0036]当目标时间的监测指标数据中的至少一个标注有相应的异常标识值时，将与监测指标相对应的动态权重和静态权重做平均处理，获取每个监测指标对应的目标权重；基于
目标时间的监测指标数据、以及每个监测指标对应的目标权重，确定目标时间的含水层扰动程度。
[0037]可选的，基于含水层扰动程度和预设的扰动阈值范围，进行液位变化预警的步骤包括：
[0038]基于所述含水层扰动程度在所述扰动阈值范围中的所处位置，进行分级预警，所述扰动阈值范围包括至少两个阶段范围，所述含水层扰动程度在所述扰动阈值范围中的所处位置指含水层扰动程度所对应的阶段范围，所述分级预警指对于对应不同阶段范围的含水层扰动程度，进行程度不同的预警。
[0039]本专利技术还提供一种液位变化预警系统，包括：
[0040]数据获取模块，用于获取预设时间段内含水层的水位监测数据集；
[0041]指标运算模块，用于基于预设的至少一个监测指标，对所述水位监测数据集中的水位监测数据进行监测指标运算，获取与所述监测指标相对应的监测指标数据序列；
[0042]动态权重获取模块，用于获取每个所述监测指标数据序列的熵值，基于所述熵值，确定每个监测指标对应的动态权重；
[0043]扰动程度确定模块，用于基于所述监测指标数据序列、所述动态权重、预设的与每个监测指标相对应的静态权重，确定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液位变化预警方法，其特征在于，包括：获取预设时间段内含水层的水位监测数据集；基于预设的至少一个监测指标，对所述水位监测数据集中的水位监测数据进行监测指标运算，获取与所述监测指标相对应的监测指标数据序列；获取每个所述监测指标数据序列的熵值，基于所述熵值，确定每个监测指标对应的动态权重；基于所述监测指标数据序列、所述动态权重、预设的与每个监测指标相对应的静态权重，确定目标时间的含水层扰动程度；基于含水层扰动程度和预设的扰动阈值范围，进行液位变化预警。2.根据权利要求1所述的液位变化预警方法，其特征在于，至少一个所述监测指标包括：水位变化幅度指标、水位变化速度指标和水位变化趋势指标。3.根据权利要求2所述的液位变化预警方法，其特征在于，基于预设的至少一个监测指标，对所述水位监测数据集中的水位监测数据进行监测指标运算，获取与所述监测指标相对应的监测指标数据序列的步骤包括：基于所述水位变化幅度指标，对所述水位监测数据进行水位变化幅度运算，获取与所述水位变化幅度指标相对应的水位变化幅度序列；基于所述水位变化速度指标，对所述水位监测数据进行水位变化速度运算，获取与所述水位变化速度指标相对应的水位变化速度序列；基于所述水位变化趋势指标，对所述水位监测数据进行水位变化趋势运算，获取与所述水位变化趋势指标相对应的水位变化趋势序列。4.根据权利要求3所述的液位变化预警方法，其特征在于，基于所述水位变化幅度指标，对所述水位监测数据进行水位变化幅度运算，获取与所述水位变化幅度指标相对应的水位变化幅度序列的步骤包括：统计含水层的历史水位数值，以得到所述历史水位数值中的最大值；获取所述最大值与所述水位监测数据之间的第一差值，将所述第一差值作为与水位监测数据相对应的水位变化幅度值；当所述水位变化幅度值大于或等于预设的幅度阈值时，对所述水位变化幅度值标注一幅度异常标识值，以完成所述水位变化幅度序列的获取。5.根据权利要求3所述的液位变化预警方法，其特征在于，基于所述水位变化速度指标，对所述水位监测数据进行水位变化速度运算，获取与所述水位变化速度指标相对应的水位变化速度序列的步骤包括：获取每个水位监测数据与前一水位监测数据之间的第二差值；确定所述第二差值与预设的数据采集周期之间的比值为与所述水位监测数据相对应的水位变化速度值；当相邻目标数量的水位变化速度值呈梯度降低时，对所述水位变化速度值标注一梯度异常标识值，以完成所述水位变化速度序列的获取。6.根据权利要求3所述的液位变化预警方法，其特征在于，基于所述水位变化趋势指标，对所述水位监测数据进行水位变化趋势运算，获取与所述水位变化趋势指标相对应的水位变化趋势序列的步骤包括：
基于预设的变化间隔数，获取每个水位监测数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张风达，尹希文，胡炳南，樊振丽，张玉军，宋业杰，李磊，赵秋阳，武晓适，张志巍，
申请(专利权)人：天地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：