露天矿采场三位一体边坡监测分级预警系统技术方案

本发明专利技术提供了露天矿采场三位一体边坡监测分级预警系统，该系统包括：数据获取模块，获InSAR遥感数据、地基InSAR与三维激光扫描数据、地面芯桩数据；展示模块，用于展示通过数据获取模块获取的各类数据进行处理、分析后的结果，及实时数据；综合查询模块，用于对监测数据、预警数据及边坡雷达数据进行精准查询；统计分析模块，根据多源数据融合分析集生成监测报告，并基于项目及运维要求将资料归档入库；系统管理模块，数据库模块。本方案通过

【技术实现步骤摘要】
露天矿采场三位一体边坡监测分级预警系统


[0001]本专利技术涉及灾害数据监测及数据处理领域，尤其涉及一种露天矿采场三位一体边坡监测分级预警系统。

技术介绍

[0002]露天矿场的边坡安全问题始终是矿区重点关注的问题。目前，露天矿主要依靠远程微变形IBIS
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FM雷达进行重点区域的边坡监测，监测指标主要是位移及滑动速度，优点是监测指标比较直观，易于与监测现场比对分析，缺点是不能直接用于边坡的失稳预警，特别是边坡稳定趋势监测和失稳的早期预警。边坡一旦发生位移，所在岩体结构就已处于弱稳定状态或破坏状态，边坡进入失稳阶段，该阶段虽可借助IBIS
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FM雷达进行失稳状态的监测(位移、速度、滑动范围等)，也可根据雷达位移监测数据采取一些预处理措施减少或者避免安全生产事故发生。但监测手段单一、数据来源少、缺乏科学的预警模型，存在预警范围小、预警时间窗口短、预警数据可靠性差等问题。特别是对于一些由弱层引发的滑坡或者一些失稳历时较短的滑坡，极易因监测手段不足导致重大滑坡安全生产事故。
[0003]露天矿采区范围内断层、裂隙和煤层裂隙承压含水层均较为发育。众多影响因素在不同程度上均对边坡稳定带来不利影响，构建边坡自动化监测与预警系统，监测边坡及滑坡可能变化的范围及其变化趋势，需要使用多种不同类型传感器对边坡进行监测，由于监测的参数众多且物理属性不尽相同，需要对多个不同传感信息进行有效融合，以便充分利用不同属性信息的互补性，更加全面准确的掌握边坡稳定状态，确保露天矿生产安全。
[0004]因此，如何实现边坡体安全状态及趋势的实时监测，在边坡发生较大位移前精确定位潜在不稳定的边坡，实现失稳前的早期预警，为边坡治理和滑坡应急提供充裕的窗口期，对于避免边坡失稳导致的安全生产事故意义重大，也是目前需要改进的重要方向。

技术实现思路

[0005]为了至少部分地解决现有技术中存在的问题，本专利技术基于航天遥感、地面监测、地址模型数据，通过天
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空
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地三位一体的感知体系构建，对露天矿区的边坡安全进行实时监测。具体提供了如下技术方案：
[0006]露天矿采场三位一体边坡监测分级预警系统，该系统包括：数据获取模块、展示模块、综合查询模块、统计分析模块、系统管理模块、数据库模块；
[0007]所述数据获取模块获取三类数据：InSAR遥感数据，以对露天矿区安全情况识别的基础数据；地基InSAR与三维激光扫描数据，以在地表层面对露天矿区边坡数据进行检测；地面芯桩数据，采集自芯桩传感数据；
[0008]所述展示模块，用于展示通过数据获取模块获取的各类数据进行处理、分析后的结果，及实时数据；
[0009]所述综合查询模块，用于对监测数据、预警数据及边坡雷达数据进行精准查询；
[0010]所述统计分析模块，根据多源数据融合分析集生成监测报告，并基于项目及运维
要求将资料归档入库；
[0011]系统管理模块，用于对系统中涉及的监测区域、监测剖面、监测点的管理，以及用户管理；
[0012]数据库模块，包含空间库、监测库、基础库、业务库、专题分析库，用以存储不同类型数据。
[0013]优选地，所述数据获取模块中定期获取InSAR遥感数据、地基InSAR数据和三维激光扫描数据，InSAR遥感数据结合地基InSAR数据和三维激光扫描数据，对露天矿区边坡隐患及危险部位进行识别。
[0014]优选地，所述统计分析模块还用于：
[0015]基于边坡动力学特征与边坡危岩块体稳定性之间的关系，以及固有振动频率、粒子轨迹、阻尼比、固有振动频率对应最大速度边坡危岩块体动力特征参数与边坡损伤程度之间关系，建立边坡稳定性评价模型：
[0016]基于滑移型、崩落型与崩滑型三类边坡其失稳演化过程的关键动力学与运动学特征，建立边坡失稳早期预警模型；
[0017]基于露天矿区边坡雷达的获取的边坡形变监测结果，得到相对位移速率比，并基于相对位移速率比与边坡稳定性空间评价指标，建立边坡失稳预警模型。
[0018]优选地，所述展示模块进一步包括：
[0019]根据系统管理模块中历史数据、专家评价等级数据，使用数据库模块中记载的最新的历史数据、专家评价等级数据，统计所有边坡的风险等级及数量，展示各个分区当前级别及风险指数；
[0020]显示各个分区的名称、风险等级，并统计当前边坡风险指数、监测设备、设备在线率、当日预警数据，展示当前分区下所有监测点名、状态、所属监测剖面信息。
[0021]优选地，所述展示模块还包括预警管理单元，接收指标预警、安全预警、模型预警，并进行展示；
[0022]所述指标预警用于显示预警等级，包含预警时间、监测区域名称、警示信息；
[0023]所述模型预警，根据当前边坡稳定性，定时输出安全度，根据安全度判断预警级别；
[0024]所述安全预警，综合边坡多源监测数据及专家分析意见，综合发布安全预警信息。
[0025]优选地，所述展示模块还用于展示多源数据融合后的数据，包括：
[0026]InSAR数据展示，包括区域沉降情况数据分析结果展示、扫描数据及变化量情况展示、视线向累计沉降；
[0027]激光点云数据，显示激光点云的数据以及位移点云数据；
[0028]边坡雷达数据，显示边坡雷达的扫描数据；
[0029]GNSS数据，显示各监测点的GNSS定位数据；
[0030]微动数据，展示各监测点的微动数据；
[0031]以及各监测点的深部位移数据、监测区域地形数据。
[0032]优选地，所述综合查询模块包括：
[0033]监测数据查询单元，基于监测数据列表，以树形结构查询监测点监测数据，所述监测数据列表包括监测名称、设备ID、设备类型、数据类型、指标名称、数值、上传时间；
[0034]预警数据查询单元，基于预警数据列表，根据关键字查询预警数据信息，所述预警数据列表包括预警级别、预警指标、警示信息、预警时间、处置状态、监测点位置、所属边坡分区、所属监测点、设备ID、监测类型及详情；
[0035]边坡雷达数据查询单元，接收边坡雷达结果数据文件，基于边坡雷达数据列表，根据关键字查询边坡雷达数据详情，所述坡雷达数据列表包括文件名、数据类型、导入时间、负责人信息。
[0036]优选地，所述统计分析模块输出的统计分析结果包括：
[0037]监测报告，包括单个项目情况、不同监测方式的最新分析情况、各监测点位数据统计情况；监测报告日期以树形结构方式查询；
[0038]档案库报告，对所述系统内存储的项目及项目进度数据，以归类方式形成档案库报告。
[0039]优选地，所述系统管理模块包括：
[0040]监测区域管理单元，汇集监测区域名称、类型、实景图、专业布设图、监测点数据；在增加新的监测区域时，采集新增监测区域的名称、类型、灾害规模、稳定性、中心点坐标、范围绘制、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.露天矿采场三位一体边坡监测分级预警系统，其特征在于，所述系统包括：数据获取模块、展示模块、综合查询模块、统计分析模块、系统管理模块、数据库模块；所述数据获取模块获取三类数据：InSAR遥感数据，以对露天矿区安全情况识别的基础数据；地基InSAR与三维激光扫描数据，以在地表层面对露天矿区边坡数据进行检测；地面芯桩数据，采集自芯桩传感数据；所述展示模块，用于展示通过数据获取模块获取的各类数据进行处理、分析后的结果，及实时数据；所述综合查询模块，用于对监测数据、预警数据及边坡雷达数据进行精准查询；所述统计分析模块，根据多源数据融合分析集生成监测报告，并基于项目及运维要求将资料归档入库；系统管理模块，用于对系统中涉及的监测区域、监测剖面、监测点的管理，以及用户管理；数据库模块，包含空间库、监测库、基础库、业务库、专题分析库，用以存储不同类型数据。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据获取模块中定期获取InSAR遥感数据、地基InSAR数据和三维激光扫描数据，InSAR遥感数据结合地基InSAR数据和三维激光扫描数据，对露天矿区边坡隐患及危险部位进行识别。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述统计分析模块还用于：基于边坡动力学特征与边坡危岩块体稳定性之间的关系，以及固有振动频率、粒子轨迹、阻尼比、固有振动频率对应最大速度边坡危岩块体动力特征参数与边坡损伤程度之间关系，建立边坡稳定性评价模型：基于滑移型、崩落型与崩滑型三类边坡其失稳演化过程的关键动力学与运动学特征，建立边坡失稳早期预警模型；基于露天矿区边坡雷达的获取的边坡形变监测结果，得到相对位移速率比，并基于相对位移速率比与边坡稳定性空间评价指标，建立边坡失稳预警模型。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述展示模块进一步包括：根据系统管理模块中历史数据、专家评价等级数据，使用数据库模块中记载的最新的历史数据、专家评价等级数据，统计所有边坡的风险等级及数量，展示各个分区当前级别及风险指数；显示各个分区的名称、风险等级，并统计当前边坡风险指数、监测设备、设备在线率、当日预警数据，展示当前分区下所有监测点名、状态、所属监测剖面信息。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述展示模块还包括预警管理单元，接收指标预警、安全预警、模型预警，并进行展示；所述指标预警用于显示预警等级，包含预警时间、监测区域名称、警示信息；所述模型预警，根据当前边坡稳定性，定时输出安全度，根据安全度判断预警级别；所述安全预警，综合边坡多源监测数据及专家分析意见，综合发布安全预警信息。6.根据权利要求1所述的系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄月军，谢谟文，肖兵，张磊，孙磊，熊娟，杨日，罗晓琴，苏晓鸿，樊新杰，郝宇鹏，赵维，张平，刘焕通，张京涛，王家伟，陈国宇，张鑫鹏，
申请(专利权)人：北京中关村智连安全科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：