【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及边坡运维安全，具体涉及一种基于光栅阵列的全域边坡变形监测方法、装置和设备。
技术介绍
1、高边坡的稳定性是一个备受关注的问题，因为在各种地质、气象灾害和重力的影响下，高边坡可能发生滑坡，给社会造成巨大的地质灾害。每年都会有高速公路发生滑坡事件，这些事件可能造成严重的破坏，并对国家和人民的生命和财产安全造成巨大损失。传感技术的进步为边坡监测提供了许多新的方法，如视频ai识别和点式传感器定位等，然而，目前这些技术和方法都无法满足对边坡全域覆盖的传感网络要求。
2、由于高边坡的不稳定性可能出现在各个位置和时间，传统的边坡监测方法可能无法及时探测到问题区域。视频ai识别技术能够通过计算机视觉分析监测边坡的图像或视频数据，但由于受到监测设备的限制，这种方法可能无法实现对边坡全域的覆盖监测。点式传感器定位技术可以通过在边坡上部或下部布置传感器来监测边坡的位移或应力情况，但由于边坡的复杂形状和广泛分布，需要大量传感器才能实现全域覆盖，并且安装和维护成本较高。
3、因此，当前的挑战是如何建立一个边坡监测系统，能够实现边坡全域的连续监测。需要开发出更先进的传感技术和网络布局方法，以实现对边坡不同位置和时间的实时监测和预警。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种基于光栅阵列的全域边坡变形监测方法、装置和设备，解决现有技术中的传感通信无法对边坡进行全域覆盖及实时监测的技术问题。
2、为解决上述问题，本专利技术采取了以下技术方案
3、第一方面，本专利技术提供了一种基于光栅阵列的全域边坡变形监测方法，包括：
4、构建待监测边坡的边坡网格区域，基于所述边坡网格区域获取边坡全域应变响应信号；
5、对所述边坡全域应变响应信号进行解调，得到边坡的初始应变数据和实时应变数据；
6、根据所述实时应变数据与所述初始应变数据之间的差值关系，确定应变变化值；
7、根据所述应变变化值，确定应变变化率分布特征和应变变化量归一化数据；
8、根据所述应变变化率分布特征和所述应变变化量归一化数据，确定发生异常的传感器，并基于所述网格区域和发生异常的传感器确定异常变形坡面位置。
9、在一些实施例中，所述获取边坡全域应变响应信号，包括：
10、基于所述边坡网格区域，搭建光栅阵列传感网络。
11、在一些实施例中，获取所述初始应变数据，包括：
12、基于边坡外界干扰小于噪声阈值的环境状态，采集预设时间段的多个应变值；
13、根据所述多个应变值的均值，确定所述初始应变数据；
14、其中，所述初始应变数据包括边坡沿程方向初始应变数据和边坡高度方向初始应变数据。
15、在一些实施例中，所述实时应变数据包括边坡沿程方向实时应变数据和边坡高度方向实时应变数据；所述根据所述实时应变数据与所述初始应变数据之间的差值关系，确定应变变化值，包括：
16、根据所述边坡沿程方向实时应变数据和所述边坡沿程方向初始应变数据之间的差值关系，确定边坡沿程方向应变变化值；
17、根据所述边坡高度方向实时应变数据和所述边坡高度方向初始应变数据之间的差值关系，确定边坡高度方向应变变化值。
18、在一些实施例中，所述根据所述应变变化值，确定应变变化量归一化数据，包括：
19、获取所述应变变化值均值；
20、根据所述应变变化值与所述应变变化均值，确定应变平方根值；
21、根据所述应变变化值、所述应变变化均值和所述应变平方根值之间的关系，确定所述应变变化量归一化数据；
22、其中，所述应变变化量归一化数据包括边坡沿程方向归一化数据和边坡高度方向归一化数据。
23、在一些实施例中，所述边坡沿程方向归一化数据可通过如下公式表示：
24、
25、
26、
27、其中，xsi,j为边坡沿程方向归一化数据，x1i,j(i)为边坡沿程方向应变变化值，为边坡沿程方向应变变化值均值，si为边坡沿程应变平方根值，n为数据量，i为边坡沿程方向的编号，j为高边坡高度方向的编号。
28、在一些实施例中，所述根据所述应变变化率分布特征和所述应变变化量归一化数据，确定发生异常的传感器，包括：
29、基于所述应变变化率分布特征和所述应变变化量归一化数据的变化情况，确定发生异常应变的传感器。
30、第二方面，本专利技术还提供了一种基于光栅阵列的全域边坡变形监测装置，包括：
31、获取模块，用于构建待监测边坡构建边坡网格区域，基于所述边坡网格区域获取边坡全域应变响应信号；
32、应变数据获取模块，用于对所述边坡全域应变响应信号进行解调，得到边坡的初始应变数据和实时应变数据；
33、应变变化值确定模块，用于根据所述实时应变数据与所述初始应变数据之间的差值关系，确定应变变化值；
34、应变值处理模块，用于根据所述应变变化值，确定应变变化率分布特征和应变变化量归一化数据；
35、异常确定模块，用于根据所述应变变化率分布特征和所述应变变化量归一化数据，确定发生异常的传感器，并基于所述网格区域和发生异常的传感器确定异常变形坡面位置。
36、第三方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器；
37、所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；
38、所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如上所述的基于光栅阵列的全域边坡变形监测方法中的步骤。
39、第四方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上所述的基于光栅阵列的全域边坡变形监测方法中的步骤。
40、与现有技术相比，本专利技术提供的基于光栅阵列的全域边坡变形监测方法、装置和设备，首先构建待监测边坡的边坡网格区域，基于所述边坡网格区域获取边坡全域应变响应信号；随后对所述边坡全域应变响应信号进行解调，得到边坡的初始应变数据和实时应变数据；随后根据所述实时应变数据与所述初始应变数据之间的差值关系，确定应变变化值；并且根据所述应变变化值，确定应变变化率分布特征和应变变化量归一化数据；最后根据所述应变变化率分布特征和所述应变变化量归一化数据，确定发生异常的传感器，并基于所述网格区域和发生异常的传感器确定异常变形坡面位置。本专利技术基于光栅阵列传感网络高精度、长距离和大容量的技术特征，将光栅阵列传感网络直接根据边坡形状铺设，并获取边坡全域的应变，分析边坡全域应变变化量异常，从而识别定位全域变形位置，从而实现对边坡异常的检测。
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1.一种基于光栅阵列的全域边坡变形监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于光栅阵列的全域边坡变形监测方法，其特征在于，所述获取边坡全域应变响应信号，包括：
3.根据权利要求1所述的基于光栅阵列的全域边坡变形监测方法，其特征在于，获取所述初始应变数据，包括：
4.根据权利要求1所述的基于光栅阵列的全域边坡变形监测方法，其特征在于，所述实时应变数据包括边坡沿程方向实时应变数据和边坡高度方向实时应变数据；所述根据所述实时应变数据与所述初始应变数据之间的差值关系，确定应变变化值，包括：
5.根据权利要求1所述的基于光栅阵列的全域边坡变形监测方法，其特征在于，所述根据所述应变变化值，确定应变变化量归一化数据，包括：
6.根据权利要求5所述的基于光栅阵列的全域边坡变形监测方法，其特征在于，所述边坡沿程方向归一化数据可通过如下公式表示：
7.根据权利要求1所述的基于光栅阵列的全域边坡变形监测方法，其特征在于，所述根据所述应变变化率分布特征和所述应变变化量归一化数据，确定发生异常的传感器，包括：
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