[发明专利]一种基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法

权利要求书

1.一种基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、收集数据，构建隧道施工动态塌方工程数据库；

通过施工人员结合勘测仪器进行总体设计、总体勘察，收集隧道施工前的基础信息；在施工过程中，进行区段、断面勘察和实时监测，收集隧道施工中的动态信息；

s2、风险识别；

根据隧道施工动态塌方工程数据库的动态参数，采用多元数据进行施工风险识别，所述多元数据包括地质风险预警、超前预报预警、前兆信息预警及监测信息预警；所述地质风险预警、超前预报预警、前兆信息预警的数据通过区段和断面信息进行管理；监测信息预警数据通过断面信息进行管理和发布；

s3、单元数据分析；

分别对地质风险预警、超前预报预警、前兆信息预警和监测信息预警的信息进行单元数据分析，并判断其风险等级，其中：

地质风险预警：风险未处理或忽略取最大值，风险处理后应重新评估，取重新评估后的值一直存在并参与动态监测评估；

超前预报预警：当次评价取最大值，风险不处理将一直存在参与动态监测评估，区段贯通后需要对风险进行重新评估；

前兆信息预警：当次评价取最大值，前兆信息预警项可人为判断最大值，前兆信息预警结果仅保留很短时间段，所述时间段为1~7天或区间段贯通后消除；

监测信息预警：当次评价取最大值，下一条数据到来继续评价，当一天多条数据时，取多条数据评价结果最大值参与动态评价；

s4、多元数据融合，得到施工动态塌方安全综合预警评价信息；

根据多元数据的并列性、关联性进行融合，获得隧道施工前的总体风险等级，以及施工中塌方的综合可能性等级和综合概率规模等级，

其中多元数据融合时，相同断面评价时用相同断面信息进行融合，区段包含断面评价时用断面寻找区段的包含关系进行融合，信息不全时以独立断面为主，最终以监测断面管理输出综合预警等级；

s5、结果发布，实时共享预警进程；

将施工动态塌方安全综合预警评价信息通过终端设备以提示和展示方式进行预警。

2.根据权利要求1所述的基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法，其特征在于：步骤s2中，所述地质风险预警包括施工前风险评估、施工前安全评价、施工中安全评价，其中施工前的风险评估包括总体风险和专项风险，其均根据打分法进行评估；施工前安全评价和施工中安全评价均根据层次分析法划定隧道塌方风险影响因子权重，再构建模糊评价矩阵进行评估；

所述超前预报预警为根据所述隧道施工动态塌方工程数据库内的超前地质预报结果，得出可能塌方灾害的规模等级和可能性等级；

所述前兆信息预警为根据监控量测过程中观察的隧道塌方前兆表征，人为的给出塌方等级和塌方结果；

所述监测信息预警包括监控量测预警和专项监测预警，其根据测量仪器监测隧道断面地质信息，输出预警阀值，判断并输出预警等级。

3.根据权利要求1所述的基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法，其特征在于：步骤s3中，所述单元数据分析包括单元内部监测点数据处理、数据回归分析、数据与阈值比较判断，其中回归分析预测时间点超前，则预测结果不纳入多元数据融合。

4.根据权利要求1所述的基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法，其特征在于：步骤s4中，多元数据融合时，总体风险评估结果不进行融合；

施工前，专项风险评估和施工安全评价结果取较大值作为综合预警结果；

施工中，专项风险评估和施工安全评价结果取较大值参与动态综合监测预警；在超前地质预报、前兆信息、监控量测、专项监测都存在时，前兆信息优先级为最高；当系统不采用前兆信息时，综合等级为多元数据等级比较取大值。

5.根据权利要求4所述的基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法，其特征在于：施工前评价出塌方风险小于Ⅲ级时，不做专项监测预警，由监控量测预警信息与其它多元数据信息融合进行监测预警。

6.根据权利要求1所述的基于多元数据的隧道施工动态塌方安全综合预警方法，其特征在于：所述单元数据分析和多元数据融合结论均以红、橙、黄、蓝标定，红色代表塌方可能性程度或塌方可能规模性程度等级最高Ⅳ级、橙色代表极高Ⅲ级、黄色代表中Ⅱ级，蓝色代表低Ⅰ级。