[发明专利]一种基于多信息感知的灾害预警锚杆及灾害预警方法

权利要求书

1.一种基于多信息感知的灾害预警方法，其特征在于，在观察点局部范围内安装N根灾害预警锚杆；N≥3；

设置预警周期和采样周期，即预警时间点和采样点间隔；设置时间窗口大小；

设定预警参数变化阈值向量S_th＝(s_1th,s_2th,···,s_jth,···,s_Mth)，其中v_jth表示第j种预警参数的变化阈值，j＝1,2,···,M，M表示预警参数的种类数；

在每个采样点，根据第i根灾害预警锚杆上多种信号传感器监测到的数据，计算得到M种预警参数的值，得到一个预警参数向量，记为V_i＝(v_i1,v_i2,···,v_ij,···,v_iM)，i＝1,2,···,N，v_ij表示V_i中第j种预警参数的值；计算v_jmax＝max(v_1j,v_2j,···,v_ij,···,v_Nj)，并得到最终的预警参数向量V_max＝(v_1max,v_2max,···,v_jmax,···,v_Mmax)；在每个预警时间点，将其前一个时间窗口内所有采样点计算得到最终的预警参数向量中的M种预警参数值分别进行直线拟合，得到M根直线，取这M根直线的斜率，记为S＝(s₁,s₂,···,s_j,···,s_M)；将s_j和s_jth中相同维度的元素进行比较，若s_j＞s_jth，则令w_j＝1，否则w_j＝0；由w_j,j＝1,2,···,M组成预警向量W＝(w₁,w₂,···,w_j,···,w_M)；根据W中等于1的元素个数进行不同级别的危险预警，等于1的元素个数越多，表明危险级别越高。

2.根据权利要求1所述的基于多信息感知的灾害预警方法，其特征在于，所述M＝9，9种预警参数分别为：位移、位移速率、位移的3阶导数、位移速率的0.5阶导数、压力、压力的变化率的0.5阶导数、振动峰值加速度、振动持续时间、振动峰值上升时间。

3.一种基于多信息感知的灾害预警锚杆，其特征在于，所述灾害预警锚杆上设置有多种信号传感器以及预警器；所述多种信号传感器用于感知锚杆安装位置的岩体的各种信息；预警器基于多种信号传感器感知到的信息进行预警；

所述灾害预警锚杆用于实现权利要求1所述的灾害预警方法。

4.根据权利要求3所述的基于多信息感知的灾害预警锚杆，其特征在于，所述多种信号传感器包括振动传感器(8)、位移传感器(9)和压力传感器(10)。

5.根据权利要求3所述的基于多信息感知的灾害预警锚杆，其特征在于，所述预警器为光电预警器。

6.根据权利要求5所述的基于多信息感知的灾害预警锚杆，其特征在于，所述光电预警器(6)包括电源、LED控制器、三个灯座(61)、三个LED灯、三个灯罩和一个灯光增强罩(7)；所述电源用于为三个LED灯供电，LED控制器用于根据多种信号传感器感知到的信息控制三个LED灯电源的通断；所述三个灯座(61)分别用于安装三个LED灯；三个灯罩分别罩在三个LED灯上；灯光增强罩罩在三个灯罩外。