[发明专利]一种大数据可视化系统及方法

权利要求书

1.一种大数据可视化系统，其特征在于：该系统用于对震后坡体进行大数据可视化分析与处理，其包括数据中心控制系统(1)、区域服务器(2)、室外智能管理终端(3)、斜坡体摄像头(4)、消防智能控制系统(5)、消防手持终端(6)；斜坡体摄像头(4)为多组，用于对区域内斜坡情况进行实时监测，多组斜坡体摄像头(4)分别与本区域内的室外智能管理终端(3)连接通信，并由室外智能管理终端(3)向斜坡体摄像头(4)发布相关指令控制其工作；同时，室外智能管理终端(3)通过网络与接收数据中心控制系统(1)和区域服务器(2)实现数据通信。

2.根据权利要求1所述一种大数据可视化系统，其特征在于：室外智能管理终端(3)向斜坡体摄像头(4)发布的指令包括定位指令、拍照指令、视频指令、录像指令以及文字指令。

3.根据权利要求1所述一种大数据可视化系统，其特征在于：所述手持终端(6)用于对应人员在对坡体进行维护时的记录和操作，手持终端(6)包括控制模块(7)、显示屏(8)、按键模块(9)、语音对讲模块(10)、视频摄像模块(11)、音视频采集模块(12)、红外感应模块(13)、电源模块(14)、蓄电池(15)、4G通信模块(16)、指示灯(17)、存储模块(18)、指纹识别模块(19)、时钟模块(20)、GPS定位及导航模块(21)；语音对讲模块(10)和视频摄像模块(11)通过音视频采集模块(12)连接控制模块(7)，控制模块(7)同时连接显示屏(8)、按键模块(9)、红外感应模块(13)、电源模块(14)、4G通信模块(16)、指示灯(17)、存储模块(18)、指纹识别模块(19)、时钟模块(20)和GPS定位及导航模块(21)；

GPS定位及导航模块(21)能够对当前操作人员进行定位；定位数据采用http协议实时发送到系统中，并记录定位信息；利用语音对讲模块(10)、视频摄像模块(11)、音视频采集模块(12)采集对应的视频和音频数据，实时上传到系统中。

4.根据权利要求1所述一种大数据可视化系统，其特征在于：所述室外智能管理终端(3)包括终端控制器(31)、电源控制系统(32)、GPS定位模块(33)、通信模块(34)、存储模块(35)；

终端控制器(31)分别与电源控制系统(32)、GPS定位模块(33)、通信模块(34)、存储模块(35)连接；

所述电源控制系统(32)外接太阳能充电系统(36)，电源控制系统(32)包括电源控制模块(32A)、电源检测模块(32B)、定时开关模块(32C)以及终端蓄电池(32D)；

电源检测模块(32B)对终端蓄电池(32D)的电量情况进行检测，如果检测出蓄电池电量低时，由外接太阳能充电系统(36)对终端蓄电池(32D)进行充电；定时开关模块(32C)用于实现安防智能终端(5)的定时开机和关机。

5.一种大数据可视化方法，其特征在于；构建大数据可视化系统，运行时室外智能管理终端(3)用于接收数据中心控制系统(1)和区域服务器(2)发来的指令来对斜坡体摄像头(4)进行控制；另外，区域服务器(2)与数据中心控制系统(1)实现数据通信，区域服务器(2)用于暂存并汇总本区域内的数据信息，然后将数据信息传送至数据中心控制系统(1)，数据中心控制系统(1)将获得的数据进行分析并得出斜坡稳定性；数据中心控制系统(1)同时还与消防智能控制系统(5)实现数据通信，当得出坡体险情需要消防人员维护时，数据中心控制系统(1)会向消防智能控制系统(5)传送数据，此时消防智能控制系统(5)通过无线网络与消防手持终端(6)实现数据通信，指导人员进行坡体维护，维护人员通过消防手持终端(6)向消防智能控制系统(5)反馈即时信息；同时，斜坡体摄像头(4)能够与区域服务器(2)实现数据通信。

6.根据权利要求5所述大数据可视化方法，其特征在于；数据中心控制系统(1)将获得的数据进行如下分析；

(一)实现边坡破碎程度划分；根据震后崩滑斜坡情况，提出了坡体破碎程度的划分依据，破碎程度的主要是根据岩土体的裂隙间距与植被覆盖率来确定，破碎程度分为：极度破碎、高度破碎、中度破碎、轻度破碎以及不破碎，划分方式为：

极度破碎：裂隙发育，裂缝间距小于1m，无植被；

高度破碎：裂隙较为发育，裂缝间距小于3m，无植被；

中度破碎：存在裂隙，裂缝间距小于5m，植被稀少；

轻度破碎：存在裂隙，裂缝间距小于10m，植被稀少；

不破碎：岩土体较为完整，植被茂盛，胶结较好；

计算该类崩滑斜坡稳定性和推力大小首先需要将坡体划分滑块，根据崩滑斜坡坡体整体破碎程度，将斜坡划分为n个滑块，划分滑块是与斜坡坡面的长度和整体破碎程度密切相关；

L为极度破碎时滑块占斜坡坡面的长度，高度破碎时滑块占斜坡坡面的长度为3L，中度破碎时滑块占斜坡坡面的长度为5L，轻度破碎时滑块占斜坡坡面的长度为10L；同时，取值可用插值法计算得到；

(二)崩滑土体分块差异稳定性计算；

根据滑块的破碎程度以及裂隙发育程度，对每个计算的滑块进行划分为n个计算单元，划分计算单元依次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ…，其后一计算单元与前一计算单元在斜坡坡面的长度差值分别为l1、l2、l3…ln；根据滑块破碎程度划分标准对l取值：极度破碎时，l＝1m，高度破碎时，l＝3m，中度破碎时，l＝5m，轻度破碎时，l＝10m；

然后对滑块的每一计算单元采用传递系数法进行计算；

①稳定性计算：计算得到n个计算单元的稳定性系数K_1f、K_2f、K_3f…K_nf；根据后一计算单元与前一计算单元在斜坡坡面的长度差值分别为l1、l2、l3…ln，求得其l在斜坡坡面所占的比例，根据推导得出：

K_f＝k₁K_1f+k₂K_2f+k₃K_3f+L+k_nK_nf，

其中，

最终得到斜坡崩滑土体分块差异稳定系数：

②推力大小计算：利用传递系数超载法对滑块的每一计算单元进行计算，得到每一计算单元的推力大小P_1i＇、P_2i＇、P_3i＇…P_ni＇，又由l_n在l₁+l₂+l₃+…+l_n所占的比例，推导得出：

综合上式：

P_ni＝P_n(i-1)×ψ+K_s×T_ni-R_ni (2)

由(1)(2)，求得斜坡崩滑土体分块剩余推力为：