[发明专利]一种城市地面坍塌灾害综合监测预警方法及系统

说明书

本发明提供一种城市地面坍塌灾害综合监测预警方法，根据地面坍塌事故发生机理，确定各类预警评价指标及等级区间；构建评价指标值对于各等级区间的相对隶属度函数；构成相对隶属度矩阵；计算各指标的动态权重向量；计算各类预警u的评价指标集的综合相对隶属度，得到综合相对隶属度向量；根据相对隶属度向量计算各类预警的级别特征值，输出预警级别。本发明针对各类危险源预警，基于事故发生机理，选取了包括监测指标、线下检测指标和静态属性指标在内的预警评价指标，并基于改进的模糊综合分析法实现多指标数据融合，分析风险等级状态，避开了直接基于事故复杂物理模型分析风险状态的方法，简单、科学、有效。

技术领域

本发明涉及地面坍塌事故检测技术领域，具体来说是一种城市地面坍塌灾害综合监测预警方法及系统。

背景技术

地面坍塌是指地表岩、土体在自然、外力或人为因素作用下，向下陷落，并在地面形成塌陷坑/洞的一种现象。近年来，随着中国经济社会快速发展，城市化进程加快，人类活动加强，地面坍塌事故频繁发生，据统计，全国每年发生地面坍塌或沉降的事故达到500～1000次，且往往集中在人口密集的城市和乡镇，造成了大量的经济、财产损失。地面坍塌事故对城市的影响不仅限于它所引起的交通瘫痪，往往还伴随着各种通讯、输水、输气及电力等基础设施的损坏和中断，甚至给人民群众的财产和人身安全造成了严重损害。

根据近年来国内地面坍塌的事故统计和科研工作者对地面坍塌事故的机理研究，城市地面坍塌事故的主要诱因为地下供水、排水等管网破损，地铁和建筑等第三方施工破坏，以及道路施工质量差、年久失修、土壤粘性力低和强降雨等引发的水土流失。鉴于地面坍塌事故的逐年上升趋势、事故的严重危害性、隐蔽性和发生原因的复杂性，地面坍塌防治工作逐渐成为应急、住建和水务等相关政府部门新的重点工作。但是，目前大多数政府部门对城市地面坍塌灾害的防治工作并没有形成统一的领导，并且由于地面坍塌事故机理的复杂性，当前还没有形成一套综合的、预警能力突出的地面坍塌多指标物联网监测技术，造成当前城市地面坍塌灾害防治工作仍处于重应急处置、轻事前预防的状态，因此，亟需形成一套集多指标物联网监测和分析预警于一体的地面坍塌灾害综合监测预警技术，实现地面坍塌灾害提前感知、早期预警和提前防范处置，提高城市地面坍塌灾害防治水平，有效降低事故发生率。

当前，城市地面坍塌灾害的治理工作主要是利用探地雷达法、高密度电阻法、瞬态面波法、微动勘探法、地震映像法和瞬变电磁法等方法对可能引发地面坍塌事故的地下病害体进行综合定期检测，这些技术虽然可以较为有效地发现城市地下空洞、脱空、疏松体和富水体等病害体，但是这些线下检测方法效率低、周期长，不能有效提前防范地面坍塌事故的发生，从近年来全国城市地面坍塌事故统计来看，地面坍塌事故的发生率仍在逐年升高。

申请号为202010424078.1公开了一种地面沉降分区分层监控预警方法及装置，提出了一种针对地面沉降的分区、分层监控预警方法和相应装置，通过划分分层、分区地面沉降单元，在各单元设置精密水准测量、GNSS和InSAR等多类型监测手段，并基于建立的地面沉降信息结算模型，计算得到各地面沉降单元内分层沉降值和沉降风险等级，最终实现地面沉降的监测预警。但地面坍塌灾害不同于地面沉降，地面沉降仅是部分地面坍塌隐患的表观特征，较多的地面坍塌事故具有突发性特点，在事故发生前并无地面沉降现象的存在，因此该方法并不能充分适用于城市地面坍塌灾害的监测预警。对地面坍塌灾害的监测预警，应根据灾害机理，从引发地面坍塌灾害的可能危险源出发，通过对危险源的监测和数据分析，实现地面坍塌灾害的有效监测预警。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种避开了直接基于事故复杂物理模型分析风险状态的方法。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种城市地面坍塌灾害综合监测预警方法，包括以下步骤：

S01.根据地面坍塌事故发生机理，确定各类预警的评价指标；所述的各类预警至少包括供水管网、排水管网、地铁施工、建筑深基坑施工、城市道路导致地面坍塌的预警；