[发明专利]一种基于概率论的岩土工程智能化监测预警方法及装置

权利要求书

1.一种基于概率论的岩土工程智能化监测预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取监测空间内的监测点的坐标及未监测点的坐标；

根据所述监测点的坐标，获取监测点土体深部位移的监测数据；

根据所述监测点的监测数据对深部位移在空间上分布的趋势结构进行判定；

根据所述趋势结构判定结果对深部位移数据进行数据自相关判定；

根据所述监测点的坐标、未监测点的坐标及所述数据自相关判定结果，对未监测区域进行插值预测；

对所述插值预测的预测误差进行求解；

根据所述求解的结果，对未监测点位移进行条件随机场建模及蒙特卡洛模拟；

根据所述蒙特卡洛模拟结果，对危险预警发生概率进行计算；

根据所述危险预警发生概率，生成实时预警信号。

2.如权利要求1所述的基于概率论的岩土工程智能化监测预警方法，其特征在于，在所述步骤“根据所述监测点的监测数据对深部位移在空间上分布的趋势结构进行判定”之前还包括：

对所述监测点土体深部位移的监测数据进行正态化处理。

3.如权利要求2所述的基于概率论的岩土工程智能化监测预警方法，其特征在于，在所述步骤“根据所述求解的结果，对未监测点位移进行条件随机场建模及蒙特卡洛模拟”之后还包括：

对所述蒙特卡洛模拟结果进行逆变换。

4.如权利要求3所述的基于概率论的岩土工程智能化监测预警方法，其特征在于，对所述监测数据正态化处理和蒙特卡洛模拟结果进行逆变换应满足如下公式：

式中，λ为向量，向量λ为元素全是λ₂的向量，z_i+λ₂＞0，λ₂是为了保证z_i+λ₂恒大于0的参数，z为转换前的测点位移量，z_i为第i个观测点对应的位移量，z_t,i为转换后的测点位移量，gm(z+λ)为几何平均值，λ₁为数据集z的最小的残差平方，i、t均为自然数。

5.如权利要求1或2所述的基于概率论的岩土工程智能化监测预警方法，其特征在于，所述“对未监测区域进行插值预测”包括：对未监测区域进行克里金插值预测。

6.如权利要求1或2所述的基于概率论的岩土工程智能化监测预警方法，其特征在于，所述“根据所述趋势结构判定结果对深部位移数据进行数据自相关判定”的方法包括：

采用极大似然估计法结合Matérn方程对所述深部位移数据进行自相关结构判定。

7.如权利要求6所述的基于概率论的岩土工程智能化监测预警方法，其特征在于，所述Matérn方程如下：

式中，h_ij为任意两个位移测点的空间距离，ν是一个范围从0到无限大的平滑参数，r是范围参数，Γ(ν)为伽玛方程，K_ν是ν阶的第二类贝塞尔公式，R(h_ij)为若干位移测点的空间距离的自相关方程，i、j均为自然数。

8.一种基于概率论的岩土工程智能化监测预警装置，其特征在于，包括：

坐标获取模块，用于获取监测空间内的监测点的坐标及未监测点的坐标；

监测数据获取模块，用于根据所述监测点的坐标，获取监测点土体深部位移的监测数据；

趋势结构判定模块，用于根据所述监测点的监测数据对深部位移在空间上分布的趋势结构的判定；

数据自相关判定模块，用于根据所述趋势结构判定结果对深部位移数据进行数据自相关判定；

插值预测模块，用于根据所述监测点的坐标、未监测点的坐标及所述数据自相关判定结果，对未监测区域进行插值预测；

误差求解模块，用于对所述插值预测的预测误差进行求解；

建模模拟模块，用于根据所述求解的结果，对未监测点位移进行条件随机场建模及蒙特卡洛模拟；

危险概率计算模块，用于根据所述蒙特卡洛模拟结果，对危险预警发生概率进行计算；

预警信号生成模块，用于根据所述危险预警发生概率，生成实时预警信号。