[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

说明书

本发明公开一种基于概率论的岩土工程智能化监测预警方法及装置，所述方法包括：获取监测空间内的监测点的坐标及未监测点的坐标；根据监测点的坐标，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；根据监测点的坐标、未监测点的坐标及数据自相关判定结果，对未监测区域进行插值预测；对插值预测的预测误差进行求解；根据求解的结果，对未监测点位移进行条件随机场建模及蒙特卡洛模拟；对危险预警发生概率进行计算；根据危险预警发生概率，生成实时预警信号。本发明增大了预警监测区域的范围，降低了监测成本，预警效果好。

技术领域

本发明涉及岩土监测技术领域，特别涉及一种基于概率论的岩土工程智能化监测预警方法及装置。

背景技术

土体变形指标的实时监测(如，深部位移)在岩土工程监测预警中起到重要的作用。现有的监测技术中，基于物联网的自动化监测是一种先进的监测技术手段。虽然基于物联网的监测方法，能够实现对于岩土构筑物变形指标的实时监测。然而，物联网监测设备的成本昂贵，为了降低成本，在实际运用中，很难进行大面积的密布测点。由于有限的测点数量，大量的未观测区域可能出现超过预警界限的土体移动，但却无法被传感器实时感知到。这往往造成预警信号无法即时发出，从而导致人员和财产的损失。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供一种能够增大预警区域并能够及时发出预警信号的基于概率论的岩土工程智能化监测预警方法及装置。

第一方面，本发明提供一种基于概率论的岩土工程智能化监测预警方法，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；

根据所述插值预测结果，生成实时预警信号。

在一个实施例中，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。

在一个实施例中，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。

在一个实施例中，对所述监测数据的正态化处理和蒙特卡洛模拟结果进行逆变换满足如下公式：

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。