[发明专利]基于变形速率概率标准化转换的滑坡稳定性预警方法

权利要求书

1.一种基于变形速率概率标准化转换的滑坡稳定性预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，数据预处理：滑坡变形监测并收集滑坡体坡表关键位置的累计位移时间序列数据：S_(m)＝{s₁，s₂，…s_m}；

S2，正态性检验：计算连续的两个监测数据的累积位移差与时间差获得滑坡变形速度时间序列为V_(m)＝{v₁，v₂，…v_m}，计算滑坡变形速度频率分布后，采用Liffiefors检验初步验证当前滑坡变形速度频率分布是否满足正态分布，是则为安全状态，不预警，否则，进入下一步骤；

S3，概率密度函数拟合：将获得所述滑坡变形速度的数值为附零后重新计算滑坡变形速度频率分布，通过Gamma函数拟合大于零的位移速度概率分布得到其概率密度函数；

S4，滑坡变形速度V_(m)累积概率密度函数：分别计算对速度为0和大于0两种情况下的滑坡变形速度累积概率密度函数；

S5，标准正态化转换：通过累积概率函数的等概率变换，建立Gamma分布与标准正态分布之间的转换关系，确定滑坡变形速度与变形指数DI之间的关系；

S6，预警等级划分及输出：依据最后监测点的变形指数数值及其危险区间所属，输出预警等级。

2.如权利要求1所述的基于变形速率概率标准化转换的滑坡稳定性预警方法，其特征在于，步骤S3中，所述概率密度函数f_(v)为：

其中，α和β为形状参数与尺度参数，通过极大似然法估计获得：

其中，m为观测数据数量，为当前所有变形速度的平均值。

3.如权利要求2所述的基于变形速率概率标准化转换的滑坡稳定性预警方法，其特征在于，步骤S4中，当滑坡变形速度大于0时，对式(1)的概率密度函数积分得到其累积概率函数F_(v)为：

当滑坡变形速度等于0时，则其累积概率由下式估计：

其中，n是速度为0的监测数据数量；

此时，滑坡变形速度V_(m)的累积概率函数G_(v)为：

G(v)＝P+(1-P)F(v)      (7)。

4.如权利要求1所述的基于变形速率概率标准化转换的滑坡稳定性预警方法，其特征在于，步骤S5中，所述标准正态化转换为对于任意一个数据样本点的滑坡变形速度v_i，求得其累积概率值后，标准正态分布累积概率函数对应累积概率值下的x值即为变形速度v_i的变形指数DI值。

5.如权利要求4所述的基于变形速率概率标准化转换的滑坡稳定性预警方法，其特征在于，滑坡变形速度V_(m)的累积概率函数G_(v)标准正态化转换公式为：

求解后可得：

其中，c₀，c₁，c₂，d₁，d₂，d₃均为换算系数，分别为2.515517、0.802853、0.010328、1.432788、0.189269、0.001308。

6.如权利要求1所述的基于变形速率概率标准化转换的滑坡稳定性预警方法，其特征在于，步骤S6中，所述变形指数的危险区间划分依据为标准正态函数的概率分布特性。

7.如权利要求6所述的基于变形速率概率标准化转换的滑坡稳定性预警方法，其特征在于，步骤S6中，所述预警等级划分为：-2到-1为强安全；-1到0为弱安全；0到1为弱危险；1到2为强危险；2以上为极其危险。