一种山体灾害预警系统的制作方法

1.本发明涉及山体灾害预警技术领域，尤其涉及一种山体灾害预警系统。


背景技术：

2.山体滑坡和泥石流是较为常见的山体灾害，每年世界各地都会有山体滑坡和泥石流灾害事件发生。我国幅员辽阔，地质环境复杂，山体滑坡和泥石流等地质灾害会给生活在山体附近或者在山体中工作的人们带来生命和财产的威胁，或者生产生活上的不便。
3.因此，如何对山体滑坡和泥石流进行有效监测，在灾害发生之前进行有效预警，并将预警信息及时传递人们，成为亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种山体灾害预警系统，用来解决生活在山体附近或者在山体中工作的人们无法预知山体灾害，不能提前做好应急及避险准备，而遭受生命和财产损失的问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种山体灾害预警系统，可以包括：监测装置、定位装置、无线通信模块和移动终端；
6.所述监测装置设置在山体的监测位置、用于获取预设监测区域的地质信息；
7.所述定位装置用于获取所述预设监测区域的位置信息；
8.所述无线通信模块用于将所述地质信息和所述位置信息发送给所述移动终端；
9.所述移动终端基于所述地质信息预测山体灾害发生的概率；基于所述山体灾害发生的概率和所述位置信息生成第一提示信息，所述第一提示信息用于提示所述位置信息对应的区域山体灾害发生的概率。
10.可选地，所述地质信息可以包括次声波信息、降雨量信息、地应力信息、地面变形信息、水压力信息和山体倾斜信息；
11.所述移动终端对所述次声波信息进行小波分解，判断所述次声波信息是否异常；
12.在确认所述次声波信息异常时将所述降雨量信息、地应力信息、地面变形信息、水压力信息和山体倾斜信息输入神经网络模型，得到山体灾害发生的概率。
13.可选地，所述山体灾害预警系统还可以包括云服务器，所述无线通信模块将所述地质信息和所述位置信息发送给所述云服务器，所述移动终端将所述山体灾害发生的概率发送给所述云服务器；
14.所述云服务器存储所述地质信息和所述山体灾害发生的概率。
15.可选地，所述云服务器对所述地质信息、所述山体灾害发生的概率和山体灾害发生的实际情况进行大数据分析，以对所述神经网络模型进行修正。
16.可选地，所述无线通信模块可以设置为5g模组。
17.可选地，所述监测装置可以包括获取降雨量信息的降雨量监测器、获取视频信息的视频监测装置、获取地应力信息的地应力监测装置、获取次声波信息的次声波监测装置、
获取地面变形信息的地面变形监测装置、获取水压力信息的水压力监测装置和获取山体倾斜信息的山体倾斜监测装置。
18.可选地，所述无线通信模块可以按照预设时间间隔发送所述地质信息和所述位置信息。
19.可选地，所述移动终端可以根据所述次声波信息的异常情况调整所述预设时间间隔，所述次声波信息异常时的所述预设时间间隔小于所述次声波信息正常时的所述预设时间间隔。
20.可选地，所述移动终端还可以用于接收用户输入的灾情信息，根据所述灾情信息生成第二提示信息。
21.可选地，当所述灾情信息为灾情发生确认信息，所述移动终端分析所述灾情发生确认信息所指示的灾害发生区域的视频信息以确认是否发生灾情，在确认发生灾情时生成所述第二提示信息，所述第二提示信息用于提示灾情发生及灾情发生的位置。
22.本发明有以下有益效果：本发明提供的山体灾害预警系统，可以对山体的地质信息进行监测，并将地质信息传递给移动终端，移动终端对地质信息进行处理分析得出山体灾害发生的概率，移动终端基于山体灾害发生的概率及时生成第一提示信息，第一提示信息用于提示山体灾害发生的位置和概率。持有移动终端的人们可以根据第一提示信息，做出应急准备，保证生命和财产安全。
附图说明
23.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
24.图1为本发明中的一些实施例中示出的山体灾害预警系统的结构示意图；
25.图2为本发明中的一些实施例中示出的移动终端生成第一提示信息的流程图；
26.图3为本发明中的一些实施例中示出的移动终端与用户交互界面的示意图。
具体实施方式
27.为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
28.需要说明的是，本发明中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
29.参照图1，对本发明提供的山体灾害预警系统进行描述。本山体灾害预警系统，用于对山体滑坡和泥石流的监测预警。包括监测装置、定位装置、无线通信模块和移动终端。监测装置与无线通信模块可以通过有线通信连接，也可以将无线通信模块集成在监测装置上，定位装置可以与无线通信模块有线通信连接，定位装置也可以集成在监测装置上，无线
通信模块与移动终端无线通信连接。
30.监测装置设置在山体的监测位置、用于获取预设监测区域的地质信息。定位装置用于获取预设监测区域的位置信息。无线通信模块将地质信息与位置信息发送给移动终端。
31.移动终端对地质信息进行处理分析，预测山体灾害发生的概率。当预测山体灾害会有一定概率发生时，生成第一提示信息。第一提示信息用于提示位置信息对应的区域山体灾害发生的概率。
32.如此，生活在山体附近或者在山体中工作的人们，可以随身携带移动终端，移动终端在预测有山体灾害发生的风险时，发出第一提示信息，警告人们做好应急准备。使人们有效避免山体灾害给其带来的生命和财产的损失。
33.移动终端也可以供人们主动查询山体的地质信息，在移动终端没有生成第一提示信息时(移动终端判断没有山体灾害发生的危险)，人们也可以主动查询山体的地质信息，经过自己的分析处理，作出相应的判断，指导自己的生产生活。
34.移动终端，也可以称为移动通信终端。可以表示在移动中使用的计算机设备，例如：移动终端可以是手机、笔记本、平板电脑、pos机或者车载电脑等等。以手机为例，手机安装有预警软件，地质信息、位置信息的处理在预警软件内执行，第一提示信息在预警软件内显示。
35.针对图1中的系统，移动终端可以采用以下实施方式进行预警，参照图2进行说明：
36.其中，地质信息包括次声波信息、降雨量信息、地应力信息、地面变形信息、水压力信息和山体倾斜信息。
37.移动终端对次声波信息进行小波分解，判断次声波信息是否异常；
38.如果次声波信号不异常，则不进行操作；
39.如果次声波信息异常，则将将降雨量信息、地应力信息、地面变形信息、水压力信息和山体倾斜信息输入神经网络模型，得到山体灾害发生的概率；
40.判断山体灾害发生的概率是否小于预设阈值；
41.如果是，则不生成提示信息；
42.如果否，则生成第一提示信息。
43.以山体的a区域为例对第一提示信息进行说明，将预设阈值设置为20％，如果移动终端预测山体灾害发生的概率为20％～30％，此时第一提示信息为生成并发出a区域绿色警报，a区域的位置可以以文字、地图的形式标示。当概率为30％～60％时第一提示信息为黄色警报；当概率为60％～80％时第一提示信息为红色警报；当概率为80％～100％时第一提示信息为鸣笛警报。
44.由于移动终端接收到的次声波信息既会因为山体滑坡(泥石流)产生，也会因为人为活动、水流瀑布或风雨雷电等产生。由于小波分解在频域和时域中都有很好的局部化性质，有着自适应分辨分析的优点，对于低频部分使用较低的时间分辨率和较高的频率分辨率，而在高频段则用逐步精细的频域和时域取样步长，如此能够发现次声波信号的每一个细节。由于人为活动、水流瀑布或风雨雷电等产生的噪声与山体滑坡产生的次声波信号在进行小波分解后有着明显不同的特征，所以利用小波分解能够有效地去除噪声部分，以使对次声波信号的判断更加准确。
45.在判断次声波信号异常后(即判断次声波信号由山体滑坡(泥石流)产生)将降雨量信息、地应力信息、地面变形信息、孔隙水压力信息、山体倾斜信息作为特征输入神经网络模型，神经网络模型通过误差逆传播算法训练确定阈值和权值，使其输出最接近实际的预期效果，神经网络模型以输入、输出的映射关系为基础，通过概率型变换函数输出山体灾害(山体滑坡或泥石流)发生的概率。
46.因为次声波信息是预测山体灾害发生与否的最终要指标，在判断次声波信息异常后，山体灾害发生的概率才大于0，此时对降雨量信息、地应力信息、地面变形信息、孔隙水压力信息、山体倾斜信息采用神经网络算法进行分析，得到的预测概率更加准确。
47.本山体灾害预警系统，还可以包括云服务器，无线通信模块将地质信息和位置信息发送给云服务器，移动终端将山体灾害发生的概率发送给云服务器；云服务器存储地质信息和山体灾害发生的概率。
48.云服务器对地质信息和移动终端预测的山体灾害发生概率进行存储，以便工作人员对历史数据进行追溯。
49.云服务器还可以对地质信息、山体灾害发生的概率和山体灾害发生的实际情况进行大数据分析，以对神经网络模型进行修正。例如每次在确认山体灾害发生后，云服务器对地质信息、移动终端预测的山体灾害发生的概率和山体灾害发生与否的实际情况进行大数据分析，基于统计分布或者密度聚类，对神经网络模型的各数据阈值进行修正，然后移动终端根据数据阈值修正后的网络模型进行预测，如此可以进一步提高移动终端预警的准确度。
50.无线通信模块优选设置为5g模组，5g模组可集成到各个监测装置上。
51.5g模组数据传输速度快，可以将地质信息及时传递给移动终端，供移动终端处理分析，增加预警的及时性。
52.监测装置包括获取降雨量信息的降雨量监测器、获取视频信息的视频监测装置、获取地应力信息的地应力监测装置、获取次声波信息的次声波监测装置、获取地面变形信息的地面变形监测装置、获取水压力信息的水压力监测装置和获取山体倾斜信息的山体倾斜监测装置。
53.其中，监测装置可根据山体大小和山体类型多层布置；对于低山和中山可以以阶梯型布置监测装置，在陡坡处安装山体倾斜监测装置和次声波监测装置，在平坦区域安装地面变形监测装置，在沟壑处安置孔隙水压力监测装置，在山体根部安装地应力监测装置。对于方山可以分别在四个方位安置监测装置做到全面监测；对于高山可以以山脊划分，逐层布置。
54.无线通信模块按照预设时间间隔发送地质信息和位置信息。
55.无线通信模块耗电量较大，按照预设时间间隔发送地质信息和位置信息，可以减少电量的消耗，减少更换电源的次数。预设时间间隔可以为15分钟，或者其他时长。
56.移动终端根据次声波信息的异常情况调整预设时间间隔，次声波信息异常时的预设时间间隔小于次声波信息正常时的预设时间间隔。
57.在移动终端判断次声波信息异常时，则减少无线通信模块发送信息的时间间隔，待判断次声波信号正常时再恢复无线通信模块发送信息的预设时间间隔。如此既能减少无线通信模块的耗电量，又能保证无线通信模块在地质信息异常时及时将地质信息传递给移
动终端，移动终端能够及时进行处理分析，并作出预警。
58.移动终端还用于接收用户输入的灾情信息，根据灾情信息生成第二提示信息。
59.图3为移动终端的交互界面的示意图，人们可以在移动终端上点击“灾情信息输入”输入灾情信息。点击“地质信息查询”进行地质信息查询。有提示信息生成时，会出现在“提示信息栏”。
60.其中，灾情信息可以为灾情发生确认信息，移动终端分析灾情发生确认信息所指示的灾害发生区域的视频信息以确认是否发生灾情，在确认发生灾情时生成第二提示信息，第二提示信息用于提示灾情已经发生及灾情发生的位置。
61.如此，人们可以在发现山体灾害发生时，及时在移动终端上输入灾情确认信息，移动终端在收到灾情确认信息后，可以调取灾情确认信息所指示的灾害发生区域的视频信息，在确认发生灾情时，生成第二提示信息。比如a区发生山体滑坡或泥石流。人们在移动终端上收到第二提示信息后可以采取相应的措施，或者去排除险情；或者因灾害导致道路阻塞而提前更换行进路线等。由于大部分人们都持有移动终端，移动终端增加灾情信息接收功能，可以适当增加发现险情的及时性。
62.灾情信息还可以为用户的预警信息，如用户在山体上看到a区域出现裂痕有山石滑落的风险时，可以将此信息输入移动终端，移动终端可以调取该区域的视频信息，经过判断确实存在山石滑落风险，则生成第二提示信息，第二提示信息用于提示预警内容，如a区域有山石滑落的风险。
63.灾情信息还可以为用户的预测信息，用户可以通过移动终端查看地质信息，通过对地质信息的分析得出要发生山体灾害的结论，然后输入移动终端。移动终端将用户的预测信息发送至云服务器。云服务器对预测信息进行存储，并与灾害是否发生的实际情况进行对比，判断预测信息的准确性。云服务器对用户的预测次数与准确率进行统计，当用户的预测次数达到预设阈值且准确率达到预设阈值时，则将该用户标记为专家用户，如一个用户预测了100次要发生山体灾害，有95次都发生了山体灾害。当移动终端收到专家用户的预测信息而移动终端通过神经网络模型预测，判断山体灾害概率小于20％而没有生成第一信息时，移动终端生成第二提示信息，第二提示信息用于提示专家用户预警，通知人们做好应急准备。移动终端增加接收用户的预测信息的功能，还可以增加用户对地质信息及预警系统的关注度，提高防灾意识。
64.尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
65.尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。