專利名稱：泥石流早期警報系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于監(jiān)測泥石流預警系統(tǒng)，尤其提前量不及預報，但遠大于警報，系統(tǒng)分級
發(fā)布警報，總提前量不小于1小時的泥石流預警裝置制造領域。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外泥石流預警報系統(tǒng)研究中的預報部分過多地依賴天氣預報。但天氣預報也只能得到泥石流形成的兩大必要條件之一，即水源條件。而另一必要條件，即物源條件(固體物質(zhì)來源)則更為復雜，距離實用尚待時日。至于目前各種警報方法(如地聲法、泥位法、斷線法、沖擊力法等)，都有其局限性，因而人們都愿意將其集成在一起，起到互補(或互相保險)的作用，萬一其中一種方法失效，還有其他方法來替代。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點，本發(fā)明的目的是就現(xiàn)有泥石流學科水平，設計一種泥
石流早期警報系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點，將降雨量監(jiān)測、泥位監(jiān)測、泥石流次聲監(jiān)測
和圖像監(jiān)測集成在一起，根據(jù)雨量、泥位、次聲到圖像的四種泥石流即將來臨和已來臨的信
息集成表達以達到信號互補綜合判斷， 本發(fā)明的目的是通過如下的手段實現(xiàn)的。 —種泥石流早期警報系統(tǒng)，由現(xiàn)場監(jiān)測設備、傳輸網(wǎng)絡、監(jiān)測中心服務端、監(jiān)測中心客戶端構(gòu)成；其中，現(xiàn)場監(jiān)測設備由遙測智能雨量計，泥石流次聲警報器，超聲泥位計和圖像監(jiān)測設備組成；監(jiān)測中心服務端由雨量信息接收處理系統(tǒng)、次聲信息接收處理系統(tǒng)、泥位信息接收處理系統(tǒng)、圖像接收處理系統(tǒng)組成；監(jiān)測中心客戶端由信息顯示單元、數(shù)據(jù)分析單元、閾值配置單元組成。本發(fā)明將降雨量監(jiān)測、泥位監(jiān)測、泥石流次聲監(jiān)測和圖像監(jiān)測集成在一起，根據(jù)雨量、泥位、次聲到圖像的四種泥石流即將來臨和已來臨的信息集成表達以達到信號互補綜合判斷的效果。 采用如上的設計后，將降雨量監(jiān)測、泥位監(jiān)測、泥石流次聲監(jiān)測和圖像監(jiān)測集成在一起，根據(jù)雨量、泥位、次聲到圖像的四種泥石流即將來臨和已來臨的信息，可以分別得到1小時和至少IO分鐘的提前量。本發(fā)明將降雨量監(jiān)測、泥位監(jiān)測、泥石流次聲監(jiān)測和圖像監(jiān)測集成在一起，根據(jù)雨量、泥位、次聲到圖像的四種泥石流即將來臨和已來臨的信息集成表達以達到信號互補綜合判斷的效果。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本發(fā)明的遙測智能雨量計結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是本發(fā)明的泥石流次聲警報器結(jié)構(gòu)框圖。
圖4是本發(fā)明的超聲泥位計結(jié)構(gòu)框圖。
圖5是本發(fā)明的圖像監(jiān)測設備結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。 如圖l所示的結(jié)構(gòu)框圖，現(xiàn)場監(jiān)測設備(1)、傳輸網(wǎng)絡(2)、監(jiān)測中心服務端(3)、監(jiān)測中心客戶端(4)。 現(xiàn)場監(jiān)測設備(1)由遙測智能雨量計(11)，泥石流次聲警報器(12)，超聲泥位計(13)和圖像監(jiān)測設備(14)組成。負責現(xiàn)場降雨量、泥石流次聲、泥位、圖像等信息的采集和處理。遙測智能雨量計(11)被置放泥石流域內(nèi)的某地(該地為流域形成泥石流的指標性地點)，雨量計可以實時地將逐時(以分鐘計)雨量記錄，儲存和發(fā)送至早期警報系統(tǒng)。遙測智能雨量計(11)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，具體包括雨量傳感器(111)、信號采集單元
(112) 、數(shù)據(jù)處理單元(113)、數(shù)據(jù)傳輸單元(114)。雨量傳感器(111)將降雨量信息轉(zhuǎn)化為脈沖信息，信號采集單元(112)對雨量傳感器(111)產(chǎn)生的脈沖進行計數(shù)，數(shù)據(jù)處理單元
(113) 對數(shù)據(jù)進行過濾和存儲，數(shù)據(jù)傳輸單元(114)將數(shù)據(jù)打包傳輸。 泥石流次聲警報器(112)可以接收流域源地崩塌物進入溝床，泥石流在溝床流動，出山口 ，進入堆積扇和進入主河道全過程的次聲信號。因而，能判斷泥石流發(fā)生和流動，主動地確定何時報警。泥石流次聲警報器(12)的結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示，具體包括次聲傳感器(121)、信號采集單元(122)、數(shù)據(jù)處理單元(123)、數(shù)據(jù)傳輸單元(124)。次聲傳感器(121)采集次聲信號并轉(zhuǎn)化為電信號，信號采集單元(122)對采集次聲傳感器的電信號并進行放在濾波，數(shù)據(jù)處理單元(123)對數(shù)據(jù)進行過濾和存儲，數(shù)據(jù)傳輸單元(124)將數(shù)據(jù)打包傳輸。 超聲泥位計(13)監(jiān)測泥位，當泥石流流通段相對穩(wěn)定時，用超聲波傳感器懸掛溝床之上，測定泥石流來臨時，用泥位的差別來實施報警，其提前量取決于設備與溝口的距離。超聲泥位計的結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示，具體包括超聲波探頭(131)、信號采集單元(132)、數(shù)據(jù)處理單元(133)、數(shù)據(jù)傳輸單元(134)。超聲波探頭(131)發(fā)射和接收超聲波，根據(jù)超聲波的往返延遲計算距離，然后將距離數(shù)據(jù)發(fā)送給信號采集單元(133)，信號采集單元采集距離數(shù)據(jù)并進行濾波，數(shù)據(jù)處理單元(133)對數(shù)據(jù)進行過濾和存儲，數(shù)據(jù)傳輸單元(134)將數(shù)據(jù)打包傳輸。 圖像監(jiān)測設備(14)安置在流域出山口泥石流溝床近旁，它可實時地將泥石流圖像傳送至系統(tǒng)。另外，根據(jù)圖像解析原理，即使在一只攝像機的條件下，如果已知入射角和攝像機與被攝物體的距離，則可以根據(jù)拍攝到的圖像得到泥石流流速、寬度和龍頭高度等參數(shù)。圖像監(jiān)測設備(14)的結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示，具體包括攝像機(141)、圖像采集單元(142)、圖像編碼單元(143)、圖像傳輸單元(144)。 傳輸網(wǎng)絡(2)負責將現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)(雨量、泥位、次聲、圖像等)上傳到中心站?？蛇x的傳輸方式包括GPRS/CDMA/3G或有線(光纖、ADSL)等多種通訊方式，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，靈活選擇。 監(jiān)測中心是本系統(tǒng)信息處理中心，包括監(jiān)測中心服務端(3)和監(jiān)測中心客戶端(13)。各現(xiàn)場監(jiān)測點設備(1)采集的災害信息通過傳輸網(wǎng)絡(2)匯集到監(jiān)測中心服務端(3)，監(jiān)測中心服務端(3)對信息進行處理和存儲，相關(guān)業(yè)務部門和有關(guān)領導可利用監(jiān)測中心客戶端(4)，通過無線網(wǎng)絡、Internet等多種方式進行實時監(jiān)控和查詢。
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監(jiān)測中心服務端(3)由雨量信息接收處理系統(tǒng)(31)、次聲信息接收處理系統(tǒng)(32)、泥位信息接收處理系統(tǒng)(33)、圖像接收處理系統(tǒng)(34)組成。雨量信息接收處理系統(tǒng)(31)接收和處理雨量數(shù)據(jù)，進行存儲和統(tǒng)計，計算出降雨累積值和十分鐘、一小時、24小時等降雨強度值，并根據(jù)設定的閾值進行預警判斷。次聲信息接收處理系統(tǒng)32接收次聲信號，當信號有一定的持續(xù)時間(大于10秒達1分鐘左右)和一定的強度(聲壓值超O. lpa)，便可確定泥石流發(fā)生。泥位信息接收處理系統(tǒng)(33)接收和處理泥位信息，從測得泥位與原溝床底而得到泥石流水深，如果溝床比較穩(wěn)定，則可根據(jù)水深斷面而計算出泥石流流速、流量，其報警閥值則由具體流域而定。圖像接收處理系統(tǒng)(34)接收和處理圖像信息，一方面記錄泥石流已在溝床流動運動全過程，另一方面根據(jù)攝像機至溝床距離和入射角，計算泥石流表面流速，龍頭高度，流體寬度，并計算出泥石流流量等參數(shù)。 監(jiān)測中心客戶端4由信息顯示單元(41)、數(shù)據(jù)分析單元(42)、閾值配置單元(43)組成。信息顯示單元(41)以各種圖表形式顯示雨量、次聲、泥位的實時信息和報警信息，以及監(jiān)測點的圖像信息。數(shù)據(jù)分析單元(42)對實時和歷史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并對雨量、次聲、泥位和圖像信息進行綜合處理判斷，決策機構(gòu)可以根據(jù)此信息發(fā)布黃色(來自雨量的閾值)，橙色(來自次聲和泥位信息)和紅色(來自圖像)三種警報，同時發(fā)布撤離、避難、封閉交通線等命令。閾值配置單元(43)可以對報警閾值進行配置管理，從而不斷修正完善報警閾值。 采用本發(fā)明的泥石流早期警報系統(tǒng)，可在目前尚未達到準確預報的技術(shù)條件下，以警報為主，結(jié)合部分臨報功能的一種減災手段。此前，系統(tǒng)中的每個單項均有不少實用的實例，本系統(tǒng)將其有機地組合，發(fā)掘各項的優(yōu)勢，達到互相補充，互相印證，同時發(fā)揮現(xiàn)代通訊技術(shù)，使決策機構(gòu)可以及時發(fā)布警報，以減少或避免人員傷亡。
權(quán)利要求
泥石流早期警報系統(tǒng)，其特征在于，由現(xiàn)場監(jiān)測設備1、傳輸網(wǎng)絡2、監(jiān)測中心服務端3、監(jiān)測中心客戶端4構(gòu)成；其中，所述現(xiàn)場監(jiān)測設備1由遙測智能雨量計11，泥石流次聲警報器12，超聲泥位計13和圖像監(jiān)測設備14組成；所述監(jiān)測中心服務端3由雨量信息接收處理系統(tǒng)31、次聲信息接收處理系統(tǒng)32、泥位信息接收處理系統(tǒng)33、圖像接收處理系統(tǒng)34組成；所述監(jiān)測中心客戶端4由信息顯示單元41、數(shù)據(jù)分析單元42、閾值配置單元43組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述之泥石流早期警報系統(tǒng)，其特征在于，所述負責將現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)上傳到中心站的傳輸網(wǎng)絡2可選的傳輸方式包括GPRS/CDMA/3G、有線光纖和ADSL多種通訊方式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述之泥石流早期警報系統(tǒng)，其特征在于，所述雨量信息接收處理系統(tǒng)31根據(jù)預先設定的閾值提供預警警報通斷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種泥石流早期警報系統(tǒng)，由現(xiàn)場監(jiān)測設備(1)、傳輸網(wǎng)絡(2)、監(jiān)測中心服務端(3)、監(jiān)測中心客戶端(4)構(gòu)成；其中，現(xiàn)場監(jiān)測設備(1)由遙測智能雨量計(11)，泥石流次聲警報器(12)，超聲泥位計(13)和圖像監(jiān)測設備(14)組成；監(jiān)測中心服務端(3)由雨量信息接收處理系統(tǒng)(31)、次聲信息接收處理系統(tǒng)(32)、泥位信息接收處理系統(tǒng)(33)、圖像接收處理系統(tǒng)(34)組成；監(jiān)測中心客戶端(4)由信息顯示單元(41)、數(shù)據(jù)分析單元(42)、閾值配置單元(43)組成。本發(fā)明將降雨量監(jiān)測、泥位監(jiān)測、泥石流次聲監(jiān)測和圖像監(jiān)測集成在一起，根據(jù)雨量、泥位、次聲到圖像的四種泥石流即將來臨和已來臨的信息集成表達以達到信號互補綜合判斷的效果。
文檔編號G08B21/10GK101777240SQ201010100178
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者余南陽, 章書成 申請人:西南交通大學