(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111590730.8 (22)申请日 2021.12.23 (71)申请人 北京中关村智连安全科 学研究院有 限公司 地址 102100 北京市延庆区延庆镇妫水 北 街5号院2号楼1至2层101 (72)发明人 罗晓琴　史雪静　吴志祥　李文娟　 孙宝强　 (74)专利代理 机构 北京嘉途睿知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11793 专利代理师 李鹏 (51)Int.Cl. G08B 21/10(2006.01) G08B 21/18(2006.01) G06Q 10/04(2012.01)G06Q 50/08(2012.01) (54)发明名称 一种土石坝安全状态预警方法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种土石坝安全状态预警方法 及系统， 方法包括以下步骤： 根据土石坝灾害的 发生原理、 发生过程和土石坝的自身特性， 确定 预警监测模块需要监测的参数， 预 警监测模块可 获得土石坝的坝体自身特性、 环境量指标、 动力 学特征以及运动学指标； 确定每个监测点的各个 监测指标的权重值， 根据各个监测指标的监测数 值和权重值确定每个监测指标的预 警等级量， 根 据每个监测指标的预警等级量计算综合预警等 级量； 根据综合预警等级量确定预警等级， 生成 输出并展示预 警信息； 根据不同的预警等级采取 相应的应对措施。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114495430 A 2022.05.13 CN 114495430 A 1.一种土石坝安全状态预警方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 根据土石坝灾害的发生原理、 发生过程和土石坝的坝体自身特性， 确定预警监测模 块需要监测的参数， 预警监测模块可获得土石坝的土石坝自身 特性、 环境量指标、 动力学特 征以及运动学指标； S2、 确定每个监测点的各个监测指标的权重值， 根据各个监测指标的监测数值和权重 值确定每个监测指标的预警等级量， 根据每个监测指标的预警等级量计算综合预警等级 量； S3、 根据综合预警等级量确定预警等级， 生成输出并展示预警信息； S4、 根据不同的预警等级采取相应的应对措施。 2.根据权利要求1所述的一种土石坝安全状态预警方法， 其特 征在于， 所述坝体自身特性包括筑坝材 料和坝高； 所述环境 量指标包括24小时降雨 量、 库水位和渗透 压； 所述动力学 特征包括振幅、 常时振动频率、 异常振动频次和振动冲击加速度； 所述运动学指标包括 倾角量、 倾角变化速率、 位移量和位移变化速率。 3.根据权利要求1所述的一种土石坝安全状态预警方法， 其特 征在于， 所述综合预警等级量FC等于每个监测点的各个监测指标N的预警等级量Fi之和： m为监测点数量， n为监测指标的数量， fm为第m个监测点的n个监测指标的预 警等级量之 和。 4.根据权利要求1所述的一种土石坝安全状态预警方法， 其特 征在于， 所述24小时降雨 量的预警等级量F1的计算公式如下： 式中： F1——24小时降雨量预警等级量； w1——24小时降雨量权重值； R——24小时最大 降雨量， 当R>6.7时， R取6.7； T1——最大降雨量发生时刻； T——土石坝灾害早期预警系统 计算触发时刻； 所述库水位 W的预警等级量F2的计算公式如下： F2＝w2×W， w2为库水位 W的权重值； 所述渗透压P的预警等级量F3的计算公式如下： F3＝w3×P， w3为渗透压P的权重值； 所述倾角量θ 的预警等级量F4的计算公式如下： F4＝w4×θ， 当θ ＞2时， θ ＝2， w4为倾角量θ 的权 重值； 所述倾角变化速率vθ的预警等级量F5的计算公式如下： F5＝w5×vθ， 当vθ＞1.5时， vθ＝1.5， w5为倾角变化速率vθ的权重值； 所述位移量d的预警等级量F6的计算公式如下： F6＝w6×d， 当d＞3 0时， d＝3 0， w6为位移量d的权 重值； 所述位移变化速率vd的预警等级量F7的计算公式如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114495430 A 2F7＝w7×vd， 当vd＞2.3时， vd＝2.3， w7为位移变化速率vd的权重值； 所述常时振动频率的预警等级量F8的计算公式如下： F8＝w8×v； f0为初始常时振动频率， fn为实时测量的常时振动频率， v为安全度变化率， w8为常时振 动频率的权 重值； 所述异常振动频次的预警等级量F9的计算公式如下： F9＝w9×V×N， 当V×N＞2.5时， V ×N＝2.5； V为振动大小， N 为振动次数， w9为异常振动频次的权 重值； 所述振幅A的预警等级量F10的计算公式如下： F10＝w10×A， 当A＞0.5时， A＝0.5， w10为振幅A的权 重值； 所述振动冲击加速度Vacc的预警等级量F11的计算公式如下： F11＝w11×Vacc， w11为振动冲击加速度的权 重值。 5.根据权利要求4所述的一种土石坝安全状态预警方法， 其特征在于， 各个监测指标的 权重值根据土石坝的坝体自身特性调整。 6.根据权利要求5所述的一种土石坝安全状态预警方法， 其特征在于， 坝体材料越差， 权重值w1、 w2、 w3越大。 7.根据权利要求5所述的一种土石坝安全状态预警方法， 其特征在于， 坝体材料越差， 坝高越高， 权 重值w4、 w5、 w6、 w7越大。 8.根据权利要求5所述的一种土石坝安全状态预警方法， 其特征在于， 坝高越高， 权重 值w8、 w9、 w10、 w11越大。 9.根据权利要求1所述的一种土石坝安全状态预警方法， 其特征在于， 预警等级分为0、 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ五个等级， 分别对应绿、 蓝、 黄、 橙和红色预警。 10.一种土石坝安全状态预警系统， 其特 征在于， 包括： 土石坝监测数据模块， 用于获取并存储土石坝的坝体自身特性、 环境量指标、 动力学特 征以及运动学指标的数据； 综合预警等级量的计算模块， 通过土石坝监测数据模块内各个监测指标的监测数值和 权重值计算综合预警等级量； 预警信息 输出模块， 用于生成输出并展示预警信息； 运维控制模块， 用于监测 和控制土石坝安全状态预警系统各模块的运行状况。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114495430 A 3