基于大数据的煤矿水害远程监测预警系统研究

在充分挖掘煤矿地质与水文地质资料的基础上,分析煤矿主要突水模式及影响突水关键因素,与煤矿水害动态实时监测数据相结合,依托云计算和大数据技术建设水文地质数据库,基于现有煤矿水害监测技术,进行煤矿水害监测预警系统总体设计。结合大数据技术,研发系统功能模块,实现煤矿水害监测预警系统。系统应用表明,该系统功能完备,界面友好,能充分利用实时监测数据,快速有效反应实际情况,为煤矿的安全生产提供有力保障。     

全国水情预警公共服务系统设计与实现

及时准确的水情预警信息不仅为防汛抗旱减灾工作提供了技术支持,同时提高了人民群众防灾减灾意识。为切实做好水情预警信息统一发布工作,专门开发了全国水情预警公共服务系统,实现了预警信息的统一汇集和对外发布,提供水情预警信息订阅等服务,提高了水情预警的工作效率,扩大了预警信息的影响力和公众认知度,具有较好的社会影响。     

矿井电阻率法监测系统在采煤工作面水害防治中的应用

煤矿智能化、无人化开采迫切需要水害隐患地质透明化为其保驾护航。矿井电阻率法监测系统针对工作面回采过程中的水害问题,采用伪随机信号发射和全波形数据采集提高设备的抗干扰能力,采用电极接地条件一致性校正和监测数据归一化处理等手段压制假异常,采用时移电阻率成像实现水害隐患电阻率异常响应的识别和提取,通过监测工作面回采过程中顶、底板电阻率变化对水害风险进行判识,实现采动工作面水害隐患的地质透明化。结合矿井电阻率法监测系统近年来的井下现场试验,分别介绍其在顶、底板水害监测中的应用案例。井下试验结果显示,电阻率法监测可以有效捕捉顶、底板出水过程的前兆信息。但在实际应用中,矿井电阻率法监测系统依旧面临强电磁干扰以及采空区监测线缆难以保护等问题,并且采掘扰动对煤岩电阻率的影响机理研究不足,导致对电阻率异常进行分析解释时存在较大争议,还需要进一步开展相关研究工作。      

福建地质灾害监测预警专项平台设计与实现

平台依托“天地图·福建”,利用三维地理信息和物联网技术,建成了连接地质灾害监测设备的三维立体监测大数据中心,并实现了数据汇集、灾情预警和灾情处置的信息化闭合管理功能。正式上线运行2年多来,取得了较好的应用效果,是“人防+技防”地质灾害监测预警实验工作实现的重要技术手段。     

青海省地质灾害监测预警信息化平台建设与实现

在全球变化的影响下地质灾害发生的频率明显上升,建设青海省地质灾害监测预警信息化平台对于保证地区生命财产安全十分重要。本文从青海省地质灾害监测预警信息化平台的设备布设、系统建设、平台功能、运行现状阐述其建设与实现过程。目前青海省地质灾害监测预警信息化平台已经可以达到地质灾害不同来源,不同批次的灾害点信息统一管理动态更新,做到数据集成化、成果可视化、信息综合化、系统一体化。青海省地质灾害监测预警信息化平台包括地质灾害调查评价系统、地质灾害监测预警系统、地质灾害气象预警系统等10个模块。现阶段所有的普适性监测数据可以同步发送到国家级地质灾害监测数据平台,能够高效支撑地灾预警工作。监测预警信息化平台能够对实时采集的监测数据自动进行分析,支持多种预警模型进行判别;当监测数据发生变化触及预设判别模型时,能够自动发送地灾预警信息。通过系统试运行,已经有了成果监测预警的案例,数据可靠能够满足监测预警的需求。     

德化县地质灾害监测预警信息系统的设计与实现

从德化县地质灾害监测预警分析入手,设计基于arcgis的地质灾害监测预警信息系统,并对系统目标、系统设计、系统功能进行了分析,为县级地质灾害的管理与防治提供参考依据。     

基于WebGIS的实时水情信息发布与预警系统的设计与实现

结合浙江省水情信息采集系统建设迅速发展的现状,采用B/S架构,运用当前先进的ArcIMS、XML、数据库、网络、时空可视化技术,设计并开发一个及时、准确、直观、功能齐全的实时水情信息发布与预警系统。系统实现了水雨情信息的查询、监视、发布与预警功能,直观地展现汛情形势,为全省各级政府防汛抗旱决策指挥提供科学、统一、可靠的信息平台,更好地发挥了水情信息在防汛决策指挥中的耳目和参谋作用。     

北京市突发地质灾害监测预警系统设计与实现

北京市突发地质灾害监测预警系统功能覆盖了灾害调查、监测、分析、预警、应急管理工作的全流程.该系统在设计中采用了诸多关键技术:用基于地质要素分类的监测方法来解决单纯按对象分类监测方法而产生的数据使用局限问题;针对结构化、非结构化、空间的各类监测预警数据采用三重分类并分别集成的方法来解决地质信息系统普遍存在的多源异构数据存储利用的问题;用建立统一通讯规约的方法来解决设备数据接收和管理的问题;用分灾种、分时空精度、分方法建立预警模型库的方式来解决预警模型合理性、准确性和时效性的问题.     

莱芜市土地登记系统的设计与实现

针对现有土地登记发证业务的特点和作业方式,提出了莱芜市土地登记系统的设计思路和原则,依托莱芜市三维国土一张图管地平台开发设计了土地登记系统。总体上实现了土地登记办公的整个业务流程,为政府管理部门办理日常业务提供了新模式。     

世界地质公园数据库管理信息系统设计与实现

参照《联合国教科文组织世界地质公园操作指南》相关要求,构建了以地质遗迹为主的"一张图"世界地质公园数据库管理信息系统。该系统基于SupMap objects.net和J2EE平台,以面向对象的方法进行系统设计,采用C#语言、Java语言进行系统开发,各功能采用模块化设计,为软件功能拓展和升级更新提供便利;采用界面和数据分离,为程序的安全性和可靠性提供保障。主要功能模块有数据成果管理子系统和"一张图"业务管理子系统,通过软件可实现地质公园海量数据动态更新与共享,录入、更改、删除、存储、管理、数据导入、影像入库、系统配置以及地质公园三维可视化浏览、查询、检索、地图标注、统计成图、三维量测、空间分析等功能,并针对性地开发了建设视域地形对比分析、游览线路飞行浏览等功能。该系统用户界面格式统一、直观高效、易于操作。     

煤矿突水监测预警系统中的关键技术

开展煤矿水害预警监测是实现煤矿安全开采、减少水害损失的关键。通过对煤矿突水监测预警系统研究和发展现状的分析,结合部分矿井的监测实践,指出煤矿突水监测预警系统中的关键技术是监测参数的选择、监测设备的稳定性与精确度、监测地点的选择与钻孔布置、预警阈值及报警设置等4个方面,提出了煤矿突水监测预警系统优化和完善的思路。     

城市地下空间安全监测与预警指标研究

为保障城市地下空间开发利用的安全性,促进城市可持续发展,通过文献调研、现场调查和专家咨询等方法,分析提出城市地下空间监测的五项原则,将监测对象划分为三类：工程结构本体、周围岩土体以及周边环境。将监测指标归纳为变形类、力学类、振动类和宏观状态类共四类,其中变形类指标执行双控要求,其他三种指标执行单控要求。监测趋势预测分析可采用公式法、回归分析法、时间序列分析法、灰色预测法、神经网络法和支持向量机法等。全国各地监测控制值基本一致,但预警分级标准存在地区差异,其中北京市和广州市分级预警具有较大参考价值。目前城市地下空间安全监测存在七项不足：预警分级标准不完善,人工监测效率低,监测参数单一,监测信息缺少共享协同,测量精度较低,重监测轻预测以及缺乏数据融合和机器学习应用。针对这些问题,可采取七项措施进行改进：建立合理预警分级标准,发展自动化与智能化监测,多参数综合监测,应用远程监测与云平台,开发高精度测量设备,监测和预测并重,以及数据融合与机器学习应用。     

水资源承载力预警研究进展

针对水资源承载力预警方法的研究,通过揭示水资源-社会经济-生态环境复合系统间各要素的相互作用机制,可有效地对水资源承载力的突发和异常状况进行事前行为评价和预警,是资源环境承载能力预警研究的关键组成部分。为此,借鉴有关学科领域对预警系统现有的研究成果,立足于水资源承载力预警系统的概念和机制,从诊断、预测、评价和调控方面对水资源承载力预警的主要方法进行综述,并提出水资源承载力预警未来研究重点和主要发展方面的建议,包括:① 进一步完善水资源承载力预警系统的概念界定;② 构建水资源承载力预警指标体系;③ 深入水资源承载力预警系统的整体研究;④ 重视实现水资源承载力预警动态性预测;⑤ 进一步加强水资源承载力调控措施方面的研究。     

煤矿工作面底板突水灾害预警重点监测区域评价技术

准确圈定煤矿工作面底板突水预警重点监测区域,实现监测位置和潜在突水点位置在空间上的匹配,是突水灾害预警急需解决的问题之一。为研究煤矿工作面底板突水灾害预警重点监测区域评价技术,采用水文地质分析、GIS空间分析及ANN预测等技术手段,建立了底板突水灾害预警重点监测区域评价指标体系,提出了将不连续指标转化为连续指标的方法,建立了评价模型,研发了重点监测区域评价GIS系统,实现了煤矿底板突水灾害预警重点监测区域GIS与ANN耦合评价技术,最后以赵庄煤矿5303回采工作面底板突水监测预警为例,利用研发的系统圈定了该工作面重点监测区域。研究表明,确定预警重点监测区域的影响因素主要有含水层水压、含水层富水性、含水层防（隔）水煤岩柱厚度、老空区危险性指数、断层危险性指数、陷落柱危险性指数和封闭不良钻孔危险性指数,利用分段函数可以有效将不连续指标转化为连续指标,研发的评价系统可以实现煤矿突水灾害预警监测位置自动评价,评价结果与现场揭露及水害预警系统监测结果一致。     

基于实时地质灾害监测数据的预警预报动态阈值分析方法

目前在地质灾害监测领域,监测预警信息的发布主要基于各类监测设备的阈值设定。阈值是根据经验或专家估计设定,不仅对地质灾害不同类型、不同环境缺乏针对性,而且设定后较长时间不变,或根据经验略微浮动,缺少数据样本分析的科学性。另外监测设备容易受到卫星信号等环境因素影响,因此在实际运行中可能会出现误报、漏报的情况。为了解决上述问题,文中提出了一种预警阈值自学习自修正从而进行动态调整的方法,引入了两种可变阈值,并提出了一种基于优先级和门以及半马尔可夫过程 VTAS的性能指标优化新方法。半马尔可夫过程的应用使该方法能够考虑具有非高斯分布的工业测量。此外,文中还提出了一种基于遗传算法的优化设计过程,用于优化参数设置,提高性能指标。通过数值仿真以及与以往研究的比较,说明了该方法的有效性。将该方法在实测点位上进行应用,根据结果可知,相比于使用固定阈值,该方法能有效地减少系统误报、漏报,提高地质灾害预警的准确性,从而更好地保护人民生命财产安全。     

基于光纤传感的石膏矿地面塌陷监测预警系统

近年来,江苏省邳州市北部石膏矿区发生了20多起采空塌陷灾害。由于传统的采空区地表土体变形监测方法均难以满足采空区地面塌陷监测超前预报的要求,为解决石膏矿区采空塌陷监测预警机制缺乏的问题,邳北石膏矿区开展了基于光纤传感技术的监测预警工作。根据前期调查分析和数值模拟等成果推导石膏矿地面塌陷机理,并采用光纤传感器对采空区上覆松散层底部含水层地下水位动态监测、深部岩土体位移监测及微震监测。在监测过程中,当水位变动幅度、岩土体位移突然超出正常波动值时或接收到较强震动信号时触发报警,在地面塌陷发生前期进行有效的预警,为防灾减灾工作提供充足的准备时间。通过监测预警工作的实施,验证了这些监测预警手段的有效性,可以为矿区地面塌陷地质灾害的监测、预报以及防治提供数据基础与科学依据,也可为石膏矿和其它类似条件的地面塌陷地质灾害防治和监测预警工作提供参考。     

基于表面位移的公路滑坡监测预警研究

公路滑坡是常见的地质灾害,但对运营期公路边坡进行长期监测并成功预警的实例却很少。主要原因是公路边坡点多、线长、规模小、缺乏详细的地质勘探资料、监测费用高、预警难度大。利用拉索触发式位移计对滑坡表面位移进行监测,精度可达1 mm,通过电信的GPRS公网实时传送到远程监控中心,全程自动化,且费用低。同时,利用有限元商用软件 PLAXIS的强度折减模块和塑性分析模块对不同参数组合进行计算,在缺乏滑坡岩土体强度参数、渗透系数、土-水特征曲线等资料的情况下,建立滑坡安全系数与表面监测位移的关系, 从而通过表面位移量的变化进行阶段式预警,并制定相应的预防措施。提出的方法已在湘西某高速公路滑坡获得应用。     

滑坡灾害预测预报分类

有人主张滑坡灾害的空间和时间预测预报应是并存的,即脱离时间预测预报的空间预测是不可取的。但也有人认为两者可以相互独立而又互为补充。事实上,空间预测是时间预测预报的先决条件,只有在明确了预测的对象之后,方可有目的地开展滑坡灾害的时间预测预报。因而,一般地讲,滑坡灾害空间和时间预测具有先后序次关系。但从减灾的角度考虑,二者又具有相对的独立性。即可以在时间预测之外进行空间预测。目前对滑坡灾害预测预报分类的系统研究不多,所开展的预测预报事例报导基本上属于个例研究。论文将滑坡灾害预测预报分为空间和时间2大类,并进一步将空间预测划分成区域空间预测、地段空间预测和场地空间预测;将时间预测预报划分成长期时间预测、短期时间预测和临滑时间预测预报。文章针对滑坡灾害时间预测预报的特点,对预测预报的信息源进行了分析和分类。并对不同的工程阶段所要预测的滑坡灾害问题进行了分类归纳。     

基于自振频率的监测预警指标确定方法

强震、极端气候条件和人类活动是滑坡发生的主要诱发因素。这些强扰动会使滑坡的物理参数和软弱结构面力学参数发生变化,从而影响滑坡的有效预警。在监测中如何直接有效分析滑坡在地震及降雨作用下力学参数的变化,是工程中亟需解决的一大难题。提出了地震等强扰动作用下一种新的识别滑坡安全指标的快速评价方法;运用激光测振技术,测定滑坡等不良地质体的自振频率;根据结构动力学理论,基于测得的自振频率,可定量反映出内部结构参数变化。根据简化的滑坡体模型,模拟滑坡在地震或强降雨等条件下潜在滑移面的抗滑应力损失。结果表明：由自振频率可以得到滑坡在受到较大扰动情况下的应力折减系数等监测指标;非接触式的快速监测能快速实现对滑坡体的评价。激光测振技术将会在防灾、减灾和抢险救灾等工程实际中发挥重要作用。