[发明专利]一种滑坡边缘预警方法及系统

说明书

本申请提供一种应用于滑坡监测预警的方法及系统，所述系统包括：基于Cortex‑A9架构ARM核心底板，基于4G的数据上传模块,近场信息传输模块,LoRa网关模块,近地预警模块;所述ARM核心底板包含核心ARM芯片，基础功能器件flash,电源管理，内存，负责滑坡数据预处理，完成现场滑坡预警；所述4G模块用于相关数据的上传于下发；所述近场信息传输模块包含蓝牙、WIFI、串口;所述LoRa网关模块负责接收多个LoRa节点上报地质环境信息；所述近地报警模块负责危急情况现场告警。在本申请实例中，系统通过LoRa网关获取实时地质数据，ARM核心处理器负责边缘滑坡数据预处理，实现现场处理，现场预警。快速实现滑坡危险预警。

技术领域

本发明属于滑坡防治工程技术领域，具体涉及一种滑坡边缘预警方法及系统。

背景技术

滑坡灾害属于自然灾害中的最重要灾害类型之一，给人类带来无穷的灾难，夺走了无数人的生命，造成无法估量的财产损失，从而制约了区域经济的可持续发展。导致灾害发生的原因之一是它的突发性和不稳定性，因此滑坡的预测预报就显得非常重要。

从预警维度上划分，一般滑坡预警分为时间预警和空间预警。空间预警是比较明确地划定在一定条件下(如根据长期气象趋势预报)、一定时间段内地质灾害将要发生的地域或地点，主要适用于群发型。时间预警是在空间预警的基础上，针对某一具体地域，给出地质灾害在某一时段内或某一时刻(如根据短时气象预报或警报)将要发生的可能性大小.

现有预警技术依托后端云平台针对大区域运用概率统计，多元回归分析等数学方法，实现滑坡预警，对预警系统数据吞吐量提出巨大挑战，而移动边缘计算可满足系统对于吞吐量，时延，网络可伸展性和智能化等多方面要求。而这一特性，在灾害预警方面，可降低核心网络负担，提供更低时延，通过靠近滑坡地的信息预处理，可明显提升灾害预报速度。

发明内容

由于移动边缘计算对滑坡监测的巨大优势，本发明提供一种滑坡边缘预警方法及系统，以解决现有方法中预警时延大，不能及时预警的问题。其具体方案如下：

第一方面，本申请实例提供了一种滑坡边缘预警方法，包括：

通过LoRa接收滑坡监测数据，其中，LoRa接受到的数据来自预设LoRa节点传感器监测的地质环境信息。

对接受到的数据进行数据校验，保留校验正确的数据，校验失败的信息丢弃，并重新接收本次数据。

优选地，对接受到的数据进行数据校验，通过基本的字符串通信协议，按照一定帧头，帧尾，CRC校验进行数据验证。

该系统现场对滑坡数据预处理，预处理包括对数据的基础滤波，计算数据变化率Δv，预测滑坡近期发生概率p_t+1。

优选地，对数据进行基础滤波，使用滤波算法，通过式1计算：

式1中，y′_t+1为第t+1期的滤波值，w_i为第t-i+1期的观测值权数，y_t-i+1为第t-i+1期的观测值，N为权数的个数。

优选地，式1中，权数w₁通过式2计算：

w′_i＝w_i+2k*e_i+1y_t-i+1式2

式2中，i＝1,2,…,N,t＝N,N+1,…,n，n为序列数据的个数，x_i为调整前的第i个权数，w′_i为调整后的第i个权数，k为学习常数，e_i+1为第t+1期的观测误差。

优选地，计算数据变化率Δv，通过式3