[发明专利]一种高边坡松弛区的判定方法

摘要

一种高边坡松弛区的判定方法，根据松弛区位移监测的特点，在一定变形范围内，并行运动可以近似看作是刚体运动，因此在相对应的变形区内，变形位置所对应的变形向量应该具有相似的强度和方向，提出了在自动测量数据的基础上，通过采用新的相似度度量方法对相似变形区域进行度量，并最终通过K‑means方法实现对松弛区的判定，从而降低了项目对专家的依赖，提高了松弛区判定的精度，通过最佳松弛区判定，对采用工程手段消除松弛区隐患时，可以减少工程开支。

主权项

1.一种高边坡松弛区的判定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)对于所有的监测位置，令监测点集合S＝{xi,yi,zi},i＝1,2,…,m，观测点Si在时刻t对应一定周期内的变形量用向量为vi＝[Δx,Δy,Δz]T，获取边坡变形监测的原始数据，对原始数据进行预处理，包括降噪、平滑和缺失数据补充，具体为：1.1)对原始数据通过卡尔曼滤波过滤噪声点，假设监测误差为方差为0的高斯白噪声，得到降噪数据；1.2)通过使用可配置的固定大小滑动窗口对降噪数据进行平滑，默认平滑窗口大小为1个小时，得到平滑数据；1.3)对平滑数据进行缺失数据补充，采用牛顿插值法计算插值，具体计算公式为：vi＝vi‑1+(vi+1‑vi‑1)/(ti+1‑ti‑1)；                          (1)步骤2)对于任意两监测点Si和Sj，计算点对之间相似度，具体为：2.1)依照公式(2)计算几何距离，并采用公式(3)进行规则化，两监测点Si和Sj对应的变形向量为di和dj，其几何距离为：将di,j影射到[‑1,1]，并使得最小值对应‑1、最大值对应到1，用公式写为2.2)对计算的规则化后的几何距离依照公式(4)计算几何距离相似度S_dis；变形量的强度如果越相近，两者的相关性越强，用公式表达为2.3)依照公式(5)计算方向相似度sdir2.4)依照公式(6)计算综合相似度；步骤3)计算相似度分组，具体为：3.1)对计算的综合相似度进行从大到小排列；3.2)依照公式(7)采用K‑Means方法计算相似度分组，分组数为3，对于初始中心点的选择分别是综合相似度的最小值、平均值和最大值，使用K‑means聚类算法快速实现Ssub的求解，Ssub中中心点数值最大的分组就是最危险松弛区对应的分组，Ssub中点对对应监测点编号的几何对应的就是最危险松弛区，。