一种隧道施工地质灾害预警方法及系统与流程

1.本技术涉及数据处理技术领域，尤其是涉及一种隧道施工地质灾害预警方法及系统。


背景技术：

2.隧道施工地质灾害的发生会引起机械设施破坏、作业人员伤亡，严重影响工程进度，造成建设成本的增加。
3.以超长深埋隧道为例，超长深埋隧道常建造于构造复杂、岩性多变的极复杂地质环境，施工面临高水压、高地温、高地应力等高能环境，致灾水体、断裂、岩溶、蚀变带、高地温、有害气体等不良地质问题突出，易发生突水涌泥、岩爆、大变形、塌方、高温热害、有害气体突出等灾害，威胁隧道施工安全。为了降低施工地质灾害的影响，必须进行有效的灾害预警与防控。


技术实现要素：

4.本技术提供一种隧道施工地质灾害预警方法及系统，借助于对隧道所在地质环境的深度探测与预测，实现对隧道所在地质环境的了解，同时对地质环境的变化趋势进行分析，实现对灾害的提前预判。
5.本技术的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：第一方面，本技术提供了一种隧道施工地质灾害预警方法，包括：根据探测深度生成探测路径并使用探测路径计算接收信号的时间区间；使用时间区间对接收到的信号进行筛选，筛选得到的信号记为回波信号；使用回波信号在三维坐标系内构建基础模型，基础模型为平面模型；根据时间关系与位置关系将存在关联的基础模型融合，得到对象模型；在时间序列上计算对象模型的体积和对象模型的变化趋势；以及根据对象模型的体积和变化趋势发出预警报告。
6.在第一方面的一种可能的实现方式中，使用回波信号在三维坐标系内构建基础模型包括：根据回波信号计算反射点，反射点的数量为多个；将反射点在三维坐标系内显示；构建一个基础平面并将全部反射点投射在基础平面上；以及使用投射在基础平面上的反射点构建基础模型。
7.在第一方面的一种可能的实现方式中，还包括对投射在基础平面上的全部反射点进行筛选，筛选包括：在基础平面上构建筛选圆形，基础平面上的全部反射点全部位于筛选圆形内且筛选圆形的直径最小；以筛选圆形的圆心为基准构建多个扇形区域；
计算每一个扇形区域内的反射点与筛选圆形之间的最小距离；以及根据最小距离对反射点进行排序并将顺序序列上的除第一个以外的反射点全部删除。
8.在第一方面的一种可能的实现方式中，基础模型存在时间关系包括在时间序列上，两个基础模型的生成时间之间不存在其他的基础模型生成；基础模型存在位置关系包括以两个基础模型中的第一个基础模型在第二个基础模型所在平面上的投影与第二个基础模型存在重合区域。
9.在第一方面的一种可能的实现方式中，将存在关联的基础模型融合包括：确定属于第一个基础模型的反射点和属于第二个基础模型的反射点的对应关系；将对应的一个属于第一个基础模型的反射点和一个属于第二个基础模型的反射点连接，得到框架线段；以及使用框架线段构建第一个基础模型和第二个基础模型之间的空白区域。
10.在第一方面的一种可能的实现方式中，根据对象模型的体积发出预警报告包括计算对象模型的体积并与体积预警值进行比对，当计算对象模型的体积大于体积预警值时发出预警报告；根据对象模型的变化趋势发出预警报告包括计算时间序列上后一个对象模型的体积与前一个对象模型的体积的差值，当后一个对象模型的体积与前一个对象模型的体积的差值大于差值预警值时发出预警报告。
11.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述差值包括多个区域变化值。
12.第二方面，本技术提供了一种隧道施工地质灾害预警装置，包括：第一计算单元，用于根据探测深度生成探测路径并使用探测路径计算接收信号的时间区间；筛选单元，用于使用时间区间对接收到的信号进行筛选，筛选得到的信号记为回波信号；第一模型构建单元，用于使用回波信号在三维坐标系内构建基础模型，基础模型为平面模型；模型融合单元，用于根据时间关系与位置关系将存在关联的基础模型融合，得到对象模型；第二计算单元，用于在时间序列上计算对象模型的体积和对象模型的变化趋势；以及预警单元，用于根据对象模型的体积和变化趋势发出预警报告。
13.第三方面，本技术提供了一种隧道施工地质灾害预警系统，所述平台包括：一个或多个存储器，用于存储指令；以及一个或多个处理器，用于从所述存储器中调用并运行所述指令，执行如第一方面及第一方面任意可能的实现方式中所述的方法。
14.第四方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括：程序，当所述程序被处理器运行时，如第一方面及第一方面任意可能的实现方式中所述的方法被执行。
15.第五方面，本技术提供了一种计算机程序产品，包括程序指令，当所述程序指令被计算设备运行时，如第一方面及第一方面任意可能的实现方式中所述的方法被执行。
16.第六方面，本技术提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于实现上述各方面中所涉及的功能，例如，生成，接收，发送，或处理上述方法中所涉及的数据和/或信息。
17.该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包括芯片和其他分立器件。
18.在一种可能的设计中，该芯片系统还包括存储器，该存储器，用于保存必要的程序指令和数据。该处理器和该存储器可以解耦，分别设置在不同的设备上，通过有线或者无线的方式连接，或者处理器和该存储器也可以耦合在同一个设备上。
附图说明
19.图1是本技术提供的一种隧道施工地质灾害预警方法的步骤流程示意框图。
20.图2是本技术提供的一种使用回波信号在三维坐标系内构建基础模型的步骤流程示意框图。
21.图3是本技术提供的一种使用回波信号在三维坐标系内构建基础模型的原理性示意图。
22.图4是本技术提供的一种对投射在基础平面上的全部反射点进行筛选的步骤流程示意框图。
23.图5是本技术提供的一种对轮廓图形内的区域进行划分的原理性示意图。
24.图6是本技术提供的一种对轮廓图形内的区域进行筛选的原理性示意图。
25.图7是本技术提供的一种构建框架线段的原理性示意图。
具体实施方式
26.以下结合附图，对本技术中的技术方案作进一步详细说明。
27.本技术公开了一种隧道施工地质灾害预警方法，请参阅图1，预警方法包括以下步骤：s101，根据探测深度生成探测路径并使用探测路径计算接收信号的时间区间；s102，使用时间区间对接收到的信号进行筛选，筛选得到的信号记为回波信号；s103，使用回波信号在三维坐标系内构建基础模型，基础模型为平面模型；s104，根据时间关系与位置关系将存在关联的基础模型融合，得到对象模型；s105，在时间序列上计算对象模型的体积和对象模型的变化趋势；以及s106，根据对象模型的体积和变化趋势发出预警报告。
28.首先需要说明，本技术使用地质雷达对隧道所在环境进行探测，地质雷达的探头需要进入到地质层内，然后向隧道所在环境发射探测电磁波。这种方式的优势在于能够在一定程度上屏蔽空间范围内的电磁波干扰。本技术还可以应用于地震波法，地震波的产生可以使用主动源或者被动源。
29.在步骤s101中，会首先根据探测深度生成探测路径并使用探测路径计算接收信号的时间区间，计算接收信号的时间区间的目的是确定探测深度。应理解，对于隧道所在环境，过深的探测会造成探测时间的增加以及数据处理量的增加， 这会延缓结果的生成时间，因为在发生地质灾害时，发生区域多位于以隧道表面为参考的表层，这就要求在探测过
程中进行深度限制和定向探测。
30.计算接收信号的时间区间可以看作是对接收信号的初步筛选，对于时间区间之前和之后的信号进行屏蔽处理，用以得到一组具有明确针对性的接收信号，也就是步骤s102中的内容，使用时间区间对接收到的信号进行筛选，筛选得到的信号记为回波信号。
31.在步骤s103中，会使用回波信号在三维坐标系内构建基础模型，基础模型为平面模型，构建基础模型的过程如下，信号的发出位置、发出时间、接收位置和接收时间已知，通过这些参数，可以计算得到回波信号反射位置，反射位置表示该处的地质环境中存在两种介质，探测电磁波在这两种介质的交界面处发生反射。
32.上述内容中记载的通过使用时间区间对接收到的信号进行筛选，此处可以看作是在一个时间区间内接收到的信号均从一个截面处发生反射，属于同一个时间区间的回波信号是对一个截面的描述。
33.在步骤s104中，根据时间关系与位置关系将存在关联的基础模型融合，得到对象模型，对象模型由多个基础模型组成，基础模型为二维图形，对象模型为三维图形。
34.在步骤s105中，在时间序列上计算对象模型的体积和对象模型的变化趋势并在对象模型的体积和变化趋势发出预警报告，也就是步骤s106中的内容。对于预警报告，有以下两种处理方式：第一种，根据对象模型的体积发出预警报告包括计算对象模型的体积并与体积预警值进行比对，当计算对象模型的体积大于体积预警值时发出预警报告；此处主要针对的是对象模型的大小，对象模型的体积越大，其引发地质灾害的可能性也就越大。
35.第二种，根据对象模型的变化趋势发出预警报告包括计算时间序列上后一个对象模型的体积与前一个对象模型的体积的差值，当后一个对象模型的体积与前一个对象模型的体积的差值大于差值预警值时发出预警报告。
36.此处主要指的是对象模型的体积变化量，例如增大和减小，当增大和减小的数值触发预警报告时（计算对象模型的体积大于体积预警值），发出预警报告此处表示对象模型的体积变化量存在引发地质灾害的可能。
37.第二种处理方式主要针对的是对象模型的变化趋势，其比对的是后一个对象模型的体积与前一个对象模型的体积的差值，这种处理方式的优势在于能够通过对象模型的变化趋势来进行预警，例如一个对象模型处于稳定状态或者处于不稳定状态，很明显处于不稳定状态的对象模型引发地质灾害的可能性更大。
38.在一些可能的实现方式中，第一种处理方式中的差值包括多个区域变化值，具体而言局势差值由多个区域变化值组成，区域变化值表征对象模型的某个部分发生变化，例如可以是整体均匀的发生变化或者某个区域出现了集中变化，通过这些变化趋势，可以对对象模型的状态进行判断。
39.应理解，如果对象模型的区域出现了集中变化，其处于不稳定状态的概率要大于整体均匀的发生变化的概率。
40.通过该方式，还可以对对象模型的某个区域进行了连续监测，例如是持续变化状态还是间歇性的变化状态。
41.在一些例子中，请参阅图2和图3，使用回波信号在三维坐标系内构建基础模型包括以下步骤：
s201，根据回波信号计算反射点，反射点的数量为多个；s202，将反射点在三维坐标系内显示；s203，构建一个基础平面并将全部反射点投射在基础平面上；以及s204，使用投射在基础平面上的反射点构建基础模型。
42.在步骤s201至步骤s204中，主要解决的问题是反射点在空间范围内无序分布的问题，具体解决方式是将其全部集中在一个平面上，然后将反射点在基础平面上的投影作为可以使用的反射点并在后续的处理步骤中使用。
43.在一些例子中，请参阅图4和图5，对投射在基础平面上的全部反射点进行筛选的筛选步骤如下：s301，在基础平面上构建筛选圆形，基础平面上的全部反射点全部位于筛选圆形内且筛选圆形的直径最小；s302，以筛选圆形的圆心为基准构建多个扇形区域；s303，计算每一个扇形区域内的反射点与筛选圆形之间的最小距离；以及s304，根据最小距离对反射点进行排序并将顺序序列上的除第一个以外的反射点全部删除。
44.步骤s301至步骤s304中的内容主要是根据反射点来构建一个轮廓图形，具体的方式是构建一个直径尽可能小并且将全部的发射点包围的圆形，然后将这个圆形划分为多个扇形。
45.扇形划分完成后，计算每一个扇形内的反射点与筛选圆形之间的最小距离，最终保留一个或者两个反射点，对比图5和图6，保留的反射点与筛选圆形之间的最小距离在该扇形区域内的反射点与筛选圆形之间的最小距离的排序上位于前列。
46.扇形区域可以使用编号，对于筛选得到的反射点，则可以根据其所在扇形区域的编号进行顺序连线，然后将其组成的图形作为基础模型。
47.前文中提到的根据时间关系与位置关系将存在关联的基础模型融合，根据时间关系的解释如下：基础模型存在时间关系包括在时间序列上，两个基础模型的生成时间之间不存在其他的基础模型生成，具体而言就是两个基础模型的生成顺序上一前一后。
48.基础模型存在位置关系包括以两个基础模型中的第一个基础模型在第二个基础模型所在平面上的投影与第二个基础模型存在重合区域，如果没有重合区域则说明两个基础模型所对应的地质缺陷区域间没有连通。
49.在一些例子中，将存在关联的基础模型融合包括以下步骤：s401，确定属于第一个基础模型的反射点和属于第二个基础模型的反射点的对应关系；s402，将对应的一个属于第一个基础模型的反射点和一个属于第二个基础模型的反射点连接，得到框架线段；以及s403，使用框架线段构建第一个基础模型和第二个基础模型之间的空白区域。
50.在步骤s401至步骤s403中，会根据第一个基础模型的反射点和属于第二个基础模型的反射点的对应关系来构建框架线段，如图7所示，这样就能够使第一个基础模型和第二个基础模型之间存在连接关系，反射点之间的连线和框架线段组成一个平面的边缘，使用
边缘表征的平面来填补第一个基础模型和第二个基础模型之间的空白区域。
51.当然，该方式中存在第一个基础模型的反射点和属于第二个基础模型的反射点数量不对应的情况，对于该情况，需要第一个基础模型的反射点与多个二个基础模型的反射点连接或者二个基础模型的反射点与多个第一个基础模型的反射点连接。对于第一个基础模型和第二个基础模型，还需要使用分段处理的方式，也就是一个对应段内的第一个基础模型的反射点与多个二个基础模型的反射点进行连接，不能进行跨段连接。
52.本技术还提供了一种隧道施工地质灾害预警装置，包括：第一计算单元，用于根据探测深度生成探测路径并使用探测路径计算接收信号的时间区间；筛选单元，用于使用时间区间对接收到的信号进行筛选，筛选得到的信号记为回波信号；第一模型构建单元，用于使用回波信号在三维坐标系内构建基础模型，基础模型为平面模型；模型融合单元，用于根据时间关系与位置关系将存在关联的基础模型融合，得到对象模型；第二计算单元，用于在时间序列上计算对象模型的体积和对象模型的变化趋势；以及预警单元，用于根据对象模型的体积和变化趋势发出预警报告。
53.进一步地，还包括：第三计算单元，用于根据回波信号计算反射点，反射点的数量为多个；显示单元，用于将反射点在三维坐标系内显示；第二模型构建单元，用于构建一个基础平面并将全部反射点投射在基础平面上；以及第三模型构建单元，用于使用投射在基础平面上的反射点构建基础模型。
54.进一步地，还包括：第四模型构建单元，用于在基础平面上构建筛选圆形，基础平面上的全部反射点全部位于筛选圆形内且筛选圆形的直径最小；第五模型构建单元，用于以筛选圆形的圆心为基准构建多个扇形区域；计算单元，用于计算每一个扇形区域内的反射点与筛选圆形之间的最小距离；以及筛选单元，用于根据最小距离对反射点进行排序并将顺序序列上的除第一个以外的反射点全部删除。
55.进一步地，基础模型存在时间关系包括在时间序列上，两个基础模型的生成时间之间不存在其他的基础模型生成；基础模型存在位置关系包括以两个基础模型中的第一个基础模型在第二个基础模型所在平面上的投影与第二个基础模型存在重合区域。
56.进一步地，还包括：关系确定单元，用于确定属于第一个基础模型的反射点和属于第二个基础模型的反射点的对应关系；
第六模型构建单元，用于将对应的一个属于第一个基础模型的反射点和一个属于第二个基础模型的反射点连接，得到框架线段；以及第七模型构建单元，用于使用框架线段构建第一个基础模型和第二个基础模型之间的空白区域。
57.进一步地，根据对象模型的体积发出预警报告包括计算对象模型的体积并与体积预警值进行比对，当计算对象模型的体积大于体积预警值时发出预警报告；根据对象模型的变化趋势发出预警报告包括计算时间序列上后一个对象模型的体积与前一个对象模型的体积的差值，当后一个对象模型的体积与前一个对象模型的体积的差值大于差值预警值时发出预警报告。
58.进一步地，所述差值包括多个区域变化值。
59.在一个例子中，以上任一装置中的单元可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个专用集成电路(application specific integratedcircuit，asic)，或，一个或多个数字信号处理器(digital signal processor，dsp)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，fpga)，或这些集成电路形式中至少两种的组合。
60.再如，当装置中的单元可以通过处理元件调度程序的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(central processing unit，cpu)或其它可以调用程序的处理器。再如，这些单元可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，soc)的形式实现。
61.在本技术中可能出现的对各种消息/信息/设备/网元/系统/装置/动作/操作/流程/概念等各类客体进行了赋名，可以理解的是，这些具体的名称并不构成对相关客体的限定，所赋名称可随着场景，语境或者使用习惯等因素而变更，对本技术中技术术语的技术含义的理解，应主要从其在技术方案中所体现/执行的功能和技术效果来确定。
62.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
63.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
64.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
65.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出
本技术的范围。
66.还应理解，在本技术的各个实施例中，第一、第二等只是为了表示多个对象是不同的。例如第一时间窗和第二时间窗只是为了表示出不同的时间窗。而不应该对时间窗的本身产生任何影响，上述的第一、第二等不应该对本技术的实施例造成任何限制。
67.还应理解，在本技术的各个实施例中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用，不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。
68.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个计算机可读存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的计算机可读存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
69.本技术还提供了一种隧道施工地质灾害预警系统，所述平台包括：一个或多个存储器，用于存储指令；以及一个或多个处理器，用于从所述存储器中调用并运行所述指令，执行如权上述内容中记载的方法。
70.本技术还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括指令，当该指令被执行时，以使得该系统执行对应于上述方法的系统的操作。
71.本技术还提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于实现上述内容中所涉及的功能，例如，生成，接收，发送，或处理上述方法中所涉及的数据和/或信息。
72.该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包括芯片和其他分立器件。
73.上述任一处提到的处理器，可以是一个cpu，微处理器，asic，或一个或多个用于控制上述的反馈信息传输的方法的程序执行的集成电路。
74.在一种可能的设计中，该芯片系统还包括存储器，该存储器，用于保存必要的程序指令和数据。该处理器和该存储器可以解耦，分别设置在不同的设备上，通过有线或者无线的方式连接，以支持该芯片系统实现上述实施例中的各种功能。或者，该处理器和该存储器也可以耦合在同一个设备上。
75.可选地，该计算机指令被存储在存储器中。
76.可选地，该存储器为该芯片内的存储单元，如寄存器、缓存等，该存储器还可以是该终端内的位于该芯片外部的存储单元，如rom或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，ram等。
77.可以理解，本技术中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。
78.非易失性存储器可以是rom、可编程只读存储器(programmable rom，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasableprom，eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically eprom，eeprom)或闪存。
79.易失性存储器可以是ram，其用作外部高速缓存。ram有多种不同的类型，例如静态随机存取存储器(static ram，sram)、动态随机存取存储器(dynamic ram，dram)、同步动态随机存取存储器(synchronous dram，sdram)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(doubledata rate sdram，ddr sdram)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced sdram，esdram)、同步连接动态随机存取存储器(synch link dram，sldram)和直接内存总线随机存取存储器。
80.本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种隧道施工地质灾害预警方法，其特征在于，包括：根据探测深度生成探测路径并使用探测路径计算接收信号的时间区间；使用时间区间对接收到的信号进行筛选，筛选得到的信号记为回波信号；使用回波信号在三维坐标系内构建基础模型，基础模型为平面模型；根据时间关系与位置关系将存在关联的基础模型融合，得到对象模型；在时间序列上计算对象模型的体积和对象模型的变化趋势；以及根据对象模型的体积和变化趋势发出预警报告。2.根据权利要求1所述的隧道施工地质灾害预警方法，其特征在于，使用回波信号在三维坐标系内构建基础模型包括：根据回波信号计算反射点，反射点的数量为多个；将反射点在三维坐标系内显示；构建一个基础平面并将全部反射点投射在基础平面上；以及使用投射在基础平面上的反射点构建基础模型。3.根据权利要求2所述的隧道施工地质灾害预警方法，其特征在于，还包括对投射在基础平面上的全部反射点进行筛选，筛选包括：在基础平面上构建筛选圆形，基础平面上的全部反射点全部位于筛选圆形内且筛选圆形的直径最小；以筛选圆形的圆心为基准构建多个扇形区域；计算每一个扇形区域内的反射点与筛选圆形之间的最小距离；以及根据最小距离对反射点进行排序并将顺序序列上的除第一个以外的反射点全部删除。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的隧道施工地质灾害预警方法，其特征在于，基础模型存在时间关系包括在时间序列上，两个基础模型的生成时间之间不存在其他的基础模型生成；基础模型存在位置关系包括以两个基础模型中的第一个基础模型在第二个基础模型所在平面上的投影与第二个基础模型存在重合区域。5.根据权利要求3所述的隧道施工地质灾害预警方法，其特征在于，将存在关联的基础模型融合包括：确定属于第一个基础模型的反射点和属于第二个基础模型的反射点的对应关系；将对应的一个属于第一个基础模型的反射点和一个属于第二个基础模型的反射点连接，得到框架线段；以及使用框架线段构建第一个基础模型和第二个基础模型之间的空白区域。6.根据权利要求1所述的隧道施工地质灾害预警方法，其特征在于，根据对象模型的体积发出预警报告包括计算对象模型的体积并与体积预警值进行比对，当计算对象模型的体积大于体积预警值时发出预警报告；根据对象模型的变化趋势发出预警报告包括计算时间序列上后一个对象模型的体积与前一个对象模型的体积的差值，当后一个对象模型的体积与前一个对象模型的体积的差值大于差值预警值时发出预警报告。7.根据权利要求6所述的隧道施工地质灾害预警方法，其特征在于，所述差值包括多个区域变化值。
8.一种隧道施工地质灾害预警装置，其特征在于，包括：第一计算单元，用于根据探测深度生成探测路径并使用探测路径计算接收信号的时间区间；筛选单元，用于使用时间区间对接收到的信号进行筛选，筛选得到的信号记为回波信号；第一模型构建单元，用于使用回波信号在三维坐标系内构建基础模型，基础模型为平面模型；模型融合单元，用于根据时间关系与位置关系将存在关联的基础模型融合，得到对象模型；第二计算单元，用于在时间序列上计算对象模型的体积和对象模型的变化趋势；以及预警单元，用于根据对象模型的体积和变化趋势发出预警报告。9.一种隧道施工地质灾害预警系统，其特征在于，所述平台包括：一个或多个存储器，用于存储指令；以及一个或多个处理器，用于从所述存储器中调用并运行所述指令，执行如权利要求1至7中任意一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括：程序，当所述程序被处理器运行时，如权利要求1至7中任意一项所述的方法被执行。

技术总结
本发明涉及一种隧道施工地质灾害预警方法及系统，方法包括根据探测深度生成探测路径并使用探测路径计算接收信号的时间区间；使用时间区间对接收到的信号进行筛选，筛选得到的信号记为回波信号；使用回波信号在三维坐标系内构建基础模型；根据时间关系与位置关系将存在关联的基础模型融合，得到对象模型；在时间序列上计算对象模型的体积和对象模型的变化趋势以及根据对象模型的体积和变化趋势发出预警报告。本发明公开的隧道施工地质灾害预警方法及系统，借助于对隧道所在地质环境的深度探测与预测，实现对隧道所在地质环境的了解，同时对地质环境的变化趋势进行分析，实现对灾害的提前预判。害的提前预判。害的提前预判。


技术研发人员：马伟斌 安哲立 袁振宇 赵勇 韩自力 王勇 郭小雄 邹文浩 张金龙 彭旸 石少帅 王志杰 成帅 李林超
受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司 中国国家铁路集团有限公司
技术研发日：2023.08.10
技术公布日：2023/10/20