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申请/专利权人：东北大学

摘要：本发明提供一种基于多源异构数据的岩石破坏过程实时监测预警系统及方法，属于岩石力学实验过程实验数据信息化技术领域。本发明系统，包括：数据采集单元、数据边缘处理单元、数据传输单元以及数据集成分析预警单元四个单元；本发明方法，包括监测前准备，绘制散斑图案及布置传感器；数据采集、边缘处理，对数据进行预处理以及原始数据保存；数据传输，将数据传输到数据集成分析预警单元；数据集成分析预警单元对数据进行集成分析以及可视化展示。本发明技术方案能够实时采集并处理监测数据，能够有效对岩石的失稳破坏进行预测预警，实时性好，预测准确。在此基础上，将系统处理的成熟结果推演到大尺度岩体之上，对矿山灾害的预测预警提供参考。

主权项：1.一种基于多源异构数据的岩石破坏过程实时监测预警系统，其特征在于，包括：数据采集单元、数据边缘处理单元、数据传输单元以及数据集成分析预警单元；其中：所述数据采集单元，用于实时采集岩石失稳破坏过程中的力学响应数据；力学响应数据包括加载过程中岩石的应变数据、裂纹萌生及扩展诱发的声发射数据和岩石表面的数字散斑图像数据；所述数据采集单元包括实时获取监测数据的动态应变仪与应变片传感器、声发射数据采集仪与声发射探头以及数字散斑图像采集相机；其中：所述动态应变仪与应变片传感器，用于监测加载过程中岩石局部点的应变数据，通过LabVIEW二次开发程序实时获取，并通过HTTP数据传输协议将数据发送到所述数据边缘处理单元；所述声发射数据采集仪与声发射探头，用于监测加载过程中岩石内部裂纹萌生及扩展诱发的弹性波，即声发射数据，通过LabVIEW二次开发程序实时获取，并通过HTTP数据传输协议将数据发送到所述数据边缘处理单元；所述数字散斑图像采集相机，用于监测加载过程中岩石表面的数字散斑图像数据，图像数据通过定时拍摄获取，并通过Wi-Fi传输到所述数据边缘处理单元；所述数据边缘处理单元，用于接收所述数据采集单元采集的力学响应数据，并对数据进行实时预处理与存储；所述数据边缘处理单元包括数据预处理模块、数据储存模块；其中：所述数据预处理模块，用于将所述数据采集单元接收到的数据进行边缘数据处理，包括：对动态应变仪与应变片传感器采集到的岩石局部点的应变数据进行去噪归零换算；对声发射数据采集仪与声发射探头采集到的波形数据进行特征参数提取，获得声发射能量值与振铃数；对相机拍摄的数字散斑图像进行处理，获得应变场信息；所述数据储存模块，用于将边缘处理过的原始数据储存到数据库；所述数据传输单元，用于实时传输所述数据边缘处理单元处理后的数据，将数据处理结果传输到数据集成分析预警单元；所述数据集成分析预警单元，用于接收所述数据传输单元实时传输的监测数据并对数据进行集成分析，根据处理结果对岩石失稳破坏作出预测预警，同时对监测预警系统进行操作控制，并对实时处理结果进行可视化展示，包括实时数据展示和实时预测结果展示；所述数据集成分析预警单元，用于多源异构数据的集成分析与可视化展示；其中：集成分析的内容包括：根据经验公式初步估计岩石的力学参数，结合实时监测数据判断出岩石加载过程中的体应变拐点；根据处理结果对岩石的失稳破坏做出预测预警，预测预警内容包括岩石破坏时间、破坏能量和破坏模式；可视化的内容包括：动态应变仪数据与应力-应变曲线的实时显示、声发射实时数据与时间-声发射能量曲线和时间-振铃数曲线的实时显示和散斑实时处理结果图像与原始散斑图像的实时显示。

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