本发明属于矿山监测领域，涉及边坡位移识别技术，具体是一种矿山边坡位移的监测系统及其监测方法。
背景技术：
1、矿山是指为了开采矿产资源而进行的地下或地表工程活动的场所，它是为了获取矿产资源（如金属矿、非金属矿、煤炭、石油等）而进行的实体开采区域。矿山在开采过程中需要使用各种采矿设备和设施来进行开采作业，如钻机、挖掘机、运输设备、矿石处理设备等，这些设备和设施用于开采、运输、处理和储存矿石或矿砂，因此在采集时保证矿山的安全性是很有必要的。其中，关于矿山边坡位移监测技术可以及时发现和预警边坡的位移变化，帮助识别潜在的边坡稳定性问题，通过持续监测边坡位移，可以采取及时的安全措施，减少发生滑坡、崩塌等事故的风险，保障人员和设备的安全；
2、但是现阶段关于边坡位移的识别，多为在待测矿山上设置若干个gps定位点，并通过卫星判断对应gps定位点的变化，而不会对待测矿山所受应力进行分析并绘制相应的莫尔圆与破坏直线，进而导致待测矿山发生轻微的位移或待测矿山内部发生位移时，无法准确监测；
3、为此，我们提出一种矿山边坡位移的监测系统及其监测方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于：提出重要保供电场所电网拓扑自动成图方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
3、一种矿山边坡位移的监测系统，包括第一采集模块、矿山初检模块、检测点设定模块、第二采集模块、矿山分析模块以及用户终端，所述第一采集模块用于在采集周期内采集待测矿山的矿山几何信息，并将矿山几何信息发送至矿山初检模块，所述矿山初检模块用于对待测矿山的矿山几何信息进行分析，若生成待测矿山的异常信号则发送至用户终端，若得到待测矿山对应的一级检测信号或二级检测信号，则将一级检测信号或二级检测信号以及对应的最小坡面长度发送至检测点设定模块；
4、所述检测点设定模块用于依据待测矿山的规模设定待测矿山对应物理信息监测点的检测参数，结合检测参数在待测矿山设定物理信息监测点；
5、所述第二采集模块用于依据物理信息监测点的所在位置采集待测矿山的矿山物理信息以及采集待测矿山对应的矿山体积，并将矿山物理信息和矿山体积发送至矿山分析模块，所述矿山分析模块用于对待测矿山的综合情况进行分析，生成正常信号或得到待测矿山对应的边坡位移等级发送至用户终端，所述用户终端用于依据正常信号或边坡位移等级对待测矿山的边坡情况进行了解。
6、进一步地，矿山几何信息包括采集周期内不同时刻待测矿山的矿山边坡高度和矿山边坡长度；
7、矿山物理信息为每个物理信息监测点对应的实测剪应力、实测正应力以及矿山土质。
8、进一步地，矿山边坡高度和矿山边坡长度的得到过程具体为：
9、通过gps设备在矿山顶部读取顶部坐标，而后沿着顶部坐标垂直向下延伸直至达到矿山底部，并在矿山底部选取顶部坐标b的垂直投影记为第一底部坐标，而后在第一底座坐标的同一水平面上向外延伸直至达到矿山边坡的边缘位置，在矿山边坡的边缘位置选取第二底部坐标，顶部坐标与第一底部坐标之间的高度差即为矿山边坡高度，第一底部坐标与第二底部坐标之间的水平距离即为矿山边坡长度。
10、进一步地，所述矿山初检模块的初检过程具体如下：
11、获取待测矿山的矿山几何信息，得到待测矿山在采集周期内不同时刻的矿山边坡高度与矿山边坡长度；
12、将同一时刻的矿山边坡高度除以同一时刻的矿山边坡长度得到待测矿山在采集周期内不同时刻的矿山坡角正切值；
13、获取待测矿山在采集周期内不同时刻矿山坡角正切值中的众数，将该众数作为待测矿山的正切值众数，将待测矿山在采集周期不同时刻的矿山坡角正切值与正切值众数进行比对；
14、若任意时刻的矿山坡角正切值与正切值众数不相同，则采集周期的预警值加一；
15、统计完毕，记录预警值的大小，将预警值与预警阈值进行比对；
16、若采集周期对应的预警值大于等于第一预警阈值，则生成异常信号；
17、若采集周期对应的预警值小于第一预警阈值且大于等于第二预警阈值，则生成一级检测信号；
18、若采集周期对应的预警值小于第二预警阈值，则生成二级检测信号；其中，第一预警阈值的取值大于第二预警阈值的取值，一级检测信号的检测力度高于二级检测信号的检测力度。
19、进一步地，所述矿山初检模块的初检过程还包括如下过程：
20、遍历比对采集周期内所有时刻对应的矿山边坡高度值，而后选取待测矿山对应矿山边坡高度中的最小值作为选取边坡高度值，同理，遍历比对采集周期内所有时刻对应的矿山边坡长度值，选取待测矿山对应矿山边坡长度中的最小值作为选取边坡长度值；
21、计算待测矿山对应选取边坡高度值的平方记为选取高度平方值，计算待测矿山对应选取边坡长度值的平方记为选取长度平方值，将选取高度平方值与选取长度平方值相加后开平方得到待测矿山对应的最小坡面长度。
22、进一步地，所述检测点设定模块的设定过程具体如下：
23、获取待测矿山对应的最小坡面长度zxp与一级检测信号或二级检测信号；
24、通过公式计算待测矿山对应的检测力度值jld，公式具体如下：
25、jld=zxp×a1+λ×a2，其中，a1与a2为固定数值的权重系数，a1与a2的取值均大于0且a1+a2=1；λ为一级检测信号或二级检测信号对应的力度补偿分量，一级检测信号对应的力度补偿分量大于二级检测信号对应的力度补偿分量；
26、若检测力度值位于第一检测区间，则物理信息监测点的检测参数为：设定x1个物理信息监测点，且检测点之间相距y1米；
27、若检测力度值位于第二检测区间，则物理信息监测点的检测参数为：设定x2个物理信息监测点，且检测点之间相距y2米；
28、若检测力度值位于第三检测区间，则物理信息监测点的检测参数为：设定x3个物理信息监测点，且检测点之间相距y3米；
29、其中，第一检测区间为（0，i]，第二检测区间为（i，j]，第三检测区间为（j，+∞），0＜i＜j，2＜x1＜x2＜x3，0＜y1＜y2＜y3。
30、进一步地，所述矿山分析模块的分析过程具体如下：
31、获取待测矿山的矿山物理信息，得到待测矿山对应多组实时剪应力、实时正应力、矿山土质以及矿山体积；
32、将多组实时剪应力相加求和取均值得到对应待测矿山的实测剪应力jys，同理将多组实时正应力相加求和取均值得到对应待测矿山的实测正应力jyz；
33、通过矿山土质与矿山体积获取对应的边界应力，并依据边界应力绘制待测矿山横截面对应的应力分析图，b为斜截面中山顶对应的位置，a为斜截面中山底对应的位置，ab之间的位置记为待测矿山的斜截面；zyy为y轴对应的正应力分量、jyy为y轴对应的剪应力分量，zyx为x轴对应的正应力分量，jyx为x轴对应的剪应力分量；fx为斜截面x轴方向对应的受力，fy为斜截面y轴方向对应的受力；
34、将待测矿山对应横截面的厚度记为1，则面ob对应的面积为ob×1=ob，同理面oa对应的面积为oa，面ab对应的面积为ab，剪应力与正应力的符号表示方向；
35、由受力分析可知fx=-jyy×oa+zyx×ob=-jyy×oa+zyx×ob；
36、对于待测矿山，力fx在斜截面ab上所产生的第一斜截应力ylx为：
37、ylx=fx/ab=-jyy×（oa/ab）+zyx×（ob/ab）=-jyy×sinα+zyx×cosα；
38、同理可知fy=-jyx×ob+zyy×oa；
39、对于待测矿山，力fy在斜截面ab所产生的第二斜截应力yly为：
40、yly=fy/ab=-jyx×（ob/ab）+zyy×（oa/ab）=-jyx×cosα+zyy×sinα。
41、进一步地，所述矿山分析模块的分析过程还包括：
42、将yly与ylx进行正交分解，计算待测矿山坡面的斜截面对应的正应力zyα与剪应力jyα：
43、zyα=ylx×cosα+yly×sinα=（-jy×sinα+zyx×cosα）×cosα+（-jy×cosα+zyy×sinα）×sinα=zyx×（cosα）2+zyy×（sinα）2-2×jy×sinα×cosα=zyx×（cosα）2+zyy×[1-（cosα）2]-2×jy×sinα×cosα=[（zyx-zyy）×cos2α/2]+[（zyx-zyy）/2]+zyy-2×jy×sinα×cosα；
44、同理，jyα=ylx×sinα-yly×cosα=（zyx-zyy）×sin2α/2+jy×cos2α （1）；
45、将zyα变形可得到：zyα-（zyx+zyy）/2=（zyx-zyy）×cos2α/2-jy×sin2α （2）；
46、将公式（1）平方得到：jyα2=（zyx-zyy）×（sin2α）2/4+jy2×（cos2α）2-2（zyx-zyy）×sin2α/2×jy×cos2α （3）；
47、将公式（2）平方得到：[zyα-（zyx+zyy）/2]2=（zyx-zyy）×（cos2α）2/4+jy2×（sin2α）2-2（zyx-zyy）×cos2α/2×jy×sin2α（4）；
48、（3）+（4）得到：[zyα-（zyx+zyy）/2]2+jyα2=[（zyx-zyy）/2]2+jy2（5）；
49、其中，公式（5）即为莫尔圆函数，令x轴为正应力zyα，y轴为剪应力jyα，则可绘制对应的莫尔圆；
50、其中圆心为（zyx+zyy）/2，半径r=√（[（zyx-zyy）/2]2+jy2）：
51、假设待测矿山发生边坡位移时斜截面对应的正应力为zyp，剪应力为jyp；
52、可知zyp=ob2×zyx+oa2×zyy （6）；
53、jyp=oa×ob×（zyx-zyy） （7）；
54、设发生边坡位移时的破坏直线表达式为：
55、jy=r×zy+c，其中，r与c均为常数；
56、结合（6）与（7）可得：
57、oa×ob×（zyx-zyy）=r（ob2×zyx+oa2×zyy）+c （8）；
58、由莫尔圆性质可知最大剪应力时，待测矿山对应斜截面与正应力的方向成45°，即α=45°，此时oa=ob，可得到：
59、zyx-zyy=r×（zyx+zyy）+c （9）；
60、通过莫尔圆的圆心向破坏直线引垂线，而后将交点代入公式（9）得到：zyx-zyy=（zyx+zyy）×sinβ+c；
61、将实时剪应力与实测正应力代入至待测矿山对应的莫尔圆函数中，判断待测矿山的边坡位移等级。
62、进一步地，所述边坡位移等级的判断过程具体包括：
63、若实测剪应力与实测正应力对应的坐标点位于待测矿山对应的莫尔圆内部，则生成正常信号，认定待测矿山不会发生边坡位移；
64、若实测剪应力实测正应力对应的坐标点位于待测矿山对应的莫尔圆外部，则将实测剪应力与实测正应力带入破坏直线中，当实测剪应力与实测正应力位于破坏直线的下方，则将待测矿山的边坡位移等级记为一级位移，当实测剪应力实测正应力位于破坏直线的上方，则将待测矿山的边坡位移等级记为二级位移；其中，二级位移对应待测矿山的位移距离大于一级位移对应待测矿山的位移距离。
65、本发明还提出一种矿山边坡位移的监测方法，监测方法包括：
66、步骤s101，采集不同时刻待测矿山的矿山几何信息；
67、步骤s102，分析待测矿山的矿山几何信息，生成待测矿山的异常信号、一级检测信号或二级检测信号，以及得到待测矿山的最小坡面长度；
68、步骤s103，依据待测矿山的规模设定待测矿山对应物理信息监测点的检测参数，结合检测参数在待测矿山设定物理信息监测点；
69、步骤s104，采集物理信息监测点所在位置的矿山物理信息，同时采集待测矿山的矿山体积；
70、步骤s105，分析待测矿山的综合情况，生成正常信号或得到待测矿山对应的边坡位移等级。
71、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
72、本发明首先在采集周期内采集待测矿山的矿山几何信息，对待测矿山的矿山几何信息进行分析，若得到待测矿山的异常信号发送至用户终端，若得到待测矿山对应的一级检测信号或二级检测信号，则将一级检测信号或二级检测信号以及对应的最小坡面长度发送至检测点设定模块，检测点设定模块依据规模设定待测矿山对应物理信息监测点的检测参数，结合检测参数布置物理信息监测点，在物理信息监测点的所在位置采集待测矿山的矿山物理信息以及采集待测矿山，最终通过矿山分析模块对待测矿山的综合情况进行分析，生成正常信号或得到待测矿山对应的边坡位移等级，用户终端依据边坡位移等级对待测矿山的情况进行了解，本发明实现对待测矿山边坡位移的准确监测。
1.一种矿山边坡位移的监测系统，其特征在于，包括第一采集模块、矿山初检模块、检测点设定模块、第二采集模块、矿山分析模块以及用户终端，所述第一采集模块用于在采集周期内采集待测矿山的矿山几何信息，并将矿山几何信息发送至矿山初检模块，所述矿山初检模块用于对待测矿山的矿山几何信息进行分析，若生成待测矿山的异常信号则发送至用户终端，若得到待测矿山对应的一级检测信号或二级检测信号，则将一级检测信号或二级检测信号以及对应的最小坡面长度发送至检测点设定模块；
2.根据权利要求1所述的一种矿山边坡位移的监测系统，其特征在于，矿山几何信息包括采集周期内不同时刻待测矿山的矿山边坡高度和矿山边坡长度；
3.根据权利要求2所述的一种矿山边坡位移的监测系统，其特征在于，矿山边坡高度和矿山边坡长度的得到过程具体为：
4.根据权利要求2所述的一种矿山边坡位移的监测系统，其特征在于，所述矿山初检模块的初检过程具体如下：
5.根据权利要求4所述的一种矿山边坡位移的监测系统，其特征在于，所述矿山初检模块的初检过程还包括如下过程：
6.根据权利要求5所述的一种矿山边坡位移的监测系统，其特征在于，所述检测点设定模块的设定过程具体如下：
7.根据权利要求2所述的一种矿山边坡位移的监测系统，其特征在于，所述矿山分析模块的分析过程具体如下：
8.根据权利要求7所述的一种矿山边坡位移的监测系统，其特征在于，所述矿山分析模块的分析过程还包括：
9.根据权利要求8所述的一种矿山边坡位移的监测系统，其特征在于，所述边坡位移等级的判断过程具体包括：
10.一种矿山边坡位移的监测方法，其特征在于，基于权利要求1-9任一项所述的一种矿山边坡位移的监测系统，监测方法包括：
