应急基于GIS公路边坡安全管理与应急决策系统要求

摘要：随着我国国民经济持续进展，以高等级公路、铁路等为主体的基本建设取得了快速的进展，公路工程日益向工程地质条件复杂的山区推进。虽然在公路建设的历程中，已经对边坡采取了必要的支护措施，由于工程地质不足非常复杂，受到诸多不确定因素的影响，难以保证公路边坡的绝对安全，其安全稳定不足给人民生命财产安全和工程建设带来巨大的威胁，因而对公路边坡进行安全评价与管理、以及应急决策方面的探讨显得尤为必要。本论文充分利用GIS平台空间浅析、海量存储以及可视化等特点，依托于皖南山区已经建成通车的两条高速公路（汤屯高速、黄塔桃高速），基于对公路边坡的雨量、多点位移、锚索应力等实时监测数据处理浅析，探讨了边坡变形—破坏预警模型，实现了对山区公路边坡的安全管理及其应急决策的技术支持。在公路边坡特点浅析、边坡监测布设、监测数据与数据库对接、数据自动入库系统、变形—破坏预警模型建立和应急决策系统开发等方面取得了一定进展：（1）调查了对公路边坡稳定性有显著影响的地质条件和要素，包括边坡几何特点、地层岩性、岩体结构、地应力以及人类活动、降雨等，总结了探讨区公路边坡的基本特点，并根据沿线地层岩性以及边坡主要变形破坏方式对边坡进行了工程地质分区。（2）基于ArcGIS开发了公路边坡综合地学信息数据库，实现了公路边坡大量地质信息的综合管理。在系统的运转历程中，可对边坡地质属性信息进行动态更新、改善，为边坡安全管理及应急决策提供了基础数据支持。（3）针对边坡监测中各种监测仪器数据格式不统一的不足，结合已有探讨成果，开发了监测数据自动入库系统，实现了不同类型监测数据在应急决策平台中的统一管理。（4）根据系统实时获取的边坡变形位移监测数据，通过改善变维分形－人工神经网络（IVDF-ANN）耦合预测模型，预测边坡变形进展走势，为边坡的安全管理及应急决策等提供论述依据。（5）收集并处理边坡的基本数据，建立了公路边坡专题空间数据库，并形成综合地学信息数据库，结合边坡实时监测数据，通过边坡变形—破坏预警模型的论述探讨，基于ArcGIS（C#）二次开发技术，建立了一套山区公路边坡安全管理及应急决策系统，通过该系统，可以实时监测公路沿线边坡边坡稳定性近况，浅析降雨后边坡变形及支护结构受力变化的情况，并对其稳定性进展走势做出预测，最终实现山区公路边坡的安全管理和应急决策。关键词：公路边坡论文监测论文应急决策论文GIS论文二次开发论文

摘要4-6

Abstract6-10

第1章 前言10-22

1.1 选题依据及探讨作用10-12

1.1.1 选题依据10-11

1.1.2 探讨作用11-12

1.2 国内外探讨近况12-20

1.2.1 边坡稳定性评价策略12-17

1.2.2 边坡灾害预警策略17-18

1.2.3 边坡监测技术18-19

1.2.4 边坡地理信息系统技术19-20

1.3 主要探讨内容及技术路线20-22

1.3.1 主要探讨内容20-21

1.3.2 技术路线21-22

第2章 探讨区地质环境条件22-30

2.1 自然环境条件22-24

2.1.1 地理位置及交通22-23

2.1.2 气象水文23-24

2.2 工程地质条件24-30

2.2.1 地形地貌24-26

2.2.2 地层岩性26-27

2.2.3 地质构造27-28

2.2.4 水文地质条件28-29

2.2.5 地震29-30

第3章 探讨区公路边坡特点及稳定性影响因素30-46

3.1 引言30

3.2 探讨区公路边坡特点30-43

3.3 边坡稳定性的主要影响因素43-44

3.4 本章小结44-46

第4章 边坡监测技术及其数据处理46-56

4.1 引言46

4.2 边坡监测作用46-47

4.3 监测仪器布设情况47-49

4.4 监测数据采集与处理49-54

4.4.1 监测数据采集49-52

4.4.2 监测数据处理52-54

4.5 本章小结54-56

第5章 山区公路边坡安全管理及应急决策系统探讨56-108

5.1 引言56

5.2 系统总体设计56-60

5.2.1 系统构建目标56-57

5.2.2 系统软件架构设计57-59

5.2.3 系统开发环境及运转环境59-60

5.3 数据库设计60-69

5.3.1 数据模型浅析61

5.3.2 空间数据库设计61-62

5.3.3 属性数据库设计62-69

5.4 系统主要功能模块69-107

5.4.1 电子地图模块69-72

5.4.2 基本信息录入模块72-82

5.4.3 单体边坡综合信息模型模块82-85

5.4.4 监测数据浅析模块85-90

5.4.5 数据字典管理90-91

5.4.6 边坡变形—破坏预警模块91-97

5.4.7 安全管理及应急决策模块97-99

5.4.8 系统功能模块99-107

5.5 本章小结107-108

第6章 结论108-110

致谢110-111