【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铁路泥石流监测预警的，具体涉及一种基于行车状态的铁路泥石流监测预警响应方法。
技术介绍
1、铁路沿线泥石流监测预警决策是保障列车行车安全的重要途径，现有的基于泥石流监测预警的行车决策中，所依赖的气象与地质监测往往忽视了灾害未来发生的不确定性，而单独基于未来预警或预测的决策方式可靠性较低。
2、现有基于泥石流监测的决策中，行车决策更多的依赖于灾害结果进行综合研判来确定，存在主观性高的问题，同时，由于决策对象为整条铁路线，忽视了具体列车的运行状态与泥石流发展的关系。
3、综上，现有的铁路泥石流监测预警决策无法有效的适用于行进中的列车，故亟需在泥石流监测预警中，综合考虑泥石流变化与铁路列车运动变化，实现保障列车应急决策的目的。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要针对的问题，提供一种基于行车状态的铁路泥石流监测预警响应方法，包括：
2、s10，确定铁路沿线所需监测的位于多个点位的泥石流沟；
3、s20，在每个泥石流沟安装雨量传感器，并根据雨量传感器的监测数据及泥石流沟的地形条件，确定每个泥石流沟的预警阈值；
4、s30，计算每个泥石流沟的平均流速，以及不同点位的泥石流到达铁路沿线预警提前时间；
5、s40，计算列车加速、制动的时间及距离；
6、s50，根据不同点位的泥石流到达铁路沿线预警提前时间、列车加速和制动的时间及距离，进行决策判断，输出列车紧急避险策略。
7、可选地，所述s1
8、s101，将距离铁路沿线a公里范围作为研究区，筛选出潜在泥石流沟；
9、s102，获取潜在泥石流沟的站点监测数据，所述站点监测数据包括：降水、温度、土壤之地和坡度数据；
10、s103，将所述站点监测数据输入至随机森林模型中进行训练，得到训练好的随机森林模型；
11、所述训练好的随机森林模型的输出为：输入数据对应的泥石流沟是否为易发生灾害的泥石流沟；
12、s104，将所有易发生灾害的泥石流沟作为所需监测的泥石流沟。
13、可选地，所述s20中，每个泥石流沟的预警阈值的表达式为：
14、 （1）
15、式（1）中，表示形成泥石流的临界雨量值；
16、根据临界雨量值cr上下浮动10%分别可以得到黄色、橙色、红色三个预警线，分别表示降雨值处于黄色警戒区、橙色警报区和红色避难区；
17、t表示地形因子、g表示地质因子、r表示水文因子。
18、可选地，所述水文因子r的计算式为：
19、 （1-1）
20、式（1-1）中，s表示等效降雨量，单位为mm；表示沟谷形成区的年降雨量，单位为mm；b表示包括激发泥石流的1h降雨量在内的前期降雨量；i表示1h降雨量，单位为mm；
21、所述地质因子g的计算式为：
22、 （1-2）
23、式（1-2）中，表示泥石流沟的流域岩石平均坚固系数；表示泥石流沟的地震烈度修正系数；表示泥石流沟的断裂带修正系数；表示泥石流沟的物理风化修正系数；表示泥石流沟的化学风化修正系数；
24、所述地形因子t的计算式为：
25、 （1-3）
26、其中， 表示形成区的完整系数；j表示形成区沟床纵比降；a表示形成区流域面积，单位为；a0表示单位面积，单位为；l表示形成区沟道长度，单位为km。
27、可选地，所述s30，计算每个泥石流沟的平均流速，以及不同点位的泥石流到达铁路沿线预警提前时间；包括：
28、s301，根据不同粘性泥石流的经验公式，计算泥石流沟的平均流速；
29、s302，根据泥石流沟与铁路沿线的距离，以及泥石流沟的平均流速，计算泥石流到达铁路沿线的预警提前时间。
30、可选地，所述s301中，不同粘性泥石流的经验公式的表达式为：
31、稀性泥石流沟的流速计算表达式：
32、 （2）
33、式（2）中，v1表示稀性泥石流沟的平均流速；m表示泥石流沟道糙率系数；r表示泥石流水力半径；i表示泥石流沟床坡度；表示泥石流流速系数，表示泥石流密度；
34、粘性泥石流沟的流速计算表达式：
35、 （3）
36、其中，表示泥石流沟的平均流速；k表示粘性泥石流流速系数；h表示泥石流流深；i表示泥石流泥面纵度。
37、可选地，所述s40，计算列车加速、制动的临界时间及临界距离；包括：
38、s401，计算列车的基本阻力；所述基本阻力的计算表达式为：
39、 （4）
40、式（4）中，表示列车基本阻力，v表示列车运行速度，、、均表示阻力参数；
41、s402，计算列车的减速度及制动时间，其计算表达式为：
42、
43、
44、
45、其中，表示列车减速度，b表示列车单位制动力，g表示重力加速度，表示回转系数，表示制动地段的加算坡度千分数；
46、表示列车制动时间，表示某个速度间隔内列车前后的速度变化，、分别表示速度间隔的初速和末速；
47、表示列车制动过程中行走的距离；
48、s403，计算列车的加速度及加速时间，其计算表达式为：
49、
50、
51、
52、其中，表示列车加速度，表示列车加速度时间，d表示牵引力；表示列车加速过程中行走的距离。
53、可选地，所述s50，根据不同点位的泥石流到达铁路沿线预警提前时间、列车加速和制动的时间及距离，进行决策判断，输出列车紧急避险策略；包括：
54、s501，计算预警前列车距离泥石流灾害点距离s，其计算表达式为：
55、
56、
57、上式中，s表示预警前列车车头距离泥石流路段的临界距离，表示列车长度，表示列车加速过程中行走的距离，表示列车允许的最高时速，表示泥石流预警到达时间t与列车速度达到最大时间的差值；
58、s502，根据预警前列车距离泥石流灾害点距离s、以及列车制动过程中行走的距离，作出决策；所述决策包括：
59、当列车距离泥石流灾害点的距离超过，则采用紧急制动避免遭遇泥石流灾害；当列车距离泥石流灾害点的距离小于，则采用加速通过的方式避免遭遇泥石流灾害；
60、否则，列车应对泥石流不可避免。
61、本申请提供的技术方案的优点在于：
62、本申请中，通过对铁路沿线附近的多个点位的泥石流沟进行监测，同时结合了列车行车状态，提出了基于列车制动及加速操作的决策判断及列车紧急避险策略，能够提升铁路本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于行车状态的铁路泥石流监测预警响应方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于行车状态的铁路泥石流监测预警响应方法，其特征在于，所述S10，确定铁路沿线所需监测的位于多个点位的泥石流沟，包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于行车状态的铁路泥石流监测预警响应方法，其特征在于，所述S20中，每个泥石流沟的预警阈值的表达式为：
4.根据权利要求3所述的一种基于行车状态的铁路泥石流监测预警响应方法，其特征在于，所述水文因子R的计算式为：
5.根据权利要求1所述的一种基于行车状态的铁路泥石流监测预警响应方法，其特征在于，所述S30，计算每个泥石流沟的平均流速，以及不同点位的泥石流到达铁路沿线预警提前时间；包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于行车状态的铁路泥石流监测预警响应方法，其特征在于，所述S301中，不同粘性泥石流的经验公式的表达式为：
7.根据权利要求1所述的一种基于行车状态的铁路泥石流监测预警响应方法，其特征在于，所述S40，计算列车加速、制动的临界时间及临界距离；包括：
<...【技术特征摘要】
1.一种基于行车状态的铁路泥石流监测预警响应方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于行车状态的铁路泥石流监测预警响应方法，其特征在于，所述s10，确定铁路沿线所需监测的位于多个点位的泥石流沟，包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于行车状态的铁路泥石流监测预警响应方法，其特征在于，所述s20中，每个泥石流沟的预警阈值的表达式为：
4.根据权利要求3所述的一种基于行车状态的铁路泥石流监测预警响应方法，其特征在于，所述水文因子r的计算式为：
5.根据权利要求1所述的一种基于行车状态的铁路泥石流监测预警响应方法，其特征在于，所述s30，计...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘双，胡凯衡，魏丽，张晓鹏，李豪，
申请(专利权)人：中国科学院，水利部成都山地灾害与环境研究所，
类型：发明
国别省市：
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