一种基于黄金分割法的边坡隐患点定位方法与流程

本发明属于边坡形变监测，具体涉及一种基于黄金分割法的边坡隐患点定位方法的设计。

背景技术：

1、高边坡形变监测工程在世界上是一种很困难的工程，边坡形变是一种多发性的地质灾害，具有突发性、强破坏性、高危害性等特征，在全球范围内分布广泛，危害极其严重。它不仅给人民生命财产安全带来了威胁，而且还制约着大型工程的修建及运营。因此加强边坡监测是减灾防灾工程的重要工作内容，如何快速、准确地确定边坡隐患点位置是边坡形变监测中的重中之重。

2、目前，国内外大多数学者关于边坡隐患点研究的重心往往在如何识别隐患点，但是关于隐患点的定位研究较少，且现有的边坡隐患点定位方法所消耗时间较长，定位寻找流程过于繁琐，且定位精度较低。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有的边坡隐患点定位方法无法快速定位，且定位的精度较低的问题，提出了一种基于黄金分割法的边坡隐患点定位方法。

2、本发明的技术方案为：一种基于黄金分割法的边坡隐患点定位方法，包括以下步骤：

3、s1、在边坡上选取实验区域。

4、s2、采用黄金分割法对实验区域进行面到线的划分操作，得到最优线位置。

5、s3、采用黄金分割法对最优线位置进行线到点的划分操作，得到边坡隐患点定位结果。

6、进一步地，步骤s1具体为：

7、通过地基雷达系统获取边坡形变值，边坡形变值以观测值为主，选择形变值最大的部位或区域作为实验区域。

8、进一步地，步骤s2包括以下分步骤：

9、s21、将实验区域作为一个面，并将其划分为n条线。

10、s22、对n条线进行编号，以编号为横坐标，形变量为纵坐标建立二维直角坐标系。

11、s23、选取实验区域中一侧形变量最小的线，获取其编号a，同时选取实验区域中另一侧形变量最小的线，获取其编号b，得到编号区间[a,b]。

12、s24、采用黄金分割法对编号区间[a,b]进行插值划分，得到优化编号区间[a1,b1]。

13、s25、重复步骤s24，直到达到设置的插值划分次数n，得到最优编号区间[an,bn]。

14、s26、根据最优编号区间[an,bn]获取最优线位置。

15、进一步地，步骤s24包括以下分步骤：

16、s241、在二维直角坐标系中获取编号区间[a,b]对应的形变量区间[f(a),f(b)]。

17、s242、采用黄金分割法对形变量区间[f(a),f(b)]进行插值划分，得到优化形变量区间[f(a1),f(b1)]。

18、s243、在二维直角坐标系中获取优化形变量区间[f(a1),f(b1)]对应的优化编号区间[a1,b1]。

19、进一步地，步骤s242中采用黄金分割法对形变量区间[f(a),f(b)]进行插值划分的公式为：

20、f(a1)＝f(b)-0.618*(f(b)-f(a))

21、f(b1)＝f(a)+0.618*(f(b)-f(a))

22、其中0.618表示黄金分割法中的黄金分割比例。

23、进一步地，步骤s26包括以下分步骤：

24、s261、在二维直角坐标系中获取最优编号区间[an,bn]对应的最优形变量区间[f(an),f(bn)]。

25、s262、计算最优形变量区间[f(an),f(bn)]中的最优形变值ε：

26、

27、s263、将最优形变值ε在二维直角坐标系中对应的编号作为最优线位置。

28、进一步地，步骤s3包括以下分步骤：

29、s31、将最优线位置划分为m个点位。

30、s32、对m个点位进行编号，以编号为横坐标，形变量为纵坐标建立二维直角坐标系。

31、s33、选取最优线位置中一侧形变量最小的点位，获取其编号c，同时选取最优线位置中另一侧形变量最小的点位，获取其编号d，得到编号区间[c,d]。

32、s34、采用黄金分割法对编号区间[c,d]进行插值划分，得到优化编号区间[c1,d1]。

33、s35、重复步骤s34，直到达到设置的插值划分次数m，得到最优编号区间[cm,dm]。

34、s36、根据最优编号区间[cm,dm]获取边坡隐患点定位结果。

35、进一步地，步骤s34包括以下分步骤：

36、s341、在二维直角坐标系中获取编号区间[c,d]对应的形变量区间[f(c),f(d)]。

37、s342、采用黄金分割法对形变量区间[f(c),f(d)]进行插值划分，得到优化形变量区间[f(c1),f(d1)]。

38、s343、在二维直角坐标系中获取优化形变量区间[f(c1),f(d1)]对应的优化编号区间[c1,d1]。

39、进一步地，步骤s342中采用黄金分割法对形变量区间[f(c),f(d)]进行插值划分的公式为：

40、f(c1)＝f(d)-0.618*(f(d)-f(c))

41、f(d1)＝f(c)+0.618*(f(d)-f(c))

42、其中0.618表示黄金分割法中的黄金分割比例。

43、进一步地，步骤s36包括以下分步骤：

44、s361、在二维直角坐标系中获取最优编号区间[cm,dm]对应的最优形变量区间[f(cm),f(dm)]。

45、s362、计算最优形变量区间[f(cm),f(dm)]中的最优形变值ζ：

46、

47、s363、将最优形变值ζ在二维直角坐标系中对应的编号作为边坡隐患点定位结果。

48、本发明的有益效果是：本发明通过从面到线、线到点的方式，结合黄金分割法分别获取面到线、线到点的最优值，有效解决了现有隐患点定位方法中寻找面到线、线到点的最优值的过程较为繁琐、消耗大量的时间且定位精度较低等问题，实现了高边坡质点崩塌部位的快速准确定位，且有效地提高了定位精度，对工程的防震减灾工作具有十分重要的意义。

技术特征：

1.一种基于黄金分割法的边坡隐患点定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的边坡隐患点定位方法，其特征在于，所述步骤s1具体为：

3.根据权利要求1所述的边坡隐患点定位方法，其特征在于，所述步骤s2包括以下分步骤：

4.根据权利要求3所述的边坡隐患点定位方法，其特征在于，所述步骤s24包括以下分步骤：

5.根据权利要求4所述的边坡隐患点定位方法，其特征在于，所述步骤s242中采用黄金分割法对形变量区间[f(a),f(b)]进行插值划分的公式为：

6.根据权利要求3所述的边坡隐患点定位方法，其特征在于，所述步骤s26包括以下分步骤：

7.根据权利要求1所述的边坡隐患点定位方法，其特征在于，所述步骤s3包括以下分步骤：

8.根据权利要求7所述的边坡隐患点定位方法，其特征在于，所述步骤s34包括以下分步骤：

9.根据权利要求8所述的边坡隐患点定位方法，其特征在于，所述步骤s342中采用黄金分割法对形变量区间[f(c),f(d)]进行插值划分的公式为：

10.根据权利要求7所述的边坡隐患点定位方法，其特征在于，所述步骤s36包括以下分步骤：

技术总结
本发明公开了一种基于黄金分割法的边坡隐患点定位方法，在对边坡形变量较大的实验区域进行面到线、线到点的划分操作过程中采用黄金分割法缩短形变区间，从而选出该区间中的最优值。本发明可以有效地简化边坡隐患点定位流程，减少定位时间消耗，提高定位精度，对防震减灾工作有着十分重要的意义。

技术研发人员：雷添杰
受保护的技术使用者：雷添杰
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15