预测降雨入渗对边坡稳定性影响的方法、装置及电子设备

摘要

本发明公开一种预测降雨入渗对边坡稳定性影响的方法、装置及电子设备，该方法包括：通过水位监测数据和初始构建值构建第一边坡模型；基于初始构建值计算得到实际边坡的重力和第一孔隙压力，并将第一边坡模型的初始位移场清零得到第二边坡模型；通过压力探针检测第二边坡模型的第二孔隙压力，基于第二孔隙压力在第二边坡模型上设置降雨入渗边界条件；将第二孔隙压力作为应力场的外部应力，将体积应变作为渗流场的源项进行双向耦合；基于初始构建值计算得到第二边坡模型在降雨入渗边界过程中的塑性应变，当塑性应变计算不再收敛，则确定实际边坡处于第一状态。以更准确预测降雨入渗对边坡稳定性的影响，可应用于预测降雨对边坡稳定性影响的领域。

说明书

技术领域

本发明涉及预测降雨入渗对边坡稳定性影响的领域，尤其是一种预测降雨入渗对边坡稳定性影响的方法及领域。

背景技术

地下水是导致边坡失稳的重要因素之一，排出坡体内部地下水对于提高边坡的稳定性至关重要。然而，降雨或排水会改变地下水渗流路径，尤其是在突发性强降雨季节里，边坡土体的物理力学性质被改变的同时，也会显著影响坡体内部的渗流和变形特性，导致原本处于力学平衡状态的边坡可能在降雨过程中突然发生失稳破坏。因此，了解边坡在降雨入渗作用下的稳定性变化对边坡的排水和支护设计具有十分重要的指导意义。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种预测降雨入渗对边坡稳定性影响的方法、装置及电子设备，用以更准确预测降雨入渗对边坡稳定性的影响。

本发明的一方面提供了一种预测降雨入渗对边坡稳定性影响的方法，包括：通过水位监测数据确定第一边坡模型的渗流边界条件，基于所述渗流边界条件及初始构建值构建所述第一边坡模型，其中，所述水位监测数据为监测到的实际边坡的水位数据，所述初始构建值为所述实际边坡的地质数据；基于所述初始构建值进行计算得到所述实际边坡的重力和第一孔隙压力，基于所述实际边坡的重力和所述第一孔隙压力将所述第一边坡模型的初始位移场清零得到第二边坡模型；通过压力探针检测所述第二边坡模型的第二孔隙压力，基于所述第二孔隙压力的数值在所述第二边坡模型上设置降雨入渗边界条件；将第二孔隙压力作为所述第二边坡模型的应力场的外部应力，将体积应变作为所述第二边坡模型的渗流场的源项，进行双向耦合，其中，体积应变为所述第二边坡模型在降雨入渗边界处理过程中，体积变化的大小与所述第二边坡模型的初始体积之比；基于所述初始构建值中的黏聚力和内摩擦角进行计算得到所述第二边坡模型在降雨入渗边界过程中的塑性应变，当塑性应变计算不再收敛，则确定所述第二边坡模型处于第一状态，则所述实际边坡处于第一状态。

根据本发明的一些实施例，所述通过水位监测数据确定第一边坡模型的渗流边界条件，基于所述渗流边界条件及初始构建值构建所述第一边坡模型，包括：对所述第一边坡模型进行网格剖分，其中，所述第一边坡模型的坡面附近的网格的最大单元尺寸的数值最小。

根据本发明的一些实施例，所述基于所述初始构建值进行计算得到所述实际边坡的重力和第一孔隙压力，基于所述实际边坡的重力和所述第一孔隙压力将所述第一边坡模型的初始位移场清零得到第二边坡模型，包括：根据所述实际边坡的重力和所述第一孔隙压力进行计算得到初始应力场；根据所述初始应力场对所述第一边坡模型进行地应力平衡计算，使得所述第一边坡模型的初始位移场清零得到第二边坡模型。

根据本发明的一些实施例，所述通过压力探针检测所述第二边坡模型的第二孔隙压力，基于所述第二孔隙压力的数值在所述第二边坡模型上设置降雨入渗边界条件，包括：当所述第二孔隙压力小于0时，在所述第二边坡模型的坡面施加固定流量边界；当所述第二孔隙压力大于或等于0时，在所述第二边坡模型的坡面施加固定压力边界；其中，所述固定流量边界和所述固定压力边界的计算公式为：

根据本发明的一些实施例，所述基于所述第二孔隙压力的数值在所述第二边坡模型上设置降雨入渗边界条件前，包括：将转换函数设置一部分平滑段；获取所述第二孔隙压力的数值并根据所述第二孔隙压力的数值调整转换函数。

根据本发明的一些实施例，所述将第二孔隙压力作为所述第二边坡模型的应力场的外部应力，将体积应变作为所述第二边坡模型的渗流场的源项，进行双向耦合，这一步骤中，将第二孔隙压力作为所述第二边坡模型的应力场的外部应力的计算公式为：

根据本发明的一些实施例，所述将第二孔隙压力作为所述第二边坡模型的应力场的外部应力，将体积应变作为所述第二边坡模型的渗流场的源项，进行双向耦合，这一步骤中，将体积应变作为所述第二边坡模型的渗流场的源项的计算公式为：

根据本发明的一些实施例，所述当塑性应变计算不再收敛，则确定所述第二边坡模型处于第一状态，则所述实际边坡处于第一状态这一步骤后，包括：获取所述第二边坡模型处于第一状态时的渗流应力瞬态计算结果；基于渗流应力瞬态计算结果不断调整边坡的强度指标和折减系数，直至所述第二边坡模型处于临界破坏的状态，获取当前的折减系数作为安全系数。

本发明的一方面提供了一种预测降雨入渗对边坡稳定性影响的装置，包括：第一模块，用于通过水位监测数据确定第一边坡模型的渗流边界条件，基于所述渗流边界条件及初始构建值构建所述第一边坡模型，其中，所述水位监测数据为监测到的实际边坡的水位数据，所述初始构建值为所述实际边坡的地质数据；第二模块，用于基于所述初始构建值进行计算得到所述实际边坡的重力和第一孔隙压力，基于所述实际边坡的重力和所述第一孔隙压力将所述第一边坡模型的初始位移场清零得到第二边坡模型；第三模块，用于通过压力探针检测所述第二边坡模型的第二孔隙压力，基于所述第二孔隙压力的数值在所述第二边坡模型上设置降雨入渗边界条件；第四模块，用于将第二孔隙压力作为所述第二边坡模型的应力场的外部应力，将体积应变作为所述第二边坡模型的渗流场的源项，进行双向耦合，其中，体积应变为所述第二边坡模型在降雨入渗边界处理过程中，体积变化的大小与所述第二边坡模型的初始体积之比；第五模块，用于基于所述初始构建值中的黏聚力和内摩擦角进行计算得到所述第二边坡模型在降雨入渗边界过程中的塑性应变，当塑性应变计算不再收敛，则确定所述第二边坡模型处于第一状态，则确定所述实际边坡处于第一状态。

本发明的另一方面提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；所述存储器用于存储程序；所述处理器执行所述程序实现预测降雨入渗对边坡稳定性影响的方法。

根据本发明实施例的电子设备，至少具有与上述的预测降雨入渗对边坡稳定性影响的方法同样的有益效果。

本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行前面的方法。

本发明的实施例通过获取实际边坡的地质数据、水位数据构建第一边坡模型及渗流边界条件，并基于实际边坡的地质数据的密度进行计算得到重力，基于水位数据进行计算得到第一孔隙压力，利用重力和第一孔隙压力将第一边坡模型的初始位移场清零得到第二边坡模型，通过将初始位移场清零，使得第二边坡模型与实际边坡的情况更趋于一致，提高后续预测的准确度。通过压力探针检测第二边坡模型初始的第二孔隙压力，根据第二孔隙压力的数值设置降雨入渗边界条件，这是根据不同的孔隙压力大小实现不同边界条件的自动转换，无需根据降雨数据手动设置不同的边界条件，操作简单方便，还能提高模拟效率。通过将第二孔隙压力作为第二边坡模型的应力场的外部应力，将体积应变作为第二边坡模型的渗流场的源项，进行渗流场和应力场的双向耦合，基于初始构建值中的黏聚力和内摩擦角进行计算得到第二边坡模型在降雨入渗边界过程中的塑性应变当塑性应变计算不再收敛，则确定所述第二边坡模型处于第一状态，因为第二边坡模型是模拟实际边坡的，因此也表明实际边坡会在降雨达到模拟降雨入渗处理的情况下，会处于第一状态。通过这种构建与实际边坡一致的第二边坡模型，并对第二边坡模型进行降雨，在降雨过程中，通过压力探针实现降雨入渗边界条件的自动转换提高模拟效率，并通过双向耦合使得计算结果更加精确且符合实际边坡工程，从而预测降雨对实际边坡稳定性的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的预测降雨入渗对边坡稳定性影响的方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例提供的几何模型与边界条件示意图

图3为本发明实施例提供的第一边坡模型的网格剖分示意图；

图4为本发明实施例提供的第一边坡模型的初始应力与初始位移分布图；

图5为本发明实施例提供的转换函数A与压力p的关系示意图；

图6为本发明实施例提供的降雨前后第二边坡模型的饱和度和渗流场分布图；

图7为本发明实施例提供的降雨前后第二边坡模型的塑性应变分布图；

图8为本发明实施例提供的第二边坡模型的边坡滑动面示意图；

图9为本发明实施例提供的不同降雨时刻第二边坡模型的安全系数变化曲线；

图10为本发明实施例提供的预测降雨入渗对边坡稳定性影响的装置的示意框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

降雨或排水会改变地下水渗流路径，造成坡体内渗流场和应力场的耦合效应极其显著，尤其是强降雨季节里，在降雨入渗和多场耦合环境的作用下，边坡土体的物理力学性质被改变的同时，也会显著影响坡体内部的渗流和变形特性，导致原本处于力学平衡状态的边坡可能在降雨过程中突然发生失稳破坏。而目前，数值模拟被广泛地用于了解降雨入渗对边坡稳定性的影响。当时常用的方法都需要先进行渗流场的计算，再将不同时刻的压力场导入到边坡稳定性计算中，以此来评价降雨入渗对边坡稳定性的影响，流程不仅繁琐复杂，而且只考虑了渗流场对应力场的单向耦合，与现场实际工程不符。因此，如何建立考虑渗流应力双向耦合效应的边坡模型来准确预测降雨入渗对边坡稳定性的影响是目前亟需解决的技术问题。因此，本申请提出来一种预测降雨入渗对边坡稳定性影响的方法、装置及电子设备来更准确地预测降雨入渗对边坡稳定性的影响。

参考图1，图1为本发明实施例提供的预测降雨入渗对边坡稳定性影响的方法的步骤流程图，包括步骤S100-步骤S600：

步骤S100，通过水位监测数据确定第一边坡模型的渗流边界条件，基于渗流边界条件及初始构建值构建第一边坡模型，其中，水位监测数据为监测到的实际边坡的水位数据，初始构建值为实际边坡的地质数据。

具体地，通过地质背景资料、实地考察等途径获取实际边坡的相关数据，如水位监测数据、地质数据，根据水位监测数据确定实际边坡在边界上的压力水头，即得到渗流边界条件。根据渗流边界条件和初始构建值构建第一边坡模型，其中，可以通过软件建立第一边坡模型，如COMSOL Multiphysics软件，并且对第一边坡模型进行网格剖分，通常选取典型剖面进行建模，要说明的是，由于坡面受降雨入渗影响，因此需要加密坡面附近的网格以提高计算收敛性，加密后使得坡面附近的网格的最大单元尺寸的数值最小，示例性的，将坡面附近的网格的最大单元尺寸设置为0.5m，其余部分网格的最大单元尺寸设置为5m。此外，初始构建值包括但不限于物理力学参数和模型参数，实际边坡的物理力学参数包括但不限于：土体的密度ρ

步骤S200，基于初始构建值进行计算得到实际边坡的重力和第一孔隙压力，基于实际边坡的重力和第一孔隙压力将第一边坡模型的初始位移场清零得到第二边坡模型。

具体地，可以通过初始构建值中的土体密度、重力加速度、高度获取得到实际边坡的重力，根据渗流边界得到第一孔隙压力。接着计算边坡在重力和第一孔隙压力作用下的初始应力场，将其作为内力输入到地应力平衡计算中，将初始位移场清零得到第二边坡模型。示例性地，计算边坡在重力和孔隙压力作用下的初始应力场，再通过COMSOLMultiphysics软件中的“预应力与预应变”接口，将初始应力场作为内力输入到地应力平衡计算中，将初始位移场清零。

步骤S300，通过压力探针检测第二边坡模型的第二孔隙压力，基于第二孔隙压力的数值在第二边坡模型上设置降雨入渗边界条件。

具体地，通过压力探针检测第二边坡模型的第二孔隙压力，示例性的，可以利用COMSOL Multiphysics软件中的“探针”实时监测第二边坡模型的孔隙压力。能理解的是，此时，压力探针检测到的第二孔隙压力为第二边坡模型的初始孔隙压力数值。当第二孔隙压力小于0时，在第二边坡模型的坡面施加固定流量边界；当第二孔隙压力大于或等于0时，在第二边坡模型的坡面施加固定压力边界；其中，固定流量边界和固定压力边界的计算公式为：

步骤S400，将第二孔隙压力作为第二边坡模型的应力场的外部应力，将体积应变作为第二边坡模型的渗流场的源项，进行双向耦合。

具体地，将第二孔隙压力作为外部应力输入到第二边坡模型的应力场，将体积应变作为源项输入到第二边坡模型的渗流场。其中，将第二孔隙压力作为第二边坡模型的应力场的外部应力的计算公式为：

步骤S500，基于初始构建值中的黏聚力和内摩擦角进行计算得到第二边坡模型在降雨入渗边界过程中的塑性应变，其中，体积应变为第二边坡模型在降雨入渗边界处理过程中，体积变化的大小与第二边坡模型的初始体积之比，当塑性应变计算不再收敛，则确定第二边坡模型处于第一状态，则实际边坡处于第一状态。

具体地，采用Mohr-Coulomb屈服准则计算第二边坡模型的塑性应变，计算不再收敛表明第二边坡模型处于第一状态，其中，Mohr-Coulomb屈服准则计算需要用到初始构建值中的粘聚力和内摩擦角进行计算。要说明的是，第一状态说明第二边坡模型处于即将失稳的状态，因为第二边坡模型是模拟实际边坡的，因此可以得出，在降雨入渗边界处理过程中，当降雨入渗达到了某个临界点，会导致实际边坡即将失稳。进一步的，根据渗流场和应力场进行双向耦合过程中已经获得饱和度和渗流场分布的情况，示例性的，在强降雨的过程中，根据对饱和度和渗流场分布的情况可以分析看出边坡土体从非饱和状态逐渐转变为饱和状态，造成边坡土体的强度随着降雨量的增加而逐渐下降。在进行塑性应变的计算之后，进一步的，获取即将失稳那刻对应的渗流应力瞬态计算结果，采用强度折减法计算不同降雨时刻的边坡安全系数，具体步骤包括：获取第二边坡模型处于即将失稳状态时的渗流应力瞬态计算结果；基于渗流应力瞬态计算结果不断调整边坡的强度指标和折减系数，直至第二边坡模型处于临界破坏的状态，获取当前的折减系数作为安全系数。通过获取不同降雨时刻的边坡系数，可以分析得到随着降雨的改变，边坡安全系数的变化，根据安全系数进一步预测边坡是否处于失稳状态。

本申请构建与实际边坡相一致的第二边坡模型，利用对第二边坡模型的模拟降雨，从而预测实际边坡中降雨对稳定性的影响，并通过压力探针自动完成坡面固定压力边界或固定流量边界的转换，无需根据降雨数据手动设置两种边界条件，不仅操作简单方便，还能提高模拟效率。还通过将第二孔隙压力作为外部应力输入到应力场中，再将体积应变作为源项输入到渗流场中，实现了渗流场和应力场的双向耦合，计算结果更加精确且符合实际工程，更科学准确地预测降雨入渗对边坡稳定性影响。

以下提供具体实施例：

根据研究区的地质背景资料，在COMSOL Multiphysics软件中建立一个长240m、宽120m、高110m、倾角约为24°的边坡模型，根据土体参数差异，将边坡细分为5个土层，如图2所示。同时，对边坡模型进行网格剖分，由于坡面受降雨入渗影响，将坡面附近的网格的最大单元尺寸设置为0.5m，其余部分网格的最大单元尺寸设置为5m，如图3所示，要说明的是，图3中，0.5m和5m指代的是网格的单元尺寸，而非单元格面积。

边坡土体的物理力学参数和Van Genuchten模型参数如表1和表2所示，表1为模型参数取值列表：

表1

表2为Van Genuchten模型参数：

表2

根据研究区的水文地质背景资料，边坡在未降雨时的边界压力水头分别为60m和83m，底边界和左右侧边界为隔水边界，如图2所示；

计算边坡在重力和孔隙压力作用下的初始应力场，再通过COMSOL Multiphysics软件中的“预应力与预应变”接口，将初始应力场作为内力输入到地应力平衡计算中，将初始位移场清零，如图4所示。

在坡面设置降雨入渗边界条件，为了防止数值的突变导致计算结果不收敛，将转换函数A设置一部分平滑段，如图5所示。在COMSOL Multiphysics软件中设置边界探针，边界选择坡面，监测变量选择压力p，当压力探针监测到p<0时，降雨入渗边界条件变为固定流量边界，其表达式为-n·ρ

设置渗流场和应力场的双向耦合，将孔隙压力p作为外部应力输入到COMSOLMultiphysics软件中的固体力学模块，在Richards方程模块设置质量源，输入表达式-dl.Se*dl.rho*d(solid.evol,TIME)，实现渗流场与应力场的双向耦合。采用Mohr-Coulomb屈服准则计算边坡土体在降雨入渗过程中的塑性应变，计算时间设置为5d，时间步长设置为0.01d，当模型计算到4.66d时不再收敛，表明边坡即将失稳，此时边坡模型的饱和度和渗流场分布如图6所示，图中箭头表示渗流大小和方向。结果显示，由于降雨入渗的影响，边坡模型的渗流场发生了变化，雨水从坡顶不断渗入土体中，导致边坡土体从非饱和状态逐渐转变为饱和状态，造成边坡土体的强度随着降雨量的增加而逐渐下降。边坡土体的塑性应变分布如图7所示，结果显示，由于降雨入渗的影响，在坡脚附近出现了较大的塑性应变，导致边坡即将失稳。

基于进行双向耦合和进行Mohr-Coulomb屈服准则计算中得到的渗流应力瞬态计算结果，利用COMSOL Multiphysics软件中的辅助扫描功能，可以很方便地实现边坡安全系数的折减计算，将安全系数的扫描范围设置为range(0.8,0.01,2)，计算得到的边坡滑动面如图8所示。在降雨前，边坡的安全系数为1.67，不同降雨时刻的安全系数变化如图9所示。结果显示，随着降雨时间的增加，边坡安全系数逐渐减小，当降雨时间为4.66d时，边坡安全系数减小到了1.01，表明边坡即将失稳。

如果只考虑渗流场与应力场的单向耦合，即忽略Richards方程中的质量源项，计算得到降雨后的边坡安全系数为1.06，安全系数越接近1表明边坡越容易失稳，因此本发明不仅实现了渗流场和应力场的双向耦合和降雨入渗边界的自动转换，还能更精确地计算边坡的安全系数，以此来指导边坡的排水和支护设计。同时COMSOL Multiphysics软件操作简便，计算效率高。该方法在岩土领域该问题的研究上具有实际意义和价值。

以上仅为本申请地优选实施方式而已，并不用于限制本申请，对于本领域地技术人员来说，本申请可以有各种改变和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。且采用的软件仅为优选软件，在其他实施例中可以采用其他类似功能的软件。

一方面，参照图10，本实施例还提供了一种预测降雨入渗对边坡稳定性影响的装置，至少包括：第一模块1010，第二模块1020，第三模块1030，第四模块1040，第五模块1050。

具体地，第一模块1010用于通过水位监测数据确定第一边坡模型的渗流边界条件，基于渗流边界条件及初始构建值构建第一边坡模型，第二模块1020与第一模块1010相连接，获取第一模块1010中的第一边坡模型，根据初始构建值计算得到重力和第一孔隙压力并将第一边坡模型的初始位移场清零得到第二边坡模型；第三模块1030与第二模块1020相连接，获取第二模块1020中的第二边坡模型，并用压力探针检测第二边坡模型的第二孔隙压力，基于第二孔隙压力的数值在第二边坡模型上设置降雨入渗边界条件；第四模块1040与第三模块1030相连接，获取得到第三模块1030中进行降雨入渗边界处理的第二边坡模型，将第二孔隙压力作为第二边坡模型应力场的外部应力，将体积应力作为第二边坡模型渗流场的源项，进行双向耦合；第五模块1050与第四模块1040相连接，获取第四模块1040中的第二边坡模型，基于初始构建值的黏聚力和内摩擦角进行计算得到第二边坡模型在进行降雨入渗边界处理过程中的塑性应变，当塑性应变计算不再收敛，则确定第二边坡模型处于第一状态，则实际边坡处于第一状态。

本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行图1所示的方法。

在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。

此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。