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高速高邊坡GNSS位移監測預警系統方案

高速高邊坡GNSS位移監測預警系統方案

2022/3/29 11:47:43

一、方案背景

高速公路是國家交通大動脈,高速公路的安全、穩定是人民生命安全的保障。高速公路地基和邊坡在線監測系統是交接高速公路運行狀態的耳目,是保證高速公路穩定、安全保障人民生命財產安全、充分發揮高速公路國家交通大動脈的重要手段。高速邊坡在線監測系統的使用,能有效解決人工檢測中路程遠、夜間檢測不便等問題,通過自動化在線監測系統能實時全天候的監測,了解測區高速公路的安全和穩定,為保障人民生活出行、人民財產安全提供了強有力的保障。且我國的山地、丘陵、高原占國土面積的69%,地勢高差大,地質條件復雜。當陡峭的山路在大雨的沖刷下,巖土體便會松軟破碎,一旦順坡方向巖層裂縫較多時,各鐵路、公路等沿線的邊坡容易發生山體滑坡或山體崩塌等,導致不同程度的人員傷亡、財產損失以及交通路段的堵塞。

二、系統組成

高速公路高邊坡監測采用無人值守自動化監測,以物聯網、互聯網、北斗+等技術為理論基礎,以自主研發的監測平臺及各類傳感器為核心,充分利用各種監測手段,建立地表和地下深部的三維立體監測網,對高速公路邊坡滑坡進行監測。實時監測邊坡滑坡不同部位各類型裂縫的發展過程,巖土體松弛以及局部坍塌、沉降、隆起活動;地下、地面變形動態(包括滑坡體變形方向、變形速速、變形范圍等);表面位移、深部位移、滲流量、降雨量、裂縫、支護結構等及地震活動等外部環境變化等,據此對邊坡滑坡變形發展和變形趨勢作出預測,判斷其穩定狀態給出邊坡失穩預警值,指導施工,反饋設計和檢驗治理效果,了解工程實施后的變化特征,為設計施工及災害預警提供科學依據??梢园迅咚俟愤吰骂A警監測系統分為四層:感知層、網絡層、平臺層、應用層。

感知層實時感應邊坡監測參數傳感器的狀態,如表面位移、深部位移、滲流量、降雨量、裂縫、支護結構、地下水位、土壤含水率、土壓力、表面位移監測儀和視頻監控攝像機等前端感知設備;

 

網絡層支持數據通信,可上、下雙向通訊,支持無線蜂窩網絡、短信、北斗、PSTN、超短波、ZigBee等通信方式。感應設備M21F2可通過監測預警平臺的通訊方式,上行發送至監測控制中心平臺。

 

平臺層整合各層設備和系統功能,通過信號的連接,下發平臺對前端感應器的命令,上傳監測數據的采集、處理、存儲和分析,實時聯動前端各大監控設備。

 

應用層:開啟信息發布途徑,實時展示信息數據和預警信息。

三、系統功能

24小時實時監測:通過對邊坡表面沉降、深層沉降、應力應變、雨量監測、地表位移監測、視頻監控和振動監測等實時在線監測,實時掌握邊坡的結構變化。

 

●報表推送:系統自動生成監測評估報告,包括監測數據圖表、變形趨勢變化、預警信息評估、應急處理建議等;支持設置報告的章節及內容,靈活創 建和修改報告模版;支持在線預覽和下載Word 版本進行整理完善。監測結果實時顯示發布,定期將監測報表推送給用戶。

●多重分級預警:建立三級報警機制,當檢測數據異常時,第一時間以短信、傳真、廣播、電話與短信報警;報警郵件、微信、QQ等形式通知用戶,實現綜合預警功能。

 

●應急預案處理:從專家系統中直接提取相應處理方法,及時采取人員介入、封鎖道路等措施,將安全隱患消除在萌芽狀態。

●結構趨勢分析:通過對邊坡的監測數據分析與安全評價,視頻遠程監測施工現場情況,實時反饋現場情況,可實現結構穩定性趨勢分析,防患于未然。

 

●歷史資料存儲:監測數據的存儲,為今后同類工程設計、施工提供類比依據。

四、系統特點:

●系統核心功能:系統能夠實現監測數據自動采集、傳輸、存儲、處理分析及綜合預警,并具備在各種氣候條件下實現適時監測的能力;

●數據通信和遠程通信功能:根據現場環境,可采用無線數據通信,實現企業現場通信暢通,企業各級安全管理職能部門可以通過網絡(B/S架構)實現遠程對各項在線監測監控數據的查看;

●數據存儲及處理分析功能:系統具備數據存儲功能,具備基礎資料管理存儲、監測數據存儲;

●統計和報表功能:監測數據統計管理、監測數據分析、圖形展示及報表輸出;

 

●綜合預警功能:通過軟件對監測參數的實時在線分析,和人工監測數據的對比分析,一旦監控參數超限,系統能夠進行綜合預警,啟動聲光報警短信報警、郵件報警。提醒相關人員采取措施,預防事故發生;

●多傳感器同臺管理分析處理功能:系統能夠實現表面變形GNSS監測、內部位移監測、地下水面線高度監測、雨量監測、地裂縫監測、視頻監控等在同一平臺界面上展示、分析、處理,綜合把握邊坡穩定狀況與趨勢變化規律;

 

●權限管理功能:根據各級權限,各級監管部門可以不受時間和地點限制,只要登陸網絡,即可實現對監測點的遠程督導和檢查;

 

●系統應具有擴展功能:系統在硬件配置及軟件設計時應保障能夠后續增加監測點后傳感器的接入。

 

 

 

 

 

五、方案價值

■自動化程度高:與全站儀等傳統的測量工具相比,利用高精度進行監測可實現自動監測、自動記錄。監測過程不需要人工操作,能夠實現一次布置,多年可隨時隨地獲取監測數據。

 

■監測效率高:傳統的監測方法監測效率低,獲取數據少,而利用進行監測可實現數分鐘內得到一組精確定位數據,實現實時監測邊坡的變形、位移。

 

■系統部署對地形要求低,組成簡單、結構清晰、運行穩定、顯示直觀、維護方便,可直觀顯示監測數據的歷史變化及當前狀態,能夠快速生成各種報表、曲線、圖形等。

審核編輯(
王靜
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