CN102981517B - 干滩安全检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干滩安全监测系统，包括数据解算设备以及至少一个监测设备；该监测设备包括支护装置、摄影装置和信号处理装置；该支护装置通过地基设置在监测现场，该摄影装置可转动的设置在该支护装置上以拍摄干滩的近景影像；该信号处理装置将滩的近景影像实时地传输到数据解算设备；该数据解算设备根据干滩的近景影像，根据近景拍摄测量法对该干滩的近景影像进行解算和分析，计算得到干滩的监测数据。本发明的监测系统，各设备的设计规范合理，施工简单方便，能够有效的实现干滩的自动化监测，确保干滩监测的稳定性与连续性。

Description

干滩安全检测系统

技术领域

本发明涉及监测技术，且特别涉及一种适用于尾矿库的干滩安全检测系统。

背景技术

在尾矿库的安全监测中，干滩安全监测是一项很重要的内容，我国一、二、三等尾矿库必须进行干滩及其他安全指标的在线监测。干滩监测中的三个指标包括：滩顶高程、干滩长度、干滩坡度。

目前，进行干滩监测的系统很多，方法各异，但总结来说，多是利用各种类型的液位计进行水位高度的测量，由此推算出水位的平均高度。或者采用标杆的方式，每隔一段距离增设一个标尺或者标桩，以人工现场查看的方式进行水位的读取，这种方法逐步发展为通过视频远程观察，由人工判断水位的方式。另外一种方式则是通过在各个阶段使用渗压计获得水位的深度。

现有干滩监测方式非全自动方式，需要人工现场进行读数，再利用计算公式进行计算，人工监测不能够保证实时性。此外，采用立标法施工难度较大，尤其在库区内较深的地方架设标杆。采用渗压计方式进行水位监测，传感器受排泥库的水质影响，水压测量取决于排泥库对应水位的水质密度。一般情况下这种计算方式不能够非常准确的测定水位。

发明内容

鉴于现有技术中的上述问题，本发明提供了一种干滩监测方法，用以有效、准确和实时的进行干滩监测，提高干滩检测的效率。

本发明提供了一种干滩安全监测系统，包括数据解算设备以及至少一个监测设备；

该监测设备包括支护装置、摄影装置和信号处理装置；该支护装置通过地基设置在监测现场，该摄影装置可转动的设置在该支护装置上以拍摄干滩的近景影像；该信号处理装置将干滩的近景影像实时地传输到数据解算设备；

该数据解算设备根据干滩的近景影像，根据近景拍摄测量法对该干滩的近景影像进行解算和分析，计算得到干滩的监测数据。

其中，所述支护装置包括：底座、支架、平衡架；所述底座埋设在地基中，所述支架固定在该底座上，所述平衡架可转动的连接所述支架，所述摄影装置固定在所述平衡架的顶部。

或者，所述支护装置包括：底座和支架；所述底座埋设在地基中，所述支架固定在该底座上，所述摄影装置可转动的设置在所述支架的顶部。

本发明的监测系统，各设备的设计规范合理，施工简单方便，能够有效的实现干滩的自动化监测，确保干滩监测的稳定性与连续性。

附图说明

图1所示为本发明的干滩安全检测系统的示意图；

图2所示为本发明的一种监测设备的结构示意图；

图3所示为本发明监测设备采用内部供电方式的底座的结构示意图；

图4所示为本发明监测设备采用外部供电方式的底座的结构示意图；

图5所示为本发明的另一种监测设备的结构示意图；

图6所示为本发明的一种摄影装置的结构示意图；

图7所示为本发明的一种采用近景摄影测量法的场景示意图；

图8所示为本发明的另一种采用近景摄影测量法的场景示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及所附附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明所设计的干滩安全监测系统，采用近景摄影测量法获取干滩的监测数据。参见图1所示为本发明的干滩安全检测系统的示意图；该系统包括一数据解算设备1和至少一个测量设备2，测量设备2设置在干滩的监测现场对干滩进行拍摄；数据解算设备1设置在后方，根据干滩的近景影像进行数据解算和分析，计算得到干滩的监测数据。

如图2和图5所示为测量装置2的结构示意图，测量设备2包括支护装置21、摄影装置22和信号处理装置23。支护装置21通过地基埋设在干滩监测现场，摄影装置22可转动的设置在该支护装置21上以拍摄干滩的近景影像；该摄影装置22包括摄影机223和远程控电模块224，通过远程控电模块224控制摄影机223进行摄像；在特定的需求下还可以加装定姿模块（未图示），以控制摄影机的姿态，更好的拍摄干滩的近景影像。该信号处理装置23用于将干滩的近景影像实时地传输到数据解算设备1。

如图2所示为本发明的支护装置的一种实现方式，该支护装置21包括底座211、支架212和平衡架213。

该底座211埋设在地基中，地基下部需要在地表下进行混凝土的浇注，如图3所示为底座的结构示意图，底座211包括一钢制的内部箱体2111和保护外壳2115，保护外壳2115可采用混凝土一体浇注。内部箱体2111的一侧具有一单侧开门2113，便于打开以取放器件；内部箱体2111的顶部具有一个向上突出的圆形中空接管2114，中控接管2114从保护外壳2115伸出以便与支架212连接。

内部箱体2111中放置信号处理装置23；若采用内部供电的方式，则可以在内部箱体2111中放置供电模块2112；若采用外部有线供电的方式，则底座可以采用如图4所示的形式，在保护外壳2115内部一侧具有内部通道，内部通道的口部套接密封接头2116，将地埋的输电线经内部通道和密封接头2116引入内部箱体2111中，为信号处理装置23和摄影装置22进行供电。

支架212与平衡架213均用钢制成，支架212与平衡架213的中间形成一中空孔道2121，内部箱体2111的的中空接管2114与该支架212的下端固定连接形成供电及信号连接通道，连接通道采用绝缘保护，作为上下部连接线路的主要通道，连接通道中设置有供电线路及信号线。摄影装置22通过供电线路与供电模块2112或外部的输电线连接；摄影装置22通过信号线与信号处理装置23信号连接。

平衡架213的下端可转动地连接在支架212的上端。如一种连接方式是通过一可转动的连接部2122作为支架212的上端和平衡架213的的下端连接部。该连接部2122可为一组相互配合且可转动的法兰，支架212的上端连接一法兰，平衡架213的下端连接一法兰，将支架212上端的法兰与平衡架213下端的法兰套接后，通过该组法兰的相对转动，实现支架212和平衡架213的相对转动。

摄影设备22设置在平衡架213上，由于平衡架213能够转动，则该摄影装置22可直接固定在该平衡架213上，通过转动平衡架213调节摄影角度；但考虑到通过平衡架213调节转动角度不够精准，则可以将摄影设备22以可转动的方式设置在平衡架213上，由于平衡架213和摄影设备22都能转动调节摄影角度，使得对摄影角度的调节更加灵活和准确。

参见图2可知，该类型的监测设备能够节省建材，且安装和拆卸较为简易，适合对干滩进行短期监测或监测设备需要经常拆移的应用环境，该类型的监测设备还需根据实际施工状况单另架设避雷针（未图示），且避雷针高度应高于该监测设备的高度，以确保内部设备的安全性。

图5所示为另一种类型的监测设备，其包括底座211和支架212，其底座211的结构参见上述的第一种类型，不再赘述。

与上述的第一种类型的监测设备所不同的是，此种类型的监测设备无平衡架设计，主体结构简单，支架212中间具有一中空孔道2121，而外部则可以采用混凝土浇筑以使支架212较为稳固，在浇注时还可在其中设置避雷装置2122以对设备进行保护。内部箱体2111的中空接管2114与支架212固定连接，中空孔道2121与内部箱体2111的内部连通。

此种类型的监测设备较为稳固，能够很好的对内部器件进行保护，需要使用较多的建材，适合需要长期监测或不需拆移监测设备的应用环境。具体采用何种类型的监测设备，工作人员可根据具体的应用环境进行选择。

该类型的监测设备由于支架212不能转动，需要将摄影装置22以可转动方式的设置在支架212的顶部；一种方式可采用如图6的形式，将摄影机223置于绝缘垫225上，绝缘垫225底部与一活动底盘226连接。活动底盘226包括上盘、下盘及多个滚珠，上盘、下盘的相对表面具有圆槽形滚道，多个滚珠位于上盘、下盘的相对表面的圆槽形滚道内。绝缘垫225固定在上盘上，通过转动上盘带动摄影机223转动，以调整拍摄角度，更好的拍摄干滩的近景。为进一步增强调节的精度，可以在该上盘上标上转动刻度供工作人员观看。此外，若在调节完成后需要固定上盘，则可以使用一锚杆227将绝缘垫225和上盘固定在下盘上。下次调节时，拔出锚杆227，再转动活动底盘226进行调节。

摄影装置22的转动可以采用人工的方式，也可以采用遥控的方式，如采用一电机带动上盘转动，工作人员通过遥控电机以控制摄影装置22的转动。

本发明的摄影装置22的保护壳221可为一半球状绝缘保护罩，该保护壳221一侧开半圆形孔径，以使摄影装置22透过该孔径进行摄影。或者该保护壳221可为箱形，该保护壳221的一侧具有开口，以使摄影装置22透过该开口进行摄影。

该监测设备的信号处理装置23包括：信号传输模块和信号集成模块，摄影装置22拍摄的近景影像通过信号集成模块进行数据集成，再通过信号传输模块进行数据的发送。

该数据解算设备1，其根据干滩的近景影像，进行分析解译和结果计算，获得干滩的监测数据。该数据解算设备可以为设置在后方的计算机设备，可以通过在计算机上运行解算软件实现其数据解算功能。

本实施例中，监测设备和数据解算设备的通信方式可以选择多种，如可以通过无线/有线局域网络传输模式、GPRS（GeneralPacketRadioService，通用分组无线服务技术)传输模式、光纤通信模式或无线电台模式等。通过有线局域网络或光纤通信时，可以将信号处理装置23连接一通信天线4，该通信天线4设置在支护装置21上方。

基于上述的监测系统的架构，就可以采用近景摄影测量法获取干滩的监测数据，近景摄影测量法可以选用现有较为成熟的方法，以下对采用近景测量法获取干滩的监测数据进行介绍。

如图7所示为一种近景测量方式，在一面坝面的斜坡的两侧架设第一监测设备1和第二监测设备1，然后调整其中的摄影装置的角度进行拍摄，为确保测量准确性，拍摄区域的重合度适宜达到60%以上。

该测量方式中，在另一面坝面的斜坡上预先标志出或找出4个特征点P，此4个特征点P的方位已知，且在两个摄影装置所获的图像中能够辨认出，如图7所示，通常情况下第一监测设备和第二监测设备架设在大坝的两侧脚点位置，这样摄影装置的拍摄幅度较大，拍摄距离远，整个干滩能够被摄影装置获取。

监测设备将采集的数据发送到数据解算模块，通过数据解算模块在计算机上进行立体像对的解算，通过数据解算模块将平面坐标解析为空间坐标，对获得的数据进行解算和分析，计算出干滩的监测数据。

如图8所示为另一种近景测量方式，另一种近景拍摄测量的方式是在大坝中轴线上架设一监测设备1，将其摄影装置对准山脊沟谷或大坝内最深处，调整摄影装置至能够获取水位及干滩区域。在此区域内找到四个标定的特征点P，这四个特征点P方位已知，并确保特征点位于摄影区域的四个角。

监测设备将采集的数据发送到数据解算模块，数据解算模块根据采集的数据进行图像的校正、将空间的立体坐标转化为平面坐标。通过数据解算模块根据拍摄的图形进行解算和分析，计算出区域内的各干滩监测数据。

本发明的监测系统，各设备的设计规范合理，施工简单方便，能够有效的实现干滩的自动化监测，确保干滩监测的稳定性与连续性。通过实际工程试验验证，干滩监测的精度较高，项目验证误差小、效果好、速度快，解决了目前干滩远程监测数据不准确、施工不方便、人工化程度高的问题。

本领域技术人员应当意识到在不脱离本实用新型所附的权利要求所揭示的本实用新型的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本实用新型的权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种干滩安全监测系统，其特征在于，包括数据解算设备以及至少一个监测设备；

所述监测设备包括支护装置、摄影装置和信号处理装置；所述支护装置通过地基设置在监测现场，包括：底座和支架，所述底座埋设在所述地基中，包括内部箱体和保护外壳，所述内部箱体中放置所述信号处理装置，所述支架固定在所述底座上；所述摄影装置可转动的设置在所述支护装置上，以拍摄所述干滩的近景影像，其包括摄影机和远程控电模块，以通过所述远程控电模块控制所述摄影机进行摄像；所述信号处理装置将所述干滩的近景影像实时地传输到所述数据解算设备；

所述数据解算设备根据近景拍摄测量法对所述干滩的近景影像进行解算和分析，计算得到所述干滩的监测数据。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述支护装置还包括：平衡架；所述平衡架可转动的连接所述支架，所述摄影装置以可转动的方式设置在所述平衡架顶部。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述摄影装置可转动的设置在所述支架的顶部。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述底座中还放置一供电模块；

所述支护装置中设有一供电及信号连接通道，以设置供电线路及信号线；

所述摄影装置通过所述供电线路与所述供电模块电连接；所述摄影装置通过所述信号线与所述信号处理装置信号连接。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述支护装置中设有一供电及信号连接通道，以设置供电线路及信号线；

所述底座内部有一开孔连接外部一输电线路，所述开孔套接密封接头；

所述摄影装置通过所述供电线路与所述输电线路连接；所述摄影装置通过所述信号线与所述信号处理装置信号连接。

6.如权利要求2或3所述的系统，所述信号处理装置连接一通信天线，所述天线设置在所述支护装置上方，所述信号处理装置以无线局域网络传输模式、GPRS传输模式或无线电台传输模式向所述数据解算装置传输数据。

7.如权利要求2或3所述的系统，所述信号处理装置以有线局域网络传输模式或光纤通信模式向所述数据解算装置传输数据。

8.根据权利要求1所述的系统，所述摄影装置还包括绝缘垫和活动底盘，所述摄影机置于所述绝缘垫上，所述绝缘垫底部与可转动的所述活动底盘连接，通过转动所述活动底盘以带动所述摄影机转动。