CN103914950A - 一种基于4g网络的山体滑坡与泥石流预警系统 - Google Patents

一种基于4g网络的山体滑坡与泥石流预警系统 Download PDF

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蔡景芳
蔡增星
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一种基于4G网络的山体滑坡与泥石流预警系统,属预警系统。本发明采用的方案包括:现场采集模块、数据传送模块、数据收集处理中心、预警传送系统四部分组成。利用太阳能,风能提供能量将现场采集模块采集到竖向位移和水平位移信息通过数据传送模块传送到数据收集处理中心,经过处理的信息通过预警传送系统发送到想关联的每个灾民手中。该系统具有预警效果好,成本低廉,预警速度快,预警精度高,环保节能,节约人力,及时挽救泥石流,山体滑坡造成的损失,保护人民群众的生命财产安全,具有极高的可推广性。

Description

—种基于4G网络的山体滑坡与泥石流预警系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种警报系统,尤其是山体滑坡与泥石流警报系统。
背景技术
[0002] 山体滑坡(landslides)是指山体斜坡上某一部分岩土在重力(包括岩土本身重力及地下水的动静压力)作用下,沿着一定的软弱结构面(带)产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动的作用和现象。俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。是常见地质灾害之一。
[0003] 而泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑,地形险峻的地区,因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快,流量大,物质容量大和破坏力强等特点。发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等,造成巨大损失。
[0004] 泥石流是暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流,它的面积、体积和流量都较大,而滑坡是经稀释土质山体小面积的区域,典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥浆组成。在适当的地形条件下,大量的水体浸透流水山坡或沟床中的固体堆积物质,使其稳定性降低,饱含水分的固体堆积物质在自身重力作用下发生运动,就形成了泥石流。泥石流是一种灾害性的地质现象。通常泥石流爆发突然、来势凶猛,可携带巨大的石块。因其高速前进,具有强大的能量,因而破坏性极大。
[0005] 泥石流流动的全过程一般只有几个小时,短的只有几分钟。泥石流是一种广泛分布于世界各国一些具有特殊地形、地貌状况地区的自然灾害,是山区沟谷或山地坡面上,由暴雨、冰雪融化等水源激发的、含有大量泥沙石块的介于挟沙水流和滑坡之间的土、水、气混合流。泥石流大多伴随山区洪水而发生。它与一般洪水的区别是洪流中含有足够数量的泥沙石等固体碎屑物,其体积含量最少为15%,最闻可达80%左右,因此比洪水更具有破坏力。
[0006] 而第四代移动电话行动通信标准,指的是第四代移动通信技术。4G是集3G与WLAN于一体,并能够传输高质量视频图像,它的图像传输质量与高清晰度电视不相上下。4G系统能够以IOOMbps的速度下载,比目前的拨号上网快2000倍,上传的速度也能达到20Mbps,并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外,4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署,然后再扩展到整个地区。很明显,4G有着不可比拟的优越性。
[0007] 现有的泥石流与山体滑坡预警系统大多由检测队伍的人工干预,预警反应时间慢,未能及时预警险情而造成,而且有些地方人迹罕至,预警团队人员根本无法常驻或者进入该地区,而且有些地区根本无法通电、通信,这样就造成常常在发生泥石流的时候未能及时疏散人员而造成巨大的损失。如何建造一个人工干预少的,自动化程度高的,且预警时间反应快的,预警效果好的泥石流与山体滑坡预警系统,是一个重要的而且迫在眉睫要解决的问题。
发明内容[0008] 针对人们的需求,为了解决上述问题,本发明设计了一个一个人工干预少的,自动化程度高的,且预警时间反应快的,预警效果好的太阳能、风能基于4G网络的泥石流与山体滑坡预警系统。
[0009] 本发明采用的方案包括:现场采集模块、数据传送模块、数据收集处理中心、预警传送系统四部分组成。
[0010] 所述的现场采集模块由:竖向位移传感器,数据收集仪器,太阳能电池板,风力发电机,视频采集摄像头,其特征是:
A:竖向位移传感器安装在山体上,其长度为30cnT50Cm,每个传感器上面安装有水平距离传感器,其安装方法为竖直插入山体,安装方式是在山体滑坡易发点呈网状密集分布,其安装间隔为10nT30m之间,竖直位移传感器之间的连接方法为并联,该分布方法可以收集山体竖直方向和水平方向的位移信息;B:数据收集仪器则安装在特制的方盒子内部,其与并联的竖直位移传感器相连,可以收集竖直传感器网发出的信息;C:太阳能电池板则安装在数据收集仪器的上方的电线杆上的1.5m处,电线杆高度为2m,该太阳能电池板不仅具有供给现场采集模块电能的功能,还具有收集太阳能和储藏太阳能、风力发电所产生的电能的功能;D:风力发电机安装在电线杆的顶端位置,该风力发电机产生的电能直接供给系统,也可以将多余能量存储在太阳能电池板内;E:视频采集摄像头安装在太阳能电池板的下方,该摄像头可以采集实时视频信息的作用,采集的数据由电缆传送到数据收集仪器内部。
[0011] 所述的数据传送模块由:4G网络发射器、发射天线、移动基站组成,其特征是:4G网络发射器安装在与数据收集仪器的同一个方盒子内,其与发射天线相连,该发射天线可将数据收集仪器收集的信息通过高速的4G网络传送到移动基站内,移动基站可及时将信息发送到数据收集处理中心。
[0012] 所述的数据收集处理中心由:位移处理系统、视频处理分析系统组成,其特征是位移处理系统可以分析、处理移动基站发来的竖向位移传感器收集到的信息,视频处理分析系统则处理来自视频监控器传来的视频信息;根据位移程度和视频分析将预警等奖分为:一级、二级、特级,共计三级,一级警告,说明近期内该山体有少量位移;二级警告,说明近期有较大位移,三级警告,说明近期内有很大的位移。
[0013] 所述的预警传送系统:由广播系统,短信系统,电话系统等组成,当预警等级为一级时,短信系统发生作用,提醒人们近期内注意安全;当预警等级为二级时,广播系统和短信系统发生作用,提醒人们近期内抓紧时间撤离;当预警等级为三级时,系统将以广播系统广播提醒、短信系统、电话系统马上通过电脑语音打电话到关联的每个手机、电话上,该三个传播媒介同时发生作用,提醒相关人员马上撤离到安全地带。
[0014] 该系统具有预警效果好,成本低廉,预警速度快,预警精度高,环保节能,节约人力,及时挽救泥石流,山体滑坡造成的损失,保护人民群众的生命财产安全,具有极高的可推广性。
附图说明
[0015] 图1为本发明实施的整体关联布局图,
图2为本发明实施的现场采集模块、数据传送模块的结构图。具体实施方式
[0016] 下面结合附图1、2做进一步说明。
[0017] 所述的现场采集模块由:竖向位移传感器(1),数据收集仪器(2),太阳能电池板
(3),风力发电机(4),视频采集摄像头(5),其特征是:A:竖向位移传感器(I)安装在山体上,其长度为30cnT50Cm,每个传感器上面安装有水平距离传感器,其安装方法为竖直插入山体,安装方式是在山体滑坡易发点呈网状密集分布,其安装间隔为10nT30m之间,竖直位移传感器(I)之间的连接方法为并联,该分布方法可以收集山体竖直方向和水平方向的位移信息:数据收集仪器(2)则安装在特制的方盒子内部,其与并联的竖直位移传感器(I)相连,可以收集竖直传感器网发出的信息;C:太阳能电池板(3)则安装在数据收集仪器(2)的上方的电线杆(6)上的1.5m处,电线杆(6)高度为2m,该太阳能电池板(3)不仅具有供给现场采集模块电能的功能,还具有收集太阳能和储藏太阳能、风力发电所产生的电能的功能;D:风力发电机(4)安装在电线杆(6)的顶端位置,该风力发电机(4)产生的电能直接供给系统,也可以将多余能量存储在太阳能电池板内;E:视频采集摄像头(5)安装在太阳能电池板(3)的下方,该摄像头可以采集实时视频信息的作用,采集的数据由电缆传送到数据收集仪器(2)内部。
[0018] 所述的数据传送模块由:4G网络发射器(7)、发射天线(8)、移动基站组成(9),其特征是:4G网络发射器(7)安装在与数据收集仪器(2)的同一个方盒子内,其与发射天线
(8)相连,该发射天线(8)可将数据收集仪器(2)收集的信息通过高速的4G网络传送到移动基站(9)内,移动基站(9)可及时将信息发送到数据收集处理中心。
[0019] 所述的数据收集处理中心由:位移处理系统(11)、视频处理分析系统(10)组成,其特征是位移处理系统(11)可以分析、处理移动基站(9)发来的竖向位移传感器(I)收集到的信息,视频处理分析系统(10)则处理来自视频采集摄像头(5)传来的视频信息;根据位移程度和视频分析将预警等奖分为:一级、二级、特级,共计三级,一级警告,说明近期内该山体有少量位移;二级警告,说明近期有较大位移,三级警告,说明近期内有很大的位移。
[0020] 所述的预警传送系统:由广播系统(13),短信系统(12),电话系统(14)等组成,当预警等级为一级时,短信系统(12)发生作用,提醒人们近期内注意安全;当预警等级为二级时,广播系统(13)和短信系统(12)发生作用,提醒人们近期内抓紧时间撤离;当预警等级为三级时,系统将以广播系统(13)广播提醒、短信系统(12)、电话系统(14)马上通过电脑语音打电话到关联的每个手机、电话上,该三个传播媒介同时发生作用,提醒相关人员马上撤离到安全地带。
[0021] 该系统具有预警效果好,成本低廉,预警速度快,预警精度高,环保节能,节约人力,及时挽救泥石流,山体滑坡造成的损失,保护人民群众的生命财产安全,具有极高的可推广性。

Claims (4)

1.一种基于4G网络的山体滑坡与泥石流预警系统,包括:现场采集模块、数据传送模块、数据收集处理中心、预警传送系统四部分组成,现场采集模块包括:竖向位移传感器,数据收集仪器,太阳能电池板,风力发电机,视频采集摄像头,其特征是:现场采集模块由竖向位移传感器(1),数据收集仪器(2),太阳能电池板(3),风力发电机(4),视频采集摄像头(5),其特征是,A:竖向位移传感器(I)安装在山体上,其长度为30cnT50Cm,每个传感器上面安装有水平距离传感器,其安装方法为竖直插入山体,安装方式是在山体滑坡易发点呈网状密集分布,其安装间隔为10nT30m之间,竖直位移传感器(I)之间的连接方法为并联,该分布方法可以收集山体竖直方向和水平方向的位移信息:数据收集仪器(2)则安装在特制的方盒子内部,其与并联的竖直位移传感器(I)相连,可以收集竖直传感器网发出的信息;C:太阳能电池板(3)则安装在数据收集仪器(2)的上方的电线杆(6)上的1.5m处,电线杆(6)高度为2m,该太阳能电池板(3)不仅具有供给现场采集模块电能的功能,还具有收集太阳能和储藏太阳能、风力发电所产生的电能的功能;D:风力发电机(4)安装在电线杆(6)的顶端位置,该风力发电机(4)产生的电能直接供给系统,也可以将多余能量存储在太阳能电池板内;E:视频采集摄像头(5)安装在太阳能电池板(3)的下方,该摄像头可以采集实时视频信息的作用,采集的数据由电缆传送到数据收集仪器(2 )内部。
2.如权利要求1.所述的一种基于4G网络的山体滑坡与泥石流预警系统,其数据传送模块由:4G网络发射器(7)、发射天线(8)、移动基站组成(9),其特征是:4G网络发射器(7)安装在与数据收集仪器(2)的同一个方盒子内,其与发射天线(8)相连,该发射天线(8)可将数据收集仪器(2)收集的信息通过高速的4G网络传送到移动基站(9)内,移动基站(9)可及时将信息发送到数据收集处理中心。
3.如权利要求1.所述的一种基于4G网络的山体滑坡与泥石流预警系统,其特征是:所述的数据收集处理中心由:位移处理系统(11)、视频处理分析系统(10)组成,其特征是位移处理系统(11)可以分析、处理移动基站(9)发来的竖向位移传感器(I)收集到的信息,视频处理分析系统(10)则处理来自视频采集摄像头(5)传来的视频信息;根据位移程度和视频分析将预警等奖分为:一级、二级、特级,共计三级,一级警告,说明近期内该山体有少量位移;二级警告,说明近期有较大位移,三级警告,说明近期内有很大的位移。
4.如权利要求1.所述的一种基于4G网络的山体滑坡与泥石流预警系统,其特征是:所述的预警传送系统由广播系统(13),短信系统(12),电话系统(14)等组成,当预警等级为一级时,短信系统(12)发生作用,提醒人们近期内注意安全;当预警等级为二级时,广播系统(13)和短信系统(12)发生作用,提醒人们近期内抓紧时间撤离;当预警等级为三级时,系统将以广播系统(13)广播提醒、短信系统(12)、电话系统(14)马上通过电脑语音打电话到关联的每个手机、电话上,该三个传播媒介同时发生作用,提醒相关人员马上撤离到安全地带。
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