CN104574834A - 滑坡体地质灾害远程预警与监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滑坡体地质灾害远程预警与监测系统，包括数据采集子系统、通讯控制子系统、数据综合处理子系统及数据表示子系统，数据采集子系统与通讯控制子系统无线连接，通讯控制子系统通过有线信号与数据综合处理子系统连接，据综合处理子系统通过有线信号与数据表示子系统连接；数据采集子系统由若干个传感器模块组成，各传感器模块相应配置有北斗定位模块和无线通信模块。本发明的各类传感器以立体网状的形式展开覆盖目标区域，并配置有北斗定位和无线通信，实现对监测区域的数据采集，并通过监测系统及时准确的对监测区域进行预警和监测，还具有易改造、易升级、易操作、易维护、可拓展性和经济性等性能。

Description

滑坡体地质灾害远程预警与监测系统

技术领域

本发明属于地质监测技术领域，具体涉及一种滑坡体地质灾害远程预警与监测系统。

背景技术

近年来，由于各种因素导致地形地貌平衡条件破坏和岩土构造应力状态发生变化，诱发并加剧了地面沉降，地面塌陷，地裂缝，土地盐渍、沼泽化、崩、滑、流、矿山灾害等地质灾害的发育和危害。在西部地区，由于超量开发土地、草原、森林和水资源，加速了水土流失、土地沙化等灾害的发展，崩塌、滑坡、泥石流等灾害也随之增多。然而，根据以往发生地质灾害事后的分析来看，地质灾害的发育分布及其危害程度与地质环境背景条件(包括地形地貌、地质构造格局和新构造运动的强度与方式，岩土体工程地质类型、水文地质条件等)、气象水文及植被条件，人类经济工程活动及其强度等多方面因素密切关系，地质灾害成因复杂。因此，地质灾害的发生具有隐蔽性和突发性，预报预警难度大，防范难度大。依靠人工方式对滑坡等地质灾害进行检测，效率低下，且缺乏量化数据进行科学分析预测。同时，由于地质灾害监测区域往往为人迹罕至的山间，缺乏道路，人工观测误差较大。如果采用传统的有线监测仪器，将会使得系统部署起来非常困难。此外有线方式往往采用就近部署Datalogger的方式纪录采集数据，需要专人定时前往监测点下载数据，系统得不到实时数据，灵活性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种滑坡体地质灾害远程预警与监测系统，解决了现有技术还不能对滑坡体地质灾害及时警报及监测的问题。

本发明所采用的技术方案是，包括数据采集子系统、通讯控制子系统、数据综合处理子系统及数据表示子系统，数据采集子系统与通讯控制子系统无线连接，通讯控制子系统通过有线信号与数据综合处理子系统连接，数据综合处理子系统通过有线信号与数据表示子系统连接；数据采集子系统由若干个传感器模块组成，各传感器模块相应配置有北斗定位模块和无线通信模块；通讯控制子系统由若干个无线汇聚节点和若干个无线中继节点构成，无线汇聚节点和无线中继节点呈平行态分布；数据综合处理子系统由数据库服务器和数据处理服务器组成；数据表示子系统由数据发布服务器和数据监视设备组成。

本发明的特点还在于，

传感器模块由雨量计、裂缝位移计、.地下水位计及深部位移计组成

传感器模块分区域布设，并以点、线、面展开呈立体网状形式覆盖目标区域。

无线通信模块采用2.4GHz信道。

本发明的有益效果是：各类传感器以立体网状的形式展开覆盖目标区域，并配置有北斗定位和无线通信，实现对监测区域的数据采集，并通过监测系统及时准确的对监测区域进行预警和监测，还具有易改造、易升级、易操作、易维护、可拓展性和经济性等性能。

附图说明

图1是本发明一种滑坡体地质灾害远程预警与监测系统的结构示意图；

图2是本发明传感器模块的结构示意图。

图中，1.数据采集子系统，11.传感器模块，111.雨量计，112.裂缝位移计，113.地下水位计，114.深部位移计，12.北斗定位模块，13.无线通信模块，2.通讯控制子系统，21.无线汇聚节点，22.无线中继节点，3.数据综合处理子系统，31.数据库服务器，32.数据处理服务器，4.数据表示子系统，41.数据发布服务器，42.数据监视设备。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种滑坡体地质灾害远程预警与监测系统，结构如图1所示，包括数据采集子系统1、通讯控制子系统2、数据综合处理子系统3及数据表示子系统4，数据采集子系统1与通讯控制子系统2无线连接，通讯控制子系统2通过有线信号与数据综合处理子系统3连接，数据综合处理子系统3通过有线信号与数据表示子系统4连接；数据采集子系统1由若干个传感器模块11组成，所述各传感器模块11相应配置有北斗定位模块12和无线通信模块13；

通讯控制子系统2由若干个无线汇聚节点21和若干个无线中继节点22构成，无线汇聚节点21和无线中继节点22呈平行态分布；数据综合处理子系统3由数据库服务器31和数据处理服务器32组成；数据表示子系统4由数据发布服务器41和数据监视设备42组成。

传感器模块11由雨量计111、裂缝位移计112、.地下水位计113及深部位移计114组成。传感器模块11分区域布设，并以点、线、面展开呈立体网状形式覆盖目标区域。

无线通信模块13采用2.4GHz信道。

进一步对本发明说明，

数据采集子系统1由配置有北斗定位模块12和无线通信模块13的传感器模块11组成。传感器模块11采用多种传感器(例如雨量计111、裂缝位移计112、.地下水位计113及深部位移计114)，对滑坡体各种相关地质参数进行采集，并经过信号调理、数据编码，通过无线信道传递给通信控制子系统2。其中无线通信模块13采用2.4GHz信道，2.4GHz信道波长较短，穿透性较好，在重植被环境下具有较好的表现，可保证在雨天和重植被覆盖下仍能够有效传输数据。对北斗定位数据进行周期性采集，利用此类数据可实现北斗静态连续地表变形监测。此外，各类传感器模块11可采用分区域布设，将检测地区分割成若干区域，每个区域根据实际情况综合部署上述各类传感器。以监测区域现场深部位移和地表变形等参数的拾取、诱因参数的拾取为基础，构建监测“点”，以监测点为基本单位构建“线”，基于北斗静态连续地表变形监测、区域降水监测等组建“面”。点线面组成一张覆盖目标区域的立体化传感器布设网，对滑坡体监测预警模型形成支撑。

通信控制子系统2由无线汇聚节点21和无线中继节点22和构成。主要实现将数据采集子系统1上传的采集数据实时可靠的传递给数据综合处理子系统3。其中无线中继节点22负责在一定范围内进行有效的数据转发；无线汇聚节点21具有管理调度功能，通过无线信道周期性轮询传感器模块11，控制数据收发过程，通过内部有线网络信道实时向数据综合处理子系统化3提交采集数据，各无线汇聚节点21之间可互为备份，进一步提高通信的可靠性。此外，通信控制子系统2网络架构采用AdHoc无线自组织网络架构，该架构相对于传统的网络，具有“自组织，自愈合”的特性。

数据综合处理子系统3由数据库服务器31与数据处理服务器32组成。主要实现根据实时采集数据，结合滑坡预报模型对滑坡体地质灾害进行预报，并利用数据融合与数据挖掘技术对采集数据进行综合分析，对地区滑坡体地质状态进行中长期跟踪检测与预测。其中，数据处理服务器32主要实现对采集数据的综合运算，实现滑坡预测模型和相关的数据综合处理算法；数据库服务器31主要实现对历史数据的存储和备份。

数据表示子系统4由数据发布服务器41和数据监视设备42构成，如在外网访问系统数据，还需增设防火墙。主要实现多种方式的友好人机接口。其中，数据发布服务器41将数据以多种的形式进行发布，如WEB方式、移动终端方式、大屏幕方式。数据监视设备42泛指所有相关的数据显示设备。

本发明能及时准确的对监测区域进行预警和监测，并具有易改造、易升级、易操作、易维护、可拓展性和经济性等性能。

Claims (4)

1.滑坡体地质灾害远程预警与监测系统，其特征在于：包括数据采集子系统(1)、通讯控制子系统(2)、数据综合处理子系统(3)及数据表示子系统(4)，所述数据采集子系统(1)与通讯控制子系统(2)无线连接，所述通讯控制子系统(2)通过有线信号与数据综合处理子系统(3)连接，所述数据综合处理子系统(3)通过有线信号与数据表示子系统(4)连接；所述数据采集子系统(1)由若干个传感器模块(11)组成，所述各传感器模块(11)相应配置有北斗定位模块(12)和无线通信模块(13)；

所述通讯控制子系统(2)由若干个无线汇聚节点(21)和若干个无线中继节点(22)构成，所述无线汇聚节点(21)和无线中继节点(22)呈平行态分布；

所述数据综合处理子系统(3)由数据库服务器(31)和数据处理服务器(32)组成；

所述数据表示子系统(4)由数据发布服务器(41)和数据监视设备(42)组成。

2.根据权利要求1所述的滑坡体地质灾害远程预警与监测系统，其特征在于：所述传感器模块(11)由雨量计(111)、裂缝位移计(112)、.地下水位计(113)及深部位移计(114)组成。

3.根据权利要求1所述的滑坡体地质灾害远程预警与监测系统，其特征在于：所述传感器模块(11)分区域布设，并以点、线、面展开呈立体网状形式覆盖目标区域。

4.根据权利要求1或2或3所述的滑坡体地质灾害远程预警与监测系统，其特征在于：所述无线通信模块(13)采用2.4GHz信道。