CN108230626A - 一种基于物联网的泥石流预警系统 - Google Patents

一种基于物联网的泥石流预警系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108230626A
CN108230626A CN201810187422.2A CN201810187422A CN108230626A CN 108230626 A CN108230626 A CN 108230626A CN 201810187422 A CN201810187422 A CN 201810187422A CN 108230626 A CN108230626 A CN 108230626A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure sensor
pressure
fixed plate
rainwater
signal projector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810187422.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108230626B (zh
Inventor
季宪军
陈国超
吴帅涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanyang Institute of Technology
Original Assignee
Nanyang Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanyang Institute of Technology filed Critical Nanyang Institute of Technology
Priority to CN201810187422.2A priority Critical patent/CN108230626B/zh
Publication of CN108230626A publication Critical patent/CN108230626A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108230626B publication Critical patent/CN108230626B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/10Alarms for ensuring the safety of persons responsive to calamitous events, e.g. tornados or earthquakes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
  • Emergency Alarm Devices (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的泥石流预警系统,所述系统包括雨水收集筒(1)、固定杆(2)、第一压力传感器(12)、竖直固定板(21)、水平固定板(22)、第二压力传感器(23)、第三压力传感器(24)、电子集成器(3)。本发明的系统能够进行两级泥石流预警,从而提高了预警的效率。

Description

一种基于物联网的泥石流预警系统
技术领域
本发明涉及泥石流预警技术领域,具体涉及一种基于物联网的泥石流预警系统。
背景技术
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。因此,泥石流的预警极为重要。
公开号为CN101398968A的中国专利文献公开了一种公路泥石流灾害预警方法,该方法包括如下步骤:1)采集泥石流流通区进口端的瞬时泥位信息,2)根据测得的泥位变化信息计算出泥石流流通区进口端泥石流流速v1,3)计算出泥石流流通区出口端的泥石流流速v2,4)根据泥石流流速v1和v2计算出流通区沟口桥涵处泥石流泥位高度hq,5)根据桥涵处泥石流泥位高度hq划分安全等级,根据安全等级,由告警系统作出相应处理。该专利可以实时地警报泥石流灾害,及时警示灾区内的车辆及行人安全避灾,从而减轻泥石流危险区公路交通损失,实现防灾减灾。
公开号为CN104111091A的中国专利文献公开了一种泥石流力学参数监测系统及泥石流预警系统。针对现有技术中在泥石流发生预警中存在的缺陷,该专利首先提供了一种泥石流力学参数的监测系统。该系统利用监测断面D上获取的总应力监测值P与泥石流流深监测值h,实时计算监测泥石流重度γC与泥石流平均流速VC。优化设计中,系统根据流深监测值h与流深变化值Δh调整监控数据变频采集、发送。该专利还提供一种泥石流预警系统,根据泥石流峰值流量特征实现泥石流危险性的分级预警,并确定泥石流发生预期时间。该专利泥石流力学参数监测系统能够对泥石流流深、流速、峰值流量、重度等特征指标进行实时及变频监测、发送。该专利泥石流预警系统能够实现泥石流力学参数特征分析及泥石流发生预警。
现有泥石流预警系统一般仅能在泥石流发生后才能进行预警,从而使救援和撤离时间极短,预警效果较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的泥石流预警系统,本发明的系统能够进行两级泥石流预警,从而提高了预警的效率。
为实现上述目的,本发明提供一种基于物联网的泥石流预警系统,所述系统包括雨水收集筒和连接于所述雨水收集筒底部用于埋入坡面中的固定杆,所述雨水收集筒沿轴向竖直设置且顶部设置有雨水入口和底部设置有密封的底壁,所述底壁上设置有雨水出口,所述底壁的上方设置有第一压力传感器用于测定降雨量与雨水收集筒排水量之差所产生的压力P1,所述固定杆外周沿轴向延伸有多个竖直固定板,相邻竖直固定板之间设置有水平设置的水平固定板,所述竖直固定板的两侧面设置有第二压力传感器分别用于测定上方坡面对竖直固定板造成的压力P21和下方坡面对竖直固定板造成的压力P22,所述水平固定板的上下表面设置有第三压力传感器用于测定水平固定板上方土层对水平固定板所造成的压力P3,所述竖直固定板上方的固定杆中嵌入有电子集成器,所述电子集成器包括处理器、储存器、信号发射器和电池,所述处理器包括数据接收模块和数据处理模块,所述数据接收模块与所述第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器数据连接,所述数据接收模块与所述数据处理模块数据连接,所述数据处理模块与所述储存器和信号发射器数据连接,所述电池与所述处理器、储存器和信号发射器电连接,所述数据接收模块用于接收来自所述第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器的压力数据P1、P21、P22、P3并发送至数据处理模块中,所述数据处理模块用于进行如下处理步骤:计算dP1=P1-P3并与预设压力阙值Px进行比较,若dP1的绝对值>Px,则通过所述信号发射器向外界发送发出水土流失预警;计算dP2=P21-P22并与预设压力阙值Py进行比较,若dP2的绝对值>Py,则通过所述信号发射器向外界发送发出泥石流预警。
可选的,所述雨水收集筒的顶部向上延伸有扩径段。
可选的,所述扩径段中设置有沙石过滤网。
可选的,所述雨水出口连接有用于排水的波纹管。
可选的,所述竖直固定板为四片且交叉形成为X形,所述水平固定板为四片且共面。
可选的,所述固定杆的底端为尖端且长度为5-20厘米。
可选的,所述第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器均为压电式压力传感器。
可选的,所述信号发射器为GPRS发射器。
本发明具有如下优点:
本发明的系统能够进行两级预警。雨水收集筒内的第一压力传感器压力用于模拟坡面积水对坡面所造成的压力,而第三压力传感器用于测量土层和坡面积水所造成的压力,通过雨水收集筒内的第一压力传感器压力和第三压力传感器的压力之差可以获取坡面上方泥土流失的情况,若该压力之差与坡面土层所形成的压力相差不大,则说明不存在大规模泥土流失情况,而若该压力之差的绝对值过大,则说明发生泥土流失情况,既可能是上方的泥土流失,也可能是第三压力传感器上方的泥土流失。该种泥土流失一般为泥石流发生的先兆,从而可以使有关人员及时获取预警进行加固坡面,Px可以为3-10cm土层所造成的压力。泥土流失一般发生在坡面的表层,而要发生泥石流则坡面内部的泥土发生大幅度的流动,为了进行第二级预警,通过第二压力传感器所测得的P21、P22的压力之差并与预设压力阙值比较即可获知是否发生大规模的泥土流动情况,从而发送泥石流预警,Py可以为50-100cm土层所造成的压力。
附图说明
图1是本发明提供的基于物联网的泥石流预警系统一种具体实施方式的结构示意图。
图2是本发明提供的基于物联网的泥石流预警系统的一种安设示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
如图1-2所示,本发明提供一种基于物联网的泥石流预警系统,所述系统包括雨水收集筒1和连接于所述雨水收集筒1底部用于埋入坡面中的固定杆2,所述雨水收集筒1沿轴向竖直设置且顶部设置有雨水入口和底部设置有密封的底壁11,所述底壁11上设置有雨水出口15,所述底壁11的上方设置有第一压力传感器12用于测定降雨量与雨水收集筒1排水量之差所产生的压力P1,所述固定杆2外周沿轴向延伸有多个竖直固定板21,相邻竖直固定板21之间设置有水平设置的水平固定板22,所述竖直固定板21的两侧面设置有第二压力传感器23分别用于测定上方坡面对竖直固定板21造成的压力P21和下方坡面对竖直固定板21造成的压力P22,所述水平固定板22的上下表面设置有第三压力传感器24用于测定水平固定板22上方土层对水平固定板22所造成的压力P3,所述竖直固定板21上方的固定杆2中嵌入有电子集成器3,所述电子集成器3包括处理器、储存器、信号发射器和电池,所述处理器3包括数据接收模块和数据处理模块,所述数据接收模块与所述第一压力传感器12、第二压力传感器23和第三压力传感器24数据连接,所述数据接收模块与所述数据处理模块数据连接,所述数据处理模块与所述储存器和信号发射器数据连接,所述电池与所述处理器、储存器和信号发射器电连接,所述数据接收模块用于接收来自所述第一压力传感器12、第二压力传感器23和第三压力传感器24的压力数据P1、P21、P22、P3并发送至数据处理模块中,所述数据处理模块用于进行如下处理步骤:1、计算dP1=P1-P3并与预设压力阙值Px进行比较,若dP1的绝对值>Px,则通过所述信号发射器向外界发送发出水土流失预警;2、计算dP2=P21-P22并与预设压力阙值Py进行比较,若dP2的绝对值>Py,则通过所述信号发射器向外界发送发出泥石流预警。本发明的系统能够进行两级预警。雨水收集筒内的第一压力传感器压力用于模拟坡面积水对坡面所造成的压力,而第三压力传感器用于测量土层和坡面积水所造成的压力,通过雨水收集筒内的第一压力传感器压力和第三压力传感器的压力之差可以获取坡面上方泥土流失的情况,若该压力之差与坡面土层所形成的压力相差不大,则说明不存在大规模泥土流失情况,而若该压力之差的绝对值过大,则说明发生泥土流失情况,既可能是上方的泥土流失,也可能是第三压力传感器上方的泥土流失。该种泥土流失一般为泥石流发生的先兆,从而可以使有关人员及时获取预警进行加固坡面,Px可以为3-10cm土层所造成的压力。泥土流失一般发生在坡面的表层,而要发生泥石流则坡面内部的泥土发生大幅度的流动,为了进行第二级预警,通过第二压力传感器所测得的P21、P22的压力之差并与预设压力阙值比较即可获知是否发生大规模的泥土流动情况,从而发送泥石流预警,Py可以为50-100cm土层所造成的压力。
本发明通过雨水收集筒1收集雨水,通过雨水入口和雨水出口的雨水流量之差,模拟坡面的排水能力,从而便于测得第三压力传感器上方泥土的流失情况,为了方便调整收集筒雨水收集的能力,如图1所示,所述雨水收集筒1的顶部可以向上延伸有扩径段13,通过该扩径段可以收集更多的雨水。
为了防止沙石进入雨水收集筒中,如图1所示,所述扩径段13中设置有可以沙石过滤网14,其目数可以为40-200目。
为了防止雨水出口被堵塞,如图1所示,所述雨水出口15可以连接有用于排水的波纹管16,波纹管可以拉长方便应对不同的埋入深度。
由于固定杆的上下左右均有可能发生泥石流,为了方便测定上述四个方向的压力变化,如图1所示,所述竖直固定板21可以为四片且交叉形成为X形,所述水平固定板22可以为四片且共面。
根据坡面土层类型的不同,固定杆插入坡面的深度可以不同,如图1所示,所述固定杆2的底端可以为尖端且长度为5-20厘米。
压力传感器是本领域技术人员所熟知的,例如,所述第一压力传感器12、第二压力传感器23和第三压力传感器24均为压电式压力传感器。
信号发射器是本领域技术人员所熟知的,例如,所述信号发射器可以为GPRS发射器,GPRS发射器可以与信号塔或者基站相连。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种基于物联网的泥石流预警系统,其特征在于,所述系统包括雨水收集筒(1)和连接于所述雨水收集筒(1)底部用于埋入坡面中的固定杆(2),所述雨水收集筒(1)沿轴向竖直设置且顶部设置有雨水入口和底部设置有密封的底壁(11),所述底壁(11)上设置有雨水出口(15),所述底壁(11)的上方设置有第一压力传感器(12)用于测定降雨量与雨水收集筒(1)排水量之差所产生的压力P1,所述固定杆(2)外周沿轴向延伸有多个竖直固定板(21),相邻竖直固定板(21)之间设置有水平设置的水平固定板(22),所述竖直固定板(21)的两侧面设置有第二压力传感器(23)分别用于测定上方坡面对竖直固定板(21)造成的压力P21和下方坡面对竖直固定板(21)造成的压力P22,所述水平固定板(22)的上下表面设置有第三压力传感器(24)用于测定水平固定板(22)上方土层对水平固定板(22)所造成的压力P3,所述竖直固定板(21)上方的固定杆(2)中嵌入有电子集成器(3),所述电子集成器(3)包括处理器、储存器、信号发射器和电池,所述处理器(3)包括数据接收模块和数据处理模块,所述数据接收模块与所述第一压力传感器(12)、第二压力传感器(23)和第三压力传感器(24)数据连接,所述数据接收模块与所述数据处理模块数据连接,所述数据处理模块与所述储存器和信号发射器数据连接,所述电池与所述处理器、储存器和信号发射器电连接,所述数据接收模块用于接收来自所述第一压力传感器(12)、第二压力传感器(23)和第三压力传感器(24)的压力数据P1、P21、P22、P3并发送至数据处理模块中,所述数据处理模块用于进行如下处理步骤:(1)、计算dP1=P1-P3并与预设压力阙值Px进行比较,若dP1的绝对值>Px,则通过所述信号发射器向外界发送发出水土流失预警;(2)、计算dP2=P21-P22并与预设压力阙值Py进行比较,若dP2的绝对值>Py,则通过所述信号发射器向外界发送发出泥石流预警。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述雨水收集筒(1)的顶部向上延伸有扩径段(13)。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述扩径段(13)中设置有沙石过滤网(14)。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述雨水出口(15)连接有用于排水的波纹管(16)。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述竖直固定板(21)为四片且交叉形成为X形,所述水平固定板(22)为四片且共面。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述固定杆(2)的底端为尖端且长度为5-20厘米。
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第一压力传感器(12)、第二压力传感器(23)和第三压力传感器(24)均为压电式压力传感器。
8.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述信号发射器为GPRS发射器。
CN201810187422.2A 2018-03-07 2018-03-07 一种基于物联网的泥石流预警系统 Expired - Fee Related CN108230626B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810187422.2A CN108230626B (zh) 2018-03-07 2018-03-07 一种基于物联网的泥石流预警系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810187422.2A CN108230626B (zh) 2018-03-07 2018-03-07 一种基于物联网的泥石流预警系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108230626A true CN108230626A (zh) 2018-06-29
CN108230626B CN108230626B (zh) 2020-02-21

Family

ID=62667065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810187422.2A Expired - Fee Related CN108230626B (zh) 2018-03-07 2018-03-07 一种基于物联网的泥石流预警系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108230626B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110047250A (zh) * 2019-05-24 2019-07-23 安徽工程大学 一种滑坡监测与预警剪力杆装置及滑坡监测预警方法
CN112880602A (zh) * 2021-03-20 2021-06-01 九江职业技术学院 一种滑坡变形监测系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101699296A (zh) * 2009-10-30 2010-04-28 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 一种泥石流流速测量系统与测量方法及应用
CN103544810A (zh) * 2013-10-15 2014-01-29 西南科技大学 一种基于北斗卫星和gprs的泥石流短临预警方法
KR101684427B1 (ko) * 2016-04-19 2016-12-08 주식회사 유앤유 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템 및 그 방법
CN106652359A (zh) * 2017-01-13 2017-05-10 雷仁贵 泥石流三级预警器及泥石流三级预警方法
CN106710150A (zh) * 2017-02-14 2017-05-24 中国科学院武汉岩土力学研究所 泥石流冲击力监测系统及报警方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101699296A (zh) * 2009-10-30 2010-04-28 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 一种泥石流流速测量系统与测量方法及应用
CN103544810A (zh) * 2013-10-15 2014-01-29 西南科技大学 一种基于北斗卫星和gprs的泥石流短临预警方法
KR101684427B1 (ko) * 2016-04-19 2016-12-08 주식회사 유앤유 산사태 및 토석류 원격 모니터링 시스템 및 그 방법
CN106652359A (zh) * 2017-01-13 2017-05-10 雷仁贵 泥石流三级预警器及泥石流三级预警方法
CN106710150A (zh) * 2017-02-14 2017-05-24 中国科学院武汉岩土力学研究所 泥石流冲击力监测系统及报警方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110047250A (zh) * 2019-05-24 2019-07-23 安徽工程大学 一种滑坡监测与预警剪力杆装置及滑坡监测预警方法
CN110047250B (zh) * 2019-05-24 2024-04-26 安徽工程大学 一种滑坡监测与预警剪力杆装置及滑坡监测预警方法
CN112880602A (zh) * 2021-03-20 2021-06-01 九江职业技术学院 一种滑坡变形监测系统
CN112880602B (zh) * 2021-03-20 2022-07-19 九江职业技术学院 一种滑坡变形监测系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN108230626B (zh) 2020-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104111091B (zh) 一种泥石流力学参数监测方法及泥石流预警方法
WO2018119880A1 (zh) 一种基于降雨量及土壤湿度的降雨型滑坡预警方法及装置
JP5148589B2 (ja) 振動測定により橋梁構造の安全性を評価する方法
CN102052915A (zh) 一种地质灾害监测系统及其监测方法
CN107633659A (zh) 危险边坡监测预警系统及方法
WO2013077478A1 (ko) 사방댐 재난관리 감시시스템
CN105894742A (zh) 基于实时降雨量观测地质灾害警示防范区的监测预警方法
CN108230626A (zh) 一种基于物联网的泥石流预警系统
WO2022111010A1 (zh) 道路安全评估方法、装置、电子设备及可读介质
WO2017222271A1 (ko) 지반함몰 신속탐지 시스템 및 방법
JP2017181054A (ja) 水位計測装置
CN112652148A (zh) 一种滑坡涌浪实时监测预警系统及其方法
CN110648504A (zh) 一种山体滑坡灾害监测装置及监测方法
CN105279903B (zh) 一种基于孔隙水压力监测的山洪泥石流预警方法
KR101230662B1 (ko) 사방댐 재난관리 감시시스템
CN212539352U (zh) 一种基于物联网实时监测预警的道路积水监测系统
KR102144081B1 (ko) 옹벽 안정성 모니터링용 모듈 및 이를 이용한 옹벽 안정성 측정방법
CN103593990A (zh) 一种具有交通指示功能的道路积水监测装置
CN107907166A (zh) 一种地下管廊安全监控系统
CN112796838A (zh) 基于全矿井数据融合的矿井水灾报警系统
CN108318657A (zh) 一种降雨实验装置及实验方法
CN106949934A (zh) 一种防汛抗旱预警装置及系统
CN115748657A (zh) 一种渗透排水墙及水土流失检测方法
CN206684904U (zh) 一种矿山排土场监测装置
CN206695934U (zh) 公路边坡压力检测与预警装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200221