CN109596177A - 铁路边坡全生命周期在线监测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了铁路边坡全生命周期在线监测系统和方法，属于地铁边坡监测预警的技术领域，所述监测系统包括数据采集及远程控制终端模块、数据接口模块、大数据中心模块、边坡全生命周期远程在线状态监测模块、边坡状态智能诊断预测及预警模块和边坡状态终端显示模块，对铁路边坡的整个生命周期进行全程在线自动化监测，通过将边坡在全生命周期过程中的环境监测方法、边坡变形监测方法和挡土墙监测方法有机结合起来，从不同气候、时段和角度实时动态监测和智能诊断铁路边坡状态演变关系和失稳全过程，本发明可对铁路边坡变化的规律进行更加全面系统、准确和高效的监测和智能诊断预测。

Description

铁路边坡全生命周期在线监测系统和方法

技术领域

本发明属于地铁边坡监测预警的技术领域，具体而言，涉及一种铁路边坡全生命周期在线监测系统和方法。

背景技术

铁路边坡的稳定问题由于受其复杂的地质条件的影响，一直是铁路岩土工程界关注的焦点问题。随着我国高速铁路的快速发展，铁路边坡监测的范围扩大、监测点和监测数据急剧增加、监测环境更加复杂，如何从边坡勘察设计之初、到岩体开挖锚固及渗流控制施工工程过程，而后投入运行直至退役的边坡全生命周期对铁路边坡海量的监测点进行智能高效实时监测与预判，从而保证铁路部门和居民人身财产安全，保障铁路车辆高效运行环境，成为国家铁路部门发展的重要工作。在铁路边坡工程安全监测时，对于监测点的布置，既要保证监测系统对整个边坡的覆盖，又需确保关键部位和敏感部位的监测需要，在这些重点部位应优先布置监测点。

为确保对铁路边坡的有效监测，需通过监测系统的及时埋设、及时观测、及时整理分析监测资料和及时反馈监测信息，及时有效地掌握边坡实际状体，从而确保边坡安全，仪器安装和测量过程应安排合理，测量方法和监测仪器安全可靠，整个监测系统应做到有效运行。

目前，铁路边坡监测项目均比较独立，监测数据分离，现有边坡监测系统不全面，多数仅为变形监测，忽略了土压力、小气候监测，现有边坡监测多为人工监测，费事费力。

同时，监测数据不连续，数据不可追溯，无法全天候测量。当前，尚未建立统一的铁路边坡大数据存储、在线监测和智能诊断分析预测的平台，导致现有边坡监测数据比较分散，形成信息孤岛，从而缺乏对铁路边坡全生命周期系统数据的综合比对与有效利用，无法系统地研究和监测边坡失稳的原因，无法设置预警阈值临界点，容易错失对铁路边坡失稳状态治理的最佳时机。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种铁路边坡全生命周期在线监测系统和方法。

本发明所采用的技术方案为：一种铁路边坡全生命周期在线监测系统，包括数据采集与远程控制终端模块、数据接口模块、大数据中心模块、边坡全生命周期远程在线状态监测模块、边坡状态智能诊断预测及预警模块和边坡状态终端显示模块，

所述数据采集与远程控制终端模块与数据接口模块电连接，通过数据接口模块进行数据转换，且数据接口模块与大数据中心模块之间通过无线通信网络连接；

所述边坡全生命周期远程在线状态监测模块和边坡状态智能诊断预测及预警模块的输入端均与大数据中心模块连接；

所述边坡全生命周期远程在线状态监测模块基于数据挖掘技术进行在线实时监测，边坡状态智能诊断预测及预警模块基于全生命周期特征进行智能诊断预测和预警；

所述边坡全生命周期远程在线状态监测模块和边坡状态智能诊断预测及预警模块的输出端均与边坡状态终端显示模块连接。

进一步地，所述数据采集与远程控制终端模块包括环境变化数据单元、挡土墙数据单元和边坡变形数据单元，所述环境变化数据单元用于采集温湿度数据和雨量数据；所述挡土墙数据单元用于采集挡土墙应变数据、挡土墙受力数据、土压力数据、水压力数据和水位数据；所述边坡变形数据单元用于采集关键点沉降数据、不均匀沉降数据、土体深部变形数据和声发射数据。

进一步地，所述环境变化数据单元包括温湿度计和雨量计，所述温湿度计和雨量计均与所述数据接口模块连接，温湿度计和雨量计分别采集温湿度数据和雨量数据。

进一步地，所述挡土墙数据单元包括第一应变传感器、应力传感器、压力传感器、水压力计和水位计，所述第一应变传感器、应力传感器、压力传感器、水压力计和水位计均与所述数据接口模块连接，第一应变传感器、应力传感器、压力传感器、水压力计和水位计分别采集挡土墙应变数据、挡土墙受力数据、土压力数据、水压力数据和水位数据。

进一步地，所述边坡变形数据单元包括多个单点沉降计、第二应变传感器和声发射监测仪；所述多个单点沉降计、第二应变传感器和声发射监测仪均与所述数据接口模块连接，多个单点沉降计用于采集关键点沉降数据和不均匀沉降数据，第二应变传感器和声发射监测仪分别采集土体深部变形数据和声发射数据。

进一步地，所述大数据中心模块包括数据存储器、数据分析单元、数据处理设备、不间断电源和数据传输设备，所述数据处理设备分别与数据存储器、数据分析单元、不间断电源和数据传输设备电连接；所述数据传输设备为4G通信模块、GPRS通信模块或光纤通信模块。

进一步地，所述边坡全生命周期远程在线状态监测模块包括环境监测单元、挡土墙监测单元、边坡变形监测单元、计时单元和报警单元，

所述环境监测单元，用于温湿度监测和雨量监测；

所述挡土墙监测单元，用于挡土墙应变监测、挡土墙受力监测、土压力监测、水压力监测和水位监测；

所述边坡变形监测单元，用于关键点沉降监测、不均匀沉降监测、土体深部变形沉降监测和声发射监测；

所述报警单元，用于当监测数据达到监测关键点的报警阈值时，进行报警并生产相应的报警信息；

所述计时单元，用于对铁路边坡的全生命周期进行计时。

进一步地，所述边坡状态智能诊断预测及预警模块包括：智能诊断预测单元和边坡状态预警单元，所述智能诊断预测单元用于对所述大数据中心模块进行全生命周期设备的健康特征提取、数据分析和数据诊断预测，以预测铁路边坡的健康程度；

所述边坡状态预警单元用于当通过智能诊断预测单元所得的数据诊断预测达到预报警阈值时，提前为终端指挥人员提供报警决策信息。

进一步地，所述边坡状态终端显示模块包括便携式移动端、指挥中心和PC机端，所述指挥中心包括服务器，所述服务器分别与便携式移动端和PC机端通信连接，且服务器搭载有GIS地理信息系统和指挥软件系统。

一种铁路边坡全生命周期在线监测方法，包括以下步骤：

(1)通过环境变化数据单元采集温湿度数据和雨量数据，通过挡土墙数据单元采集挡土墙应变数据、挡土墙受力数据、土压力数据、水压力数据和水位数据，通过边坡变形数据单元采集关键点沉降数据、不均匀沉降数据、土体深部变形数据和声发射数据；

(2)将温湿度数据、雨量数据、挡土墙应变数据、挡土墙受力数据、土压力数据、水压力数据、水位数据、关键点沉降数据、不均匀沉降数据、土体深部变形数据和声发射数据传输至数据接口模块，数据接口模块对各项数据进行转换后通过无线通信网络传输至大数据中心模块；

(3)大数据中心模块对数据进行分析处理后传输至边坡全生命周期远程在线状态监测模块和边坡状态智能诊断预测及预警模块；

1)边坡全生命周期远程在线状态监测模块对温湿度数据、雨量数据、挡土墙应变数据、挡土墙受力数据、土压力数据、水压力数据、水位数据、关键点沉降数据、不均匀沉降数据、土体深部变形数据和声发射数据进行实时监测，若监测的数据未达到报警阈值时，数据将返回至大数据中心模块进行存储；若监测的数据达到报警阈值时，则通过报警单元进行报警；

2)边坡状态智能诊断预测及预警模块获取步骤1)中的存储数据，并进行健康特征提取、数据分析和数据诊断预测，若数据诊断预测达到预报警阈值时，提前为终端指挥人员提供报警决策信息；

(4)通过边坡状态终端显示模块对步骤1)的实时监测数据和步骤2)的数据诊断预测进行实时全息展示，为铁路边坡全生命周期在线监测系统指挥人员决策提供依据。

本发明的有益效果为：

1.采用本发明所提供的铁路边坡全生命周期在线监测系统，能够通过数据采集与远程控制终端模块全面监测铁路边坡在全生命周期内的环境变化规律、挡土墙变化规律、边坡变形变化规律和演变关系；通过数据接口模块实现采集数据的无线传输，实现数据的持续性和数据可追溯性；对现场数据进行实时监测和数据智能诊断预测及预警，更能准确的测得铁路边坡在全生命周期内的变化情况；通过边坡状态终端显示模块对铁路边坡运行状态进行实时显示，让系统管理人员实时掌握现场边坡安全状态，并做出相应决策，实现了铁路边坡工程的有效监测与维修保养。

2.在本发明中通过边坡全生命周期远程在线状态监测模块对采集的数据进行实时在线监测，并当监测数据达到监测关键点的报警阀值时，能够进行及时报警；通过边坡状态智能诊断预测及预警模块能够对大数据中心模块中的数据进行诊断预测，并当诊断预测达到预报警阈值时，能对终端指挥人员进行预警并提供报警决策信息。

3.在本发明中，边坡状态终端显示模块通过GIS地理信息系统将监控数据与地图有机结合，提供强大的空间分析和查询功能，以地图为核心直观地显示出铁路边坡现场状态，对复杂场景在显示终端采用三维显示，满足了铁路部门管理人员更加直观查看和分析铁路边坡运行状态的需求。

附图说明

图1是本发明提供的铁路边坡全生命周期在线监测系统的整体框架结构示意图；

图2是本发明提供的铁路边坡全生命周期在线监测系统中数据采集与远程控制终端模块的框架结构示意图；

图3是本发明提供的铁路边坡全生命周期在线监测系统中大数据中心模块的框架结构示意图；

图4是本发明提供的铁路边坡全生命周期在线监测系统中边坡全生命周期远程在线状态监测模块的框架结构示意图；

图5是本发明提供的铁路边坡全生命周期在线监测系统中边坡状态智能诊断预测及预警模块的框架结构示意图；

图6是本发明提供的铁路边坡全生命周期在线监测系统中边坡状态终端显示模块的框架结构示意图；

图7是本发明提供的铁路边坡全生命周期在线监测系统中监测布置示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1-图7所示，本实施例公开了一种铁路边坡全生命周期在线监测系统，包括数据采集与远程控制终端模块、数据接口模块、大数据中心模块、边坡全生命周期远程在线状态监测模块、边坡状态智能诊断预测及预警模块和边坡状态终端显示模块，其特征在于：

所述数据采集与远程控制终端模块与数据接口模块电连接，通过数据接口模块进行数据转换，优选的，采用ETL接口进行转换，且数据接口模块与大数据中心模块之间通过无线通信网络连接，采用无线通信的方式将数据采集与远程控制终端模块所采集的数据传输到大数据中心模块；其中，无线通信方式可采用4G通信网络、GPRS通信网络或光纤通信网络，在本实施例中，优选的选用GPRS通信网络的方式进行数据的传输。

所述边坡全生命周期远程在线状态监测模块和边坡状态智能诊断预测及预警模块的信号输入端均与大数据中心模块连接，大数据中心模块的数据与边坡全生命周期远程在线状态监测模块和边坡状态智能诊断预测及预警模块之间均能够进行实时传输；

其中，所述边坡全生命周期远程在线状态监测模块基于数据挖掘技术进行在线实时监测，边坡状态智能诊断预测及预警模块基于全生命周期特征进行智能诊断预测和预警；

所述边坡全生命周期远程在线状态监测模块和边坡状态智能诊断预测及预警模块的输出端均与边坡状态终端显示模块连接，通过边坡状态终端显示模块将实时监测数据、诊断预测数据和预警决策信息进行实时展示。

所述数据采集与远程控制终端模块包括环境变化数据单元、挡土墙数据单元和边坡变形数据单元，所述环境变化数据单元用于采集温湿度数据和雨量数据；所述挡土墙数据单元用于采集挡土墙应变数据、挡土墙受力数据、土压力数据、水压力数据和水位数据；所述边坡变形数据单元用于采集关键点沉降数据、不均匀沉降数据、土体深部变形数据和声发射数据。如图7所示，公开了各个监测点的安装位置，其中，标号1为土体深部变形监测、标号2为声发射监测点、标号3为关键点沉降监测点、标号4为挡土墙应变监测点、标号5为挡土墙受力监测点、标号6为土压力监测点。

所述环境变化数据单元包括温湿度计和雨量计，所述温湿度计和雨量计均与所述数据接口模块连接，温湿度计和雨量计分别采集温湿度数据和雨量数据。

所述挡土墙数据单元包括第一应变传感器、应力传感器、压力传感器、水压力计和水位计，所述第一应变传感器、应力传感器、压力传感器、水压力计和水位计均与所述数据接口模块连接，第一应变传感器、应力传感器、压力传感器、水压力计和水位计分别采集挡土墙应变数据、挡土墙受力数据、土压力数据、水压力数据和水位数据。

所述边坡变形数据单元包括多个单点沉降计、第二应变传感器和声发射监测仪；所述多个单点沉降计、第二应变传感器和声发射监测仪均与所述数据接口模块连接，多个单点沉降计用于采集关键点沉降数据和不均匀沉降数据，即关键点沉降数据和不均匀沉降数据均由多个单点沉降计实现，第二应变传感器和声发射监测仪分别采集土体深部变形数据和声发射数据。

所述大数据中心模块包括数据存储器、数据分析单元、数据处理设备、不间断电源和数据传输设备，所述数据处理设备分别与数据存储器、数据分析单元、不间断电源和数据传输设备电连接；其中，数据存储器用于对环境变化数据单元、挡土墙数据单元和边坡变形数据单元所采集的数据进行存储；数据处理设备则将各个传感器所采集的数据转化为具有统一的数据格式；数据分析单元用于从边坡全生命周期远程在线状态监测模块、边坡状态智能诊断预测及预警模块接收获取数据请求，根据数据请求从数据存储器中分析得到从边坡全生命周期远程在线状态监测模块、边坡状态智能诊断预测及预警模块所需的对应监测数据；数据传输设备用于与数据接口模块之间建立数据传输。大数据中心模块的工作原理如下：经数据接口模块转换后的数据传输至数据传输设备，数据传输设备将数据反馈至数据处理设备，经数据处理设备对数据转换为统一的数据格式并保存至数据存储器，经数据分析单元可对数据存储器的数据进行实时调取。

优选的，在本实施例中，大数据中心模块通过采用关系数据库Oracle与开源大数据平台Hadoop结合的方式建立大数据中心基础设施、采用标准化数据接口和数据仓库，实现对现场数据的传输、分析、处理和存储，为边坡全生命周期远程在线状态监测模块和坡状态智能诊断预测及预警模块提供现场基础数据。

所述边坡全生命周期远程在线状态监测模块包括环境监测单元、挡土墙监测单元、边坡变形监测单元、计时单元和报警单元，所述环境监测单元，用于温湿度监测和雨量监测；所述挡土墙监测单元，用于挡土墙应变监测、挡土墙受力监测、土压力监测、水压力监测和水位监测；所述边坡变形监测单元，用于关键点沉降监测、不均匀沉降监测、土体深部变形沉降监测和声发射监测；所述报警单元，用于当监测数据达到监测关键点的报警阈值时，进行报警并生产相应的报警信息；所述计时单元，用于对铁路边坡的全生命周期进行计时，其中，全生命周期是指从铁路边坡的勘察设计开始、经过岩体开挖锚固及渗流控制等工程作用，而后投入运行直至退役的周期。优选的，边坡全生命周期远程在线状态监测模块是通过三维激光扫描、GPS接收仪和空心反射球相结合以实时监测采集的数据(采集的数据包括环境变化数据单元、挡土墙数据单元和边坡变形数据单元进行实时采集的数据)，达到对大数据中心模块的数据进行实时监测的目的。

在进行数据监测的过程中，若监测数据未达到报警阈值时，由数据存储器将数据进行存储，为边坡状态智能诊断预测及预警模块提供数据，当数据达到监测关键点的报警阈值后，报警单元为终端指挥人员提供报警信息。

所述边坡状态智能诊断预测及预警模块包括：智能诊断预测单元和边坡状态预警单元，所述智能诊断预测单元用于对所述大数据中心模块进行全生命周期设备的健康特征提取、数据分析和数据诊断预测，以预测铁路边坡的健康程度；优选的，智能诊断预测单元中基于PHM、智能诊断、大数据技术建立统一和集中的智能诊断系统，针对监测对象实现智能故障诊断，通过对现场数据信息进行数据分析、数据诊断预测。

所述边坡状态预警单元用于当通过智能诊断预测单元所得的数据诊断预测达到预报警阈值时，提前为终端指挥人员提供报警决策信息。

所述边坡状态终端显示模块包括便携式移动端、指挥中心和PC机端，所述指挥中心包括服务器，所述服务器分别与便携式移动端和PC机端通信连接，且服务器搭载有GIS地理信息系统和指挥软件系统。GIS地理信息系统通过GIS电子地图访问，将监控数据与地图有机结合，提供强大的空间分析和查询功能，以地图为核心，对于复杂场景在PC机端或者便捷式移动端采用三维显示，直观地显示出铁路边坡现场状态，让系统管理人员第一时间掌握现场边坡安全状态，并做出决策。

基于本实施例所提供的铁路边坡全生命周期在线监测系统的监测方法，具体如下：

(1)通过环境变化数据单元采集温湿度数据和雨量数据，通过挡土墙数据单元采集挡土墙应变数据、挡土墙受力数据、土压力数据、水压力数据和水位数据，通过边坡变形数据单元采集关键点沉降数据、不均匀沉降数据、土体深部变形数据和声发射数据；

(2)将温湿度数据、雨量数据、挡土墙应变数据、挡土墙受力数据、土压力数据、水压力数据、水位数据、关键点沉降数据、不均匀沉降数据、土体深部变形数据和声发射数据传输至数据接口模块，数据接口模块对各项数据进行转换后通过无线通信网络传输至大数据中心模块；

(3)大数据中心模块对数据进行分析处理后传输至边坡全生命周期远程在线状态监测模块和边坡状态智能诊断预测及预警模块；

1)边坡全生命周期远程在线状态监测模块对温湿度数据、雨量数据、挡土墙应变数据、挡土墙受力数据、土压力数据、水压力数据、水位数据、关键点沉降数据、不均匀沉降数据、土体深部变形数据和声发射数据进行实时监测，若监测的数据未达到报警阈值时，数据将返回至大数据中心模块中的数据存储器进行存储；若监测的数据达到报警阈值时，则通过边坡全生命周期远程在线状态监测模块中的报警单元进行报警，以及时提醒指挥人员；

2)边坡状态智能诊断预测及预警模块获取步骤1)中的存储数据，并进行健康特征提取、数据分析和数据诊断预测，若数据诊断预测达到预报警阈值时，则能够进行预警，并提前为终端指挥人员提供报警决策信息；

(4)通过边坡状态终端显示模块对步骤1)的实时监测数据和步骤2)的数据诊断预测进行实时全息展示，为铁路边坡全生命周期在线监测系统指挥人员决策提供依据。

本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，模块和单元可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种铁路边坡全生命周期在线监测系统，包括数据采集与远程控制终端模块、数据接口模块、大数据中心模块、边坡全生命周期远程在线状态监测模块、边坡状态智能诊断预测及预警模块和边坡状态终端显示模块，其特征在于：

所述数据采集与远程控制终端模块与数据接口模块电连接，通过数据接口模块进行数据转换，且数据接口模块与大数据中心模块之间通过无线通信网络连接；

所述边坡全生命周期远程在线状态监测模块和边坡状态智能诊断预测及预警模块的输入端均与大数据中心模块连接；

所述边坡全生命周期远程在线状态监测模块基于数据挖掘技术进行在线实时监测，边坡状态智能诊断预测及预警模块基于全生命周期特征进行智能诊断预测和预警；

所述边坡全生命周期远程在线状态监测模块和边坡状态智能诊断预测及预警模块的输出端均与边坡状态终端显示模块连接。

2.根据权利要求1所述的铁路边坡全生命周期在线监测系统，其特征在于，所述数据采集与远程控制终端模块包括环境变化数据单元、挡土墙数据单元和边坡变形数据单元，所述环境变化数据单元用于采集温湿度数据和雨量数据；所述挡土墙数据单元用于采集挡土墙应变数据、挡土墙受力数据、土压力数据、水压力数据和水位数据；所述边坡变形数据单元用于采集关键点沉降数据、不均匀沉降数据、土体深部变形数据和声发射数据。

3.根据权利要求2所述的铁路边坡全生命周期在线监测系统，其特征在于，所述环境变化数据单元包括温湿度计和雨量计，所述温湿度计和雨量计均与所述数据接口模块连接，温湿度计和雨量计分别采集温湿度数据和雨量数据。

4.根据权利要求2所述的铁路边坡全生命周期在线监测系统，其特征在于所述挡土墙数据单元包括第一应变传感器、应力传感器、压力传感器、水压力计和水位计，所述第一应变传感器、应力传感器、压力传感器、水压力计和水位计均与所述数据接口模块连接，第一应变传感器、应力传感器、压力传感器、水压力计和水位计分别采集挡土墙应变数据、挡土墙受力数据、土压力数据、水压力数据和水位数据。

5.根据权利要求2所述的铁路边坡全生命周期在线监测系统，其特征在于，所述边坡变形数据单元包括多个单点沉降计、第二应变传感器和声发射监测仪；所述多个单点沉降计、第二应变传感器和声发射监测仪均与所述数据接口模块连接，多个单点沉降计用于采集关键点沉降数据和不均匀沉降数据，第二应变传感器和声发射监测仪分别采集土体深部变形数据和声发射数据。

6.根据权利要求1所述的铁路边坡全生命周期在线监测系统，其特征在于，所述大数据中心模块包括数据存储器、数据分析单元、数据处理设备、不间断电源和数据传输设备，所述数据处理设备分别与数据存储器、数据分析单元、不间断电源和数据传输设备电连接。

7.根据权利要求1所述的铁路边坡全生命周期在线监测系统，其特征在于，所述边坡全生命周期远程在线状态监测模块包括环境监测单元、挡土墙监测单元、边坡变形监测单元、计时单元和报警单元，

所述环境监测单元，用于温湿度监测和雨量监测；

所述挡土墙监测单元，用于挡土墙应变监测、挡土墙受力监测、土压力监测、水压力监测和水位监测；

所述边坡变形监测单元，用于关键点沉降监测、不均匀沉降监测、土体深部变形沉降监测和声发射监测；

所述报警单元，用于当监测数据达到监测关键点的报警阈值时，进行报警并生产相应的报警信息；

所述计时单元，用于对铁路边坡的全生命周期进行计时。

8.根据权利要求1所述的铁路边坡全生命周期在线监测系统，其特征在于，所述边坡状态智能诊断预测及预警模块包括：智能诊断预测单元和边坡状态预警单元，所述智能诊断预测单元用于对所述大数据中心模块进行全生命周期设备的健康特征提取、数据分析和数据诊断预测，以预测铁路边坡的健康程度；

所述边坡状态预警单元用于当通过智能诊断预测单元所得的数据诊断预测达到预报警阈值时，提前为终端指挥人员提供报警决策信息。

9.根据权利要求1所述的铁路边坡全生命周期在线监测系统，其特征在于，所述边坡状态终端显示模块包括便携式移动端、指挥中心和PC机端，所述指挥中心包括服务器，所述服务器分别与便携式移动端和PC机端通信连接，且服务器搭载有GIS地理信息系统和指挥软件系统。

10.一种铁路边坡全生命周期在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过环境变化数据单元采集温湿度数据和雨量数据，通过挡土墙数据单元采集挡土墙应变数据、挡土墙受力数据、土压力数据、水压力数据和水位数据，通过边坡变形数据单元采集关键点沉降数据、不均匀沉降数据、土体深部变形数据和声发射数据；

(2)将温湿度数据、雨量数据、挡土墙应变数据、挡土墙受力数据、土压力数据、水压力数据、水位数据、关键点沉降数据、不均匀沉降数据、土体深部变形数据和声发射数据传输至数据接口模块，数据接口模块对各项数据进行转换后通过无线通信网络传输至大数据中心模块；

(3)大数据中心模块对数据进行分析处理后传输至边坡全生命周期远程在线状态监测模块和边坡状态智能诊断预测及预警模块；

1)边坡全生命周期远程在线状态监测模块对温湿度数据、雨量数据、挡土墙应变数据、挡土墙受力数据、土压力数据、水压力数据、水位数据、关键点沉降数据、不均匀沉降数据、土体深部变形数据和声发射数据进行实时监测，若监测的数据未达到报警阈值时，数据将返回至大数据中心模块进行存储；若监测的数据达到报警阈值时，则通过报警单元进行报警；

2)边坡状态智能诊断预测及预警模块获取步骤1)中的存储数据，并进行健康特征提取、数据分析和数据诊断预测，若数据诊断预测达到预报警阈值时，提前为终端指挥人员提供报警决策信息；

(4)通过边坡状态终端显示模块对步骤1)的实时监测数据和步骤2)的数据诊断预测进行实时全息展示，为铁路边坡全生命周期在线监测系统指挥人员决策提供依据。