CN111601083A - 滑坡泥石流刚性挡墙的监测装置、系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种滑坡泥石流刚性挡墙的监测装置，包括压力传感器组件、工业摄像机、测距传感器组件及中央控制器。压力传感器组件设置于挡流墙的底部，以预设的第一时间间隔及压力传感获取模式产生多个石流压力传感信息。工业摄像机设置于侧壁墙并时时获取挡流墙的石流影像信息。测距传感器组件设置于挡流墙的顶部，以预设的第二时间间隔及测距传感获取模式产生多个石流测距传感信息。中央控制器通信连接压力传感器组件、测距传感器组件及工业摄像机，根据工业摄像机获取的石流影像信息的石流影像因子控制压力传感器组件的压力传感获取模式和测距传感器组件的测距传感获取模式。根据石流影像控制压力、测距传感获取模式，提升监测准确性。
Description
技术领域
本发明涉及边坡监测技术领域，具体为用于滑坡泥石流刚性挡墙的监测装置、系统及控制方法。
背景技术
为了防止边坡土石流造成以外，需要对边坡环境进行时时监测。通常当豪大雨发生过后造成土石流松软因地吸引力而引起巨大面积塌陷，并且现有技术中缺乏由后台服务器的紧急通知，缺乏及时性。
发明内容
为了解决先前技术对监测数据不准确的问题，本发明的目的在于提供滑坡泥石流刚性挡墙的监测装置、系统及控制方法。
为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，一种滑坡泥石流刚性挡墙的监测装置，所述监测装置设置于边坡的山脚处的刚性挡墙，通过所述刚性挡墙的挡流墙和侧壁墙围绕的区域接受并监测石流，所述监测装置包括：
压力传感器组件，所述压力传感器组件设置于所述挡流墙的底部，以预设的第一时间间隔及压力传感获取模式产生多个石流压力传感信息；
工业摄像机，所述工业摄像机设置于所述侧壁墙并时时获取所述挡流墙的石流影像信息；
测距传感器组件，所述测距传感器组件设置于所述挡流墙的顶部，以预设的第二时间间隔及测距传感获取模式产生多个石流测距传感信息；
中央控制器，所述中央控制器通信连接所述压力传感器组件、所述测距传感器组件及所述工业摄像机，所述中央控制器根据所述工业摄像机获取的所述石流影像信息的石流影像因子控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式和所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式。
优选的，所述中央控制器根据所述工业摄像机获取的所述石流影像信息的石流影像因子产生泥石流撞击事件时，所述中央控制器控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式由监视模式转换为探测模式，并且所述中央控制器控制所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式由监视模式转换为探测模式；所述中央控制器接受到场外数据库管理服务器的远程启动信息时，所述中央控制器控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式由监视模式转换为指令模式，并且所述中央控制器控制所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式由监视模式转换为指令模式。
优选的，所述压力传感器组件包括至少三个压力传感器，所述测距传感器组件包括至少三个测距传感器。
优选的，所述压力传感器组件为包括由多个压力传感器组成的均压力传感长板。
第二方面，一种滑坡泥石流刚性挡墙的监测系统，所述监测系统包括多个通信连接的监测装置，所述监测装置设置于边坡的山脚处的刚性挡墙，通过所述刚性挡墙的挡流墙和侧壁墙围绕的区域接受并监测石流，所述监测系统包括：
压力传感器组件，所述压力传感器组件设置于所述挡流墙的底部，以预设的第一时间间隔及压力传感获取模式产生多个石流压力传感信息；
工业摄像机，所述工业摄像机设置于所述侧壁墙并时时获取所述挡流墙的石流影像信息；
测距传感器组件，所述测距传感器组件设置于所述挡流墙的顶部，以预设的第二时间间隔及测距传感获取模式产生多个石流测距传感信息；
中央控制器，所述中央控制器通信连接所述压力传感器组件、所述测距传感器组件及所述工业摄像机，所述中央控制器根据所述工业摄像机获取的所述石流影像信息的石流影像因子控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式和所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式；
平台服务器，所述平台服务器通信连接所述中央控制器。
优选的，所述中央控制器根据所述工业摄像机获取的所述石流影像信息的石流影像因子产生泥石流撞击事件时，所述中央控制器控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式由监视模式转换为探测模式，并且所述中央控制器控制所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式由监视模式转换为探测模式；所述中央控制器接受到场外数据库管理服务器的远程启动信息时，所述中央控制器控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式由监视模式转换为指令模式，并且所述中央控制器控制所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式由监视模式转换为指令模式。
优选的，所述压力传感器组件包括至少三个压力传感器，所述测距传感器组件包括至少三个测距传感器。
优选的，所述压力传感器组件为包括由多个压力传感器组成的均压力传感长板。
第三方面，一种控制方法，所述控制方法应用于滑坡泥石流刚性挡墙的监测装置，所述监测装置设置于边坡的山脚处的刚性挡墙，通过所述刚性挡墙的挡流墙和侧壁墙围绕的区域接受并监测石流，所述监测装置包括压力传感器组件、工业摄像机、测距传感器组件及中央控制器，所述压力传感器组件设置于所述挡流墙的底部，所述工业摄像机设置于所述侧壁墙，所述测距传感器组件设置于所述挡流墙的顶部，所述中央控制器通信连接所述压力传感器组件、所述测距传感器组件及所述工业摄像机，所述控制方法包括：
由所述压力传感器组件以预设的第一时间间隔及压力传感获取模式产生多个石流压力传感信息；
由所述工业摄像机时时获取所述挡流墙的石流影像信息；
由所述测距传感器以预设的第二时间间隔及测距传感获取模式产生多个石流测距传感信息；
由所述中央控制器根据所述工业摄像机获取的所述石流影像信息的石流影像因子控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式和所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式。
优选的，所述中央控制器根据所述工业摄像机获取的所述石流影像信息的石流影像因子产生泥石流撞击事件时，所述中央控制器控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式由监视模式转换为探测模式，并且所述中央控制器控制所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式由监视模式转换为探测模式；所述中央控制器接受到场外数据库管理服务器的远程启动信息时，所述中央控制器控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式由监视模式转换为指令模式，并且所述中央控制器控制所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式由监视模式转换为指令模式。
本发明提供的一种滑坡泥石流刚性挡墙的监测装置，包括压力传感器组件、工业摄像机、测距传感器组件及中央控制器。压力传感器组件设置于挡流墙的底部，以预设的第一时间间隔及压力传感获取模式产生多个石流压力传感信息。工业摄像机设置于所述侧壁墙并时时获取挡流墙的石流影像信息。测距传感器组件设置于挡流墙的顶部，以预设的第二时间间隔及测距传感获取模式产生多个石流测距传感信息。中央控制器通信连接压力传感器组件、测距传感器组件及工业摄像机，中央控制器根据工业摄像机获取的石流影像信息的石流影像因子控制压力传感器组件的压力传感获取模式和测距传感器组件的测距传感获取模式。本发明提出发明根据石流影像控制压力、测距传感获取模式，提升监测准确性。另外，将压力传感器组件设置于挡流墙的底部及测距传感器组件设置于挡流墙的顶部，可以增加监测边坡土石的敏感性。另外，监测系统通过平台服务器收发信息于各监测装置的中央控制器，可以有效控制大范围面积的边坡监测模式。
附图说明
图1为本发明实施例提供的滑坡泥石流刚性挡墙的监测装置的方框示意图；
图1a为本发明实施例提供的滑坡泥石流刚性挡墙的监测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的滑坡泥石流刚性挡墙的监测系统的方框示意图；
图3为本发明实施例提供的滑坡泥石流刚性挡墙的控制方法的方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
参阅图1及图1a。图1为本发明实施例提供的滑坡泥石流刚性挡墙的监测装置“监测装置”)的方框示意图。图1a为本发明实施例提供的滑坡泥石流刚性挡墙的监测装置的结构示意图。监测装置100可以设置于边坡的山脚处的刚性挡墙SW，通过刚性挡墙SW的挡流墙RW和侧壁墙WW围绕的区域接受并监测石流，换言之，刚性挡墙SW可以由一面挡流墙RW和两面侧壁墙WW围绕的区域石流，由刚性挡墙SW的缺口面处接受石流。
监测装置100包括压力传感器组件110、工业摄像机120、测距传感器组件130及中央控制器140。在一实施例中，工业摄像机120可以使用基恩士品牌的工程高速摄像头，工业摄像机120指能应用在工业现场的摄像设备，具有适应工业复杂环境的要求，能长时间稳定的工作且高效的应用于工业现场的视频图像采集设备，可以直接将影像存储在工业摄像机120的存储器，或是通过通信装置上传云端。压力传感器组件110可以是红旗仪表有限公司生产的品牌HQ-308，其中扩散硅压力传感器产品特点为具有反向极性和限流保护、激光调阻温度补偿、零点、量程可现场调节及范围宽抗腐蚀。例如，测距传感器组件130可以为疆图公司生产的产品型号LDS-03157B，特色为体积小及测距精度高。例如，中央控制器140可以为中央控制系，指对声、光、电等各种设备进行集中管理和控制的系统。
在一实施例中，压力传感器组件110设置于挡流墙RW的底部，以预设的第一时间间隔及压力传感获取模式产生多个石流压力传感信息，例如，第一时间间隔可以为1-4小时，压力传感器组件110以间隔式感测压力可以有效节省电源。工业摄像机120设置于侧壁墙WW并时时获取挡流墙RW的石流影像信息。测距传感器组件130设置于挡流墙RW的顶部，以预设的第二时间间隔及测距传感获取模式产生多个石流测距传感信息，例如，第二时间间隔可以为0.5-2小时，当有石流发生时，测距传感器组件130可以提高监测频率，以更精确获取石流崩塌量。
在一实施例中，中央控制器140通信连接压力传感器组件110、测距传感器组件130及工业摄像机120，中央控制器140根据工业摄像机120获取的石流影像信息的石流影像因子控制压力传感器组件110的根据压力传感获取模式和测距传感器组件130的测距传感获取模式。例如，中央控制器140可以通过有线通信或无线通信连接压力传感器组件110、测距传感器组件130及工业摄像机120，根据石流影像因子中的流体因子、流速因子、泥沙颜色因子的其中至少一控制压力传感获取模式及/或测距传感获取模式，增加灵活性及精确性。例如，中央控制器140可以为td350服务器。
在一实施例中，中央控制器140根据工业摄像机120获取的所述石流影像信息的石流影像因子产生泥石流撞击事件(例如石流影像因子中的流体因子、流速因子、泥沙颜色因子的其中至少一超过阈值)时，中央控制器140控制压力传感器组件110的压力传感获取模式由监视模式(例如每1-4小时监测一次)转换为探测模式(例如每1-10分钟监测一次)。中央控制器140根据工业摄像机120获取的石流影像信息的石流影像因子产生泥石流撞击事件时，中央控制器140控制测距传感器组件130的测距传感获取模式由监视模式(例如每0.5-2小时监测一次)转换为探测模式(例如每0.5-5分钟监测一次)，可以有效增加监测精确度。例如，当中央控制器140无线接受到场外数据库管理服务器150的远程启动信息时，中央控制器140控制压力传感器组件110的压力传感获取模式由监视模式转换为指令模式(例如即时接受压力信号，或是每秒接受压力信号)。中央控制器140接受到场外数据库管理服务器150的远程启动信息时，中央控制器140控制测距传感器组件130的测距传感获取模式由监视模式转换为指令模式(例如即时接受测距信号，或是每秒接受测距信号)，有利增加监测石流的灵活性。例如，压力传感器组件110包括至少三个压力传感器，经过多次实验后数据可以得知，三个压力传感器110可以得到90％以上的监测准确性，并且有效降低装置成本。测距传感器组件130包括至少三个测距传感器，经过多次实验后数据可以得知，三个测距传感器10可以得到85％以上的监测准确性，并且通过影像三维建模系统建构立体图像，有效降低装置成本。压力传感器组件110为包括由多个压力传感器组成的均压力传感长板，均压力传感长板可使压力传感器组件110平均受力且保护内部压力传感器，延长使用寿命。
在一实施例中，监测模式涉及泥石流撞击事件中未触发泥石流撞击传感器进行未排定读数的时期。在这种情况下，系统可以每隔4小时收集读数(如测距/测厚传感器)以及关于基本传感器条件(如功率水平、温度等)的数据。探测模式涉及泥石流撞击事件触发泥石流撞击传感器进行未排定读数的时期。在这种情况下，系统应收集泥石流撞击时的时间标记读数和泥石流堆积体厚度(顶部测距/测厚传感器)，以及关于基本传感器状态(即电源电量、温度等)的数据。例如，在探测模式启动后的1小时内，应最多间隔2次收集额外读数，然后系统应恢复到监视模式继续监测。当传感器探测到泥石流撞击事件时，应启动探测模式。探测模式的启动应触发撞击验证相机收集摄影图像。指令模式为在通过场外数据库管理系统远程启动时，收集压力传感器或测距传感器读数，以及关于基本的压力传感器或测距传感器状况(即电源电量、温度等)的监测数据。
参阅图1、图1a及图2，图2为本发明实施例提供的用于森林防火的监控塔的方框示意图。图2为本发明实施例提供的滑坡泥石流刚性挡墙的监测系统(以下简称“监测系统”)的方框示意图。
滑坡泥石流刚性挡墙的监测系统200，包括多个通信连接的监测装置100，监测装置100设置于边坡的山脚处的刚性挡墙，通过刚性挡墙的挡流墙和侧壁墙围绕的区域接受并监测石流，监测系统200包括：
压力传感器组件，所述压力传感器组件设置于所述挡流墙的底部，以预设的第一时间间隔及压力传感获取模式产生多个石流压力传感信息；
工业摄像机，所述工业摄像机设置于所述侧壁墙并时时获取所述挡流墙的石流影像信息；
测距传感器组件，所述测距传感器组件设置于所述挡流墙的顶部，以预设的第二时间间隔及测距传感获取模式产生多个石流测距传感信息；
中央控制器，所述中央控制器通信连接所述压力传感器组件、所述测距传感器组件及所述工业摄像机，所述中央控制器根据所述工业摄像机获取的所述石流影像信息的石流影像因子控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式和所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式；
平台服务器250，所述平台服务器通信连接所述中央控制器。例如，平台服务器250可以无线通信各监测装置100的中央控制器，以便利对大区域面积滑坡泥石流进行监测，有效拓展监测范围。
在一实施例中，中央控制器根据所述工业摄像机获取的所述石流影像信息的石流影像因子产生泥石流撞击事件时，所述中央控制器控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式由监视模式转换为探测模式，并且所述中央控制器控制所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式由监视模式转换为探测模式；所述中央控制器接受到场外数据库管理服务器的远程启动信息时，所述中央控制器控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式由监视模式转换为指令模式，并且所述中央控制器控制所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式由监视模式转换为指令模式。
在一实施例中，压力传感器组件包括至少三个压力传感器，所述测距传感器组件包括至少三个测距传感器。
在一实施例中，压力传感器组件为包括由多个压力传感器组成的均压力传感长板。
在一实施例中，平台服务器250与各工程摄像头120通信连接，通过LoRa无线网络技术与工程摄像头120通信连接。平台服务器250接受工程摄像头120(例如包括第一工程摄像头、第二工程摄像头和第三工程摄像头)发送的多个石流影像信息，例如，平台服务器250通过LoRa无线网络技术接受第一工程摄像头发送的第一石流影像信息，平台服务器250通过LoRa无线网络技术接受第二工程摄像头发送的第二石流影像信息，平台服务器250通过LoRa无线网络技术接受第三工程摄像头发送的第三石流影像信息，平台服务器250可以通过内建的存储器来存储第一、二、三石流影像信息，需说明的是，本实施例仅以第一、二、三石流影像信息作为举例说明，实务操作上，平台服务器250可以需要处理数千张或数万张或数百万张石流影像信息，皆可运用本发明所提出的技术概念而类推得之。
参阅图1、1a及图3，图3为本发明实施例提供的滑坡泥石流刚性挡墙的控制方法的方法流程图。
一种控制方法，所述控制方法应用于滑坡泥石流刚性挡墙的监测装置，所述监测装置设置于边坡的山脚处的刚性挡墙，通过所述刚性挡墙的挡流墙和侧壁墙围绕的区域接受并监测石流，所述监测装置包括压力传感器组件、工业摄像机、测距传感器组件及中央控制器，所述压力传感器组件设置于所述挡流墙的底部，所述工业摄像机设置于所述侧壁墙，所述测距传感器组件设置于所述挡流墙的顶部，所述中央控制器通信连接所述压力传感器组件、所述测距传感器组件及所述工业摄像机，所述控制方法包括：
S310、由压力传感器组件以预设的第一时间间隔及压力传感获取模式产生多个石流压力传感信息；
S320、由工业摄像机时时获取挡流墙的石流影像信息；
S330、由测距传感器以预设的第二时间间隔及测距传感获取模式产生多个石流测距传感信息；
S340、由中央控制器根据工业摄像机获取的石流影像信息的石流影像因子控制压力传感器组件的压力传感获取模式和测距传感器组件的测距传感获取模式。
在一实施例中，所述中央控制器根据所述工业摄像机获取的所述石流影像信息的石流影像因子产生泥石流撞击事件时，所述中央控制器控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式由监视模式转换为探测模式，并且所述中央控制器控制所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式由监视模式转换为探测模式；所述中央控制器接受到场外数据库管理服务器的远程启动信息时，所述中央控制器控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式由监视模式转换为指令模式，并且所述中央控制器控制所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式由监视模式转换为指令模式。
以上为本发明举例说明。
Claims (10)
1.一种滑坡泥石流刚性挡墙的监测装置，其特征在于：所述监测装置设置于边坡的山脚处的刚性挡墙，通过所述刚性挡墙的挡流墙和侧壁墙围绕的区域接受并监测石流，所述监测装置包括：
压力传感器组件，所述压力传感器组件设置于所述挡流墙的底部，以预设的第一时间间隔及压力传感获取模式产生多个石流压力传感信息；
工业摄像机，所述工业摄像机设置于所述侧壁墙并时时获取所述挡流墙的石流影像信息；
测距传感器组件，所述测距传感器组件设置于所述挡流墙的顶部，以预设的第二时间间隔及测距传感获取模式产生多个石流测距传感信息；
中央控制器，所述中央控制器通信连接所述压力传感器组件、所述测距传感器组件及所述工业摄像机，所述中央控制器根据所述工业摄像机获取的所述石流影像信息的石流影像因子控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式和所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式。
2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于：所述中央控制器根据所述工业摄像机获取的所述石流影像信息的石流影像因子产生泥石流撞击事件时，所述中央控制器控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式由监视模式转换为探测模式，并且所述中央控制器控制所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式由监视模式转换为探测模式；所述中央控制器接受到场外数据库管理服务器的远程启动信息时，所述中央控制器控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式由监视模式转换为指令模式，并且所述中央控制器控制所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式由监视模式转换为指令模式。
3.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于：所述压力传感器组件包括至少三个压力传感器，所述测距传感器组件包括至少三个测距传感器。
4.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于：所述压力传感器组件为包括由多个压力传感器组成的均压力传感长板。
5.一种滑坡泥石流刚性挡墙的监测系统，其特征在于：所述监测系统包括多个通信连接的监测装置，所述监测装置设置于边坡的山脚处的刚性挡墙，通过所述刚性挡墙的挡流墙和侧壁墙围绕的区域接受并监测石流，所述监测系统包括：
压力传感器组件，所述压力传感器组件设置于所述挡流墙的底部，以预设的第一时间间隔及压力传感获取模式产生多个石流压力传感信息；
工业摄像机，所述工业摄像机设置于所述侧壁墙并时时获取所述挡流墙的石流影像信息；
测距传感器组件，所述测距传感器组件设置于所述挡流墙的顶部，以预设的第二时间间隔及测距传感获取模式产生多个石流测距传感信息；
中央控制器，所述中央控制器通信连接所述压力传感器组件、所述测距传感器组件及所述工业摄像机，所述中央控制器根据所述工业摄像机获取的所述石流影像信息的石流影像因子控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式和所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式；
平台服务器，所述平台服务器通信连接所述中央控制器。
6.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于：所述中央控制器根据所述工业摄像机获取的所述石流影像信息的石流影像因子产生泥石流撞击事件时，所述中央控制器控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式由监视模式转换为探测模式，并且所述中央控制器控制所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式由监视模式转换为探测模式；所述中央控制器接受到场外数据库管理服务器的远程启动信息时，所述中央控制器控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式由监视模式转换为指令模式，并且所述中央控制器控制所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式由监视模式转换为指令模式。
7.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于：所述压力传感器组件包括至少三个压力传感器，所述测距传感器组件包括至少三个测距传感器。
8.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于：所述压力传感器组件为包括由多个压力传感器组成的均压力传感长板。
9.一种控制方法，其特征在于：所述控制方法应用于滑坡泥石流刚性挡墙的监测装置，所述监测装置设置于边坡的山脚处的刚性挡墙，通过所述刚性挡墙的挡流墙和侧壁墙围绕的区域接受并监测石流，所述监测装置包括压力传感器组件、工业摄像机、测距传感器组件及中央控制器，所述压力传感器组件设置于所述挡流墙的底部，所述工业摄像机设置于所述侧壁墙，所述测距传感器组件设置于所述挡流墙的顶部，所述中央控制器通信连接所述压力传感器组件、所述测距传感器组件及所述工业摄像机，所述控制方法包括：
由所述压力传感器组件以预设的第一时间间隔及压力传感获取模式产生多个石流压力传感信息；
由所述工业摄像机时时获取所述挡流墙的石流影像信息；
由所述测距传感器以预设的第二时间间隔及测距传感获取模式产生多个石流测距传感信息；
由所述中央控制器根据所述工业摄像机获取的所述石流影像信息的石流影像因子控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式和所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式。
10.根据权利要求所9述的控制方法，其特征在于：所述中央控制器根据所述工业摄像机获取的所述石流影像信息的石流影像因子产生泥石流撞击事件时，所述中央控制器控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式由监视模式转换为探测模式，并且所述中央控制器控制所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式由监视模式转换为探测模式；所述中央控制器接受到场外数据库管理服务器的远程启动信息时，所述中央控制器控制所述压力传感器组件的所述压力传感获取模式由监视模式转换为指令模式，并且所述中央控制器控制所述测距传感器组件的所述测距传感获取模式由监视模式转换为指令模式。
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