CN115030125A - 一种隧道洞口边坡变形监测系统 - Google Patents

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朱克南
候海明
王海峰
杜立辉
师燕华
程杰
兰晓刚
秦宇聪
王平让
张洪福
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Abstract

本发明提出一种隧道洞口边坡变形监测系统,包括监控设备和控制中心,监控设备通过无线通信技术与控制中心连接,且监控设备包括基点设备、测量设备以及拍摄设备,控制中心包括控制层和预警层,控制层的输出端与预警层的输入端连接,且控制层包括显示控制模块、设备接口模块、图表绘制模块以及数据模块,预警层包括预警模块、报警模块以及通知模块,本发明通过设置的基点设备、测量设备以及拍摄设备的配合,来从多个渠道获取隧道洞口边坡的变形数据,从而达到降低数据误差的效果,提升监测数据的精准性,再辅以传感器设备获取隧道洞口边坡的环境数据及拍摄设备来拍摄隧道洞口内壁的数据,提升监测数据的多样性,来进一步的提升变形监测的效果。

Description

一种隧道洞口边坡变形监测系统
技术领域
本发明涉及监测技术领域,尤其涉及一种隧道洞口边坡变形监测系统。
背景技术
隧道是埋置于地层内的工程建筑物,是人类利用地下空间的一种形式。隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道、军事隧道,隧道的结构包括主体建筑物和附属设备两部分。主体建筑物由洞身和洞门组成,附属设备包括避车洞、消防设施、应急通讯和防排水设施,长的隧道还有专门的通风和照明设备;
随着隧道建设的快速发展,隧道洞口边坡的稳定性也成为了研究的重点,若隧道洞口边坡出现了较大幅度的下沉、变形等情况,即很有可能会引发后续的安全事故,继而需要对隧道洞口边坡进行变形监测,以求第一时间发现相关的情况,并进行对应的处理;
但现有的隧道洞口边坡变形监测系统通常是依靠人工测量,数据来源单一,继而在不同的环境因素的影响下,会降低监测系统所采集数据的精准性较低,误差较大,从而影响到变形监测的效果,因此本发明提出一种隧道洞口边坡变形监测系统以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提出一种隧道洞口边坡变形监测系统,该种隧道洞口边坡变形监测系统具有获取多渠道的数据,降低数据误差的优点,解决现有技术中的问题。
为实现本发明的目的,本发明通过以下技术方案实现:一种隧道洞口边坡变形监测系统,包括监控设备和控制中心,所述监控设备通过无线通信技术与控制中心连接,且监控设备包括基点设备、测量设备以及拍摄设备,所述基点设备包括A基点杆和B基点杆,且基点设备设有多组,所述测量设备与基点设备对应,且测量设备为高精度全站仪,所述拍摄设备包括相机,所述相机设有多组,且多组相机分别与基点设备和测量设备对应,所述控制中心包括控制层和预警层,所述控制层的输出端与预警层的输入端连接,且控制层包括显示控制模块、设备接口模块、图表绘制模块以及数据模块,所述预警层包括预警模块、报警模块以及通知模块。
进一步改进在于:所述监控设备还包括有摄像设备,所述摄像设备包括摄像机、移动轨道以及在移动轨道上移动的移动架,所述摄像设备设有多组,且多组摄像设备上均设有数据上传A模块。
进一步改进在于:所述监控设备还包括有传感器设备,所述传感器设备包括风速传感器、雨量传感器、地下温度计以及地下湿度计,所述传感器设备配备有数据采集设备,且数据传感器设备的输出端与数据采集设备连接,所述数据采集设备上设有数据上传B模块。
进一步改进在于:所述数据模块包括数据获取模块、数据处理模块、数据存储模块以及数据分析模块,所述数据获取模块的输入端与显示控制模块的输出端连接,且数据获取模块的输出端与数据处理模块的输入端连接,所述数据处理模块的输出端与数据存储模块的输入端连接,所述数据存储模块的输出端与数据分析模块的输入端连接,所述数据分析模块的输出端与显示控制模块的输入端连接。
进一步改进在于:所述预警模块包括预警信息生成单元、预警信息记录单元、预警信息修改单元以及预警信息下发单元,所述预警信息下发单元的输出端与通知模块的输入端连接。
进一步改进在于:所述报警模块包括报警信息生成单元、报警信息记录单元以及报警信息下发单元,所述报警信息下发单元与通知模块的输入端连接。
进一步改进在于:所述控制中心还包括有数据接收模块,且数据接收模块的输入端与设备接口模块的输出端连接,所述设备接口模块内设有测量设备接入单元、拍摄设备接入单元以及摄像设备接入单元。
进一步改进在于:所述通知单元采用电子邮件、短信以及电话的形式进行通知。
本发明的有益效果为:该种隧道洞口边坡变形监测系统通过设置的基点设备、测量设备以及拍摄设备的配合,来从多个渠道获取隧道洞口边坡的变形数据,从而达到降低数据误差的效果,提升监测数据的精准性,再辅以传感器设备获取隧道洞口边坡的环境数据及拍摄设备来拍摄隧道洞口内壁的数据,提升监测数据的多样性,来进一步的提升变形监测的效果,同时,依靠设置的预警层,能够在第一时间将对应的信息下发至相关的人员,以确保能够及时的进行后续的处理。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图。
图2是本发明的摄像设备分布结构示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例对本发明做进一步详述,本实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。
根据图1-图2所示,本实施例提出了一种隧道洞口边坡变形监测系统,包括监控设备和控制中心,监控设备主要是用于布设在隧道洞口附近,用于监测对应的情况,而控制中心则使工作人员能够处于一个远离隧道施工场地一定距离的地方进行监测,监控设备通过无线通信技术与控制中心连接,即监控设备所监控的数据通常是采用无线传输的方式与控制中心进行连接,且监控设备包括:
基点设备,基点设备包括A基点杆和B基点杆,且基点设备设有多组,A基点杆和B基点杆之间能够形成一个基准线,当A基点杆或B基点杆出现倾斜的情况时,该基准线则会出现偏移或歪斜的情况,进一步的可以说明当前基点设备所处于的区域出现了下沉、变形的情况,从而多组基点设备的布设,来增加监测的范围,以提高监测的范围,有利于提升精准性;
测量设备,测量设备与基点设备对应,且测量设备为高精度全站仪,依靠基点设备所形成的基准线,利用测量设备对其进行测量,通过不同时间下的测量数据,可以反应出当前基点设备所监控的区域是否出现了下沉、变形的情况;
拍摄设备,拍摄设备包括相机,相机设有多组,在本实施例中,相机设有两组,且两组相机分别与基点设备和测量设备对应,当其中一组相机与基点设备进行对应时(相机与基点设备存在一定的距离),由该相机直接拍摄A基点杆和B基点杆的整体图像数据,当隧道通口边坡出现下沉、变形的情况较大时,会使A基点杆或B基点杆的位置出现改变,且由于幅度较大,继而可以通过后拍摄的图像数据与前一张拍摄的图像数据进行对比,以此来确定当前基点设备所监控的区域是否出现了下沉、变形的情况,而另一组相机于测量设备进行对应时(相机与测量设备存在一定的距离),由该相机拍摄测量设备的整体图像,同理,来确定当前测量设备是否出现了位置偏离、歪斜等情况,来确保测量设备所测量数据的精准性;
在本实施例中,采用测量设备与基点设备的配合,并辅以拍摄设备,多渠道的获取监测信息,以提高数据来源的精准性
控制中心包括控制层和预警层,控制层的输出端与预警层的输入端连接,且控制层包括:
显示控制模块,显示控制模块主要是提供一个具有显示功能,且提供工作人员进行操作的功能,即显示控制模块的种类为工控机或者是计算机,具有一定的数据处理及计算的性能;
设备接口模块,设备接口模块的输出端与显示控制模块的输入端连接,设备接口模块内设有测量设备接入单元、拍摄设备接入单元以及摄像设备接入单元,各个接入单元主要是用于与监控设备内的电子设备进行连接,以确保显示控制模块可以接入对应的电子设备,并具有一定的远程控制能力;
图表绘制模块,图表绘制模块主要是用于将数据以图表的形式进行展出,图表绘制模块的输出端与显示控制模块连接,且图表绘制模块的输入端与数据模块的输出端连接;
数据模块,数据模块主要是用于对各项监测的数据进行对应的处理、统计、分析等,比如图像数据则需要进行对应的降噪处理,数据模块包括数据获取模块、数据处理模块、数据存储模块以及数据分析模块,数据获取模块的输入端与显示控制模块的输出端连接,且数据获取模块的输出端与数据处理模块的输入端连接,数据处理模块的输出端与数据存储模块的输入端连接,数据存储模块的输出端与数据分析模块的输入端连接,数据分析模块的输出端与显示控制模块的输入端连接。
预警层包括:
预警模块,预警模块包括用于生成预警信息的预警信息生成单元、用于记录所生成的预警信息的预警信息记录单元、用于修改记录预警信息状态的预警信息修改单元以及用于下方对应信息的预警信息下发单元,预警信息下发单元的输出端与通知模块的输入端连接,预警信息主要是起到一个预警的作用,在通知模块的作业下,由相关的工作人员收到对应的预警信息,进一步的采用实地勘探的方式,来进一步确认当前预警信息的状态,并进行对应的补救措施,在完成后,对记录的预警信息进行修改状态,使得其处于完成的状态,而未进行修改的预警信息是处于待完成状态;
报警模块,报警模块包括报警信息生成单元、报警信息记录单元以及报警信息下发单元,报警信息下发单元与通知模块的输入端连接,报警模块与预警模块同理,但报警模块所产生的报警信息为严重性质的信息,而预警模块则是轻微性质的信息,继而对于报警信息的处理,则是需要工作人员上报上级单位,同时,疏散相关的工作人员,再进行对应的补救措施;
通知模块,通知单元采用电子邮件、短信以及电话的形式进行通知,通知模块内具有相关工作人员的联系信息,即对于所需要通知的信息,直接发送并与对于的人员进行联系,确保遇到事故时,能够第一时间进行反应,并做出对应的处理。
监控设备还包括有摄像设备,摄像设备包括摄像机、移动轨道以及在移动轨道上移动的移动架,移动架上设有补光灯,摄像设备设有多组,在本实施例中,摄像设备设有两组,且两组组摄像设备上均设有数据上传A模块,摄像设备主要是布设在隧道洞口内一定的距离,用于监测隧道洞口的情况,由摄像机拍摄隧道洞口内壁的情况,由摄像设备采集对应的摄像数据,再由控制中心对摄像数据进行拆解,主要是判断隧道洞口内壁上是否出现裂缝,对于出现裂缝的情况,则是需要人工进行实地的勘探及分析,确认该情况的影响性。
监控设备还包括有传感器设备,传感器设备包括风速传感器、雨量传感器、地下温度计以及地下湿度计,传感器设备配备有数据采集设备,且数据传感器设备的输出端与数据采集设备连接,数据采集设备上设有数据上传B模块,控制中心还包括有数据接收模块,且数据接收模块的输入端与设备接口模块的输出端连接。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种隧道洞口边坡变形监测系统,其特征在于:包括监控设备和控制中心,所述监控设备通过无线通信技术与控制中心连接,且监控设备包括基点设备、测量设备以及拍摄设备,所述基点设备包括A基点杆和B基点杆,且基点设备设有多组,所述测量设备与基点设备对应,且测量设备为高精度全站仪,所述拍摄设备包括相机,所述相机设有多组,且多组相机分别与基点设备和测量设备对应,所述控制中心包括控制层和预警层,所述控制层的输出端与预警层的输入端连接,且控制层包括显示控制模块、设备接口模块、图表绘制模块以及数据模块,所述预警层包括预警模块、报警模块以及通知模块。
2.根据权利要求1的一种隧道洞口边坡变形监测系统,其特征在于:所述监控设备还包括有摄像设备,所述摄像设备包括摄像机、移动轨道以及在移动轨道上移动的移动架,所述摄像设备设有多组,且多组摄像设备上均设有数据上传A模块。
3.根据权利要求1的一种隧道洞口边坡变形监测系统,其特征在于:所述监控设备还包括有传感器设备,所述传感器设备包括风速传感器、雨量传感器、地下温度计以及地下湿度计,所述传感器设备配备有数据采集设备,且数据传感器设备的输出端与数据采集设备连接,所述数据采集设备上设有数据上传B模块。
4.根据权利要求1的一种隧道洞口边坡变形监测系统,其特征在于:所述数据模块包括数据获取模块、数据处理模块、数据存储模块以及数据分析模块,所述数据获取模块的输入端与显示控制模块的输出端连接,且数据获取模块的输出端与数据处理模块的输入端连接,所述数据处理模块的输出端与数据存储模块的输入端连接,所述数据存储模块的输出端与数据分析模块的输入端连接,所述数据分析模块的输出端与显示控制模块的输入端连接。
5.根据权利要求1的一种隧道洞口边坡变形监测系统,其特征在于:所述预警模块包括预警信息生成单元、预警信息记录单元、预警信息修改单元以及预警信息下发单元,所述预警信息下发单元的输出端与通知模块的输入端连接。
6.根据权利要求1的一种隧道洞口边坡变形监测系统,其特征在于:所述报警模块包括报警信息生成单元、报警信息记录单元以及报警信息下发单元,所述报警信息下发单元与通知模块的输入端连接。
7.根据权利要求2的一种隧道洞口边坡变形监测系统,其特征在于:所述控制中心还包括有数据接收模块,且数据接收模块的输入端与设备接口模块的输出端连接,所述设备接口模块内设有测量设备接入单元、拍摄设备接入单元以及摄像设备接入单元。
8.根据权利要求1的一种隧道洞口边坡变形监测系统,其特征在于:所述通知单元采用电子邮件、短信以及电话的形式进行通知。
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