CN208027544U - 滑坡监测预警系统 - Google Patents

Abstract

滑坡监测预警系统，涉及地质灾害监测领域，本实用新型包括服务器、传感器部分和信息传输部分，传感器部分和服务器之间通过信息传输部分形成通信连接，其特征在于，所述传感器部分包括位移传感器、降雨量传感器和地下水位传感器，以及锚杆应力传感器、锚索应力传感器，所述信息传输部分包括GPRS信号传输装置或北斗信号传输装置。本实用新型采用通用模块化设计，可根据现场地质条件、加固措施及用户需求，对现场监测设备进行优化组合，兼顾整体及局部稳定性监测。

Description

滑坡监测预警系统

技术领域

本实用新型涉及地质灾害监测领域，尤其是一种蠕变型滑坡智能监测预警系统。

背景技术

近年来，随着铁路、公路的不断扩建、增建；居民建筑的开挖和城市旅游开发等建设，在某种程度上破坏了原生地质、地貌，尤其是乱伐森林、乱开采地下矿产资源，导致水土大量流失，地质灾害频繁发生，滑坡事件屡见不鲜。滑坡灾害每年发生的数量数不胜数，对人类的生命和财产造成较大危害，严重影响人类社会进步，同时制约国家经济发展。虽然对滑坡灾害的机理研究、防治技术和预警预报水平在不断提高，但是滑坡所造成的人员伤亡和经济损失却没有因此而得到明显减少。

随着计算机技术、通信技术、网络技术、电子技术、总线技术、物联网技术以及嵌入式技术的飞速发展，国内外对滑坡实现自动化监测已经取得较大的发展。美国地质调查所(USGS)和美国国家气象局(USNWS)(1985)联合建立了一套实时滑坡警报系统，对旧金山海湾地区暴雨期间进行了滑坡预测预报，并发布了美国第一个公开额地区性滑坡预警；美国地质调查局(USGS)和Eldorado国家森林公园(1996)联合对加利福尼亚州50号高速公路沿线两侧的多处滑坡开展监测，设计并实现了滑坡实时监测系统；加拿大Danisch等人(2004)针对滑坡实时监测费用昂贵的缺点，着手研制了一套物美价廉的滑坡实时监测系统；日本的Maso YAMADA等人基于网络技术进行各种模式的远程监测，开发了相关监测系统，用于滑坡实时监测；徕卡和美国AGI公司，为满足边(滑)坡监测市场需求，生产了GeoMoS和Slope-Sentry等系统；

自80年代以来，国内不断涌现大量滑坡监测系统，采用的监测手段、模型方法等各异，并取得了一定的成果。其中，香港(1997)研制了第一版滑坡警报系统(LandslipWarning System，LWS)；张勇慧等通过拉索触发式位移计来监测边坡表面位移，利用GPRS将测试数据实时传输到远程监测中心，该监测具有全程自动化、费用低的特点；何秀凤基于计算机控制技术、微波通讯技术和GPRS技术，研发了GPS一机多天线边坡远程自动化变形监测系统；梁山等基于无线传感器网络技术和GPRS通信技术，在山体监测区域建立无线传感器监测网络。对监测数据进行处理和分析，实现对山体滑坡的安全预警；龙建辉等基于高端监测仪器、数据处理技术、无线通讯技术和计算机网络技术等，研发了滑坡自动化监测系统。

鉴于此，在前人的研究基础上，进一步对大量滑坡监测数据分析和理论开展研究，提出一种准确有效的评估理论模型，并围绕传感器数据采集、通讯组网、算法分析、系统开发及调试、室内外测试、系统评估等方面开展研究，研发一套具有自主知识产权的、低成本、自动化程度高、误报率低的智能监测预警系统，服务于滑坡地质灾害智能监测与评估分析，对于指导防治工程设计、减少边坡滑坡灾害造成的经济损失具有十分重要的社会意义。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种能对蠕变型滑坡进行智能监测预警的系统。该系统采用先进的分布式系统架构，具有定制化程度高、布点灵活、实时性强、功能全面及全生命周期覆盖等特点，可对滑坡、支护边坡进行临滑预警预报。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是，滑坡智能监测预警系统，包括服务器、传感器部分和信息传输部分，传感器部分和服务器之间通过信息传输部分形成通信连接，其特征在于，

所述传感器部分包括位移传感器、降雨量传感器和地下水位传感器，以及锚杆应力传感器、锚索应力传感器，

所述信息传输部分包括GPRS信号传输装置或北斗信号传输装置。

本实用新型还包括客户端，所述客户端通过无线通信网络与服务器形成通信连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)系统采用通用模块化设计，可根据现场地质条件、加固措施及用户需求，对现场监测设备进行优化组合，兼顾整体及局部稳定性监测；(2)系统采用传感器无线自组网技术，使得布设与数据采集具有高度的灵活性，适用于任何复杂地形环境；(3)具有自适应调节监测频率与突发事件相应的功能；(4)支持GPRS或北斗模块的远程通讯，为控制现场采集提供更便捷的通道；

附图说明

图1是本实用新型系统架构图。

具体实施方式

本实用新型是由多个传感器、采集单元和中心系统组成的三级架构体系。传感器可根据现场地质条件、加固措施及用户需求进行监测布设；采集单元为数据采集成套设备，包括采集仪从站和采集仪主站，两者之间无线自组网络，可兼容多种类型传感器。采集仪从站为无线组网的子节点，直接与传感器连接，布设于滑坡、边坡的相应监测部位，负责采集不同观测点的观测数据及数据综合计算分析，并通过无线传输方式发送给采集仪主站；采集仪主站为无线组网的中心主节点，用于控制无线网络中的从站数据上传频率以及对突发事件的响应，其与GPRS或北斗模块连接，可形成完整的数据采集传输通道。中心系统包括智能监测的应用服务器和数据库服务器，负责监测数据和预警信息的存储和客户端数据的推送。

优选地，所述的传感器的监测类型包括地表位移监测、深部位移监测、诱发因素监测(如雨量、地下水位)，所述地表位移计采集蠕变型滑坡的累计位移量值，所述深层位移计采集滑带以上滑体不同深度的蠕变累计位移量值，所述雨量计采集滑坡区域降雨量，所述地下水位计采集滑坡地下水位升降变化。

优选地，所述的多传感器的布设原则应以滑坡整体稳定性监测为主，兼顾局部稳定性的监测。选取滑坡主轴断面为主要监测断面，其他断面为辅助监测断面。地表位移计布设于滑坡后缘，基准点位于滑坡后缘坡体结构稳定区域。深层位移计布设于滑坡断面的前部、中部、后部，基准点埋入滑面下2m，深层位移计按一定间距分布于滑体。地下水位计与深层位移计相对应分布，获取深层位移对应的地下水位的变化。应力计布设于支护结构物(如抗滑桩、锚杆、锚索等)上。雨量计布设于滑坡后缘坡体结构稳定区域，以监测雨量变化，同时控制现场采样频率。

所述传感器和采集单元均采用太阳能供电。

所述的无线组网采用433Mhz无线通讯模块，具有LORA扩频技术，能够在极低的功耗条件下，实现长达1.5Km的无线通信。

所述采集单元具有数据的主被动相结合的双向交互、数据降噪、变频控制和固件远程升级。

图1示出了一个实施例的系统结构，以雨量计表示雨量传感器，深层位移计表示深层位移传感器，其他传感器同理。本实施例的传感器形成无线传感器网络，包括了雨量传感器、深层位移传感器、地表位移传感器、水位传感器、倾角传感器、锚杆应力传感器和锚索应力传感器(锚索测力)，各传感器的数据通过对应的采集仪从站实现数据采集，并通过采集仪主站汇集数据后经无线通信网络(GPRS或北斗)传输至服务器。

Claims (3)

1.滑坡监测预警系统，包括服务器、传感器部分和信息传输部分，传感器部分和服务器之间通过信息传输部分形成通信连接，其特征在于，

所述传感器部分包括位移传感器、降雨量传感器和地下水位传感器，以及锚杆应力传感器、锚索应力传感器，

所述信息传输部分包括GPRS信号传输装置或北斗信号传输装置。

2.如权利要求1所述的滑坡监测预警系统，其特征在于，传感器部分包括太阳能供电模块。

3.如权利要求1所述的滑坡监测预警系统，其特征在于，还包括客户端，所述客户端通过无线通信网络与服务器形成通信连接。