CN210324548U - 一种滑坡灾害远程监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种滑坡灾害远程监测系统，其特征在于，包括：数据采集系统和数据接收分析系统；所述数据采集系统和数据接收分析系统通过无线网络进行数据传输；所述数据采集系统包括：传感器、数据采集模块、传输模块以及电源模块，所述数据采集模块分别与所述传感器、传输模块连接；所述电源模块分别与传感器、数据采集模块连接，为传感器和数据采集模块供电。本实用新型通过在监测现场设置数据采集系统，利用数据采集仪自动采集现场监测点数据，并自动发射到数据接收分析系统进行处理，形成动态的监测曲线进行有针对性的安全分析，建立边坡变形预测模型进行报警基准设置，实现滑坡灾害的提前预警。

Description

一种滑坡灾害远程监测系统

技术领域

本实用新型涉及地质灾害监测技术领域，尤其涉及一种滑坡灾害远程监测系统。

背景技术

滑坡灾害指岩体或土体在重力作用下整体顺坡下滑造成的灾害，有的地方将滑坡称为垮山、走山、地滑、土溜。滑坡广泛发生在山地、高原及丘陵地区，是阻碍山区社会经济发展的主要自然灾害。滑坡的直接危害主要包括:毁坏城镇、村庄、铁路、公路、航道、房屋、矿山企业等，造成人员伤亡和财产损失。滑坡的次生灾害是阻塞河道、使上二游江河溢流或者堵河成湖后溃决，发生洪水；有时受暴雨或洪水诱发进一步形成泥石流，造成更严重的破坏损失。滑坡灾害的大小除了受滑坡规模控制外，还与滑坡活动特点(如高速滑坡)和滑坡影响区社会经济状况有关。通常滑坡规模愈大，发生得愈突然，滑坡区人口和重要工程设施愈多，灾害愈严重。目前针对线状公路边坡的滑坡灾害，仍采用传统的人工巡查或人工监测方法，受环境和气候条件约束大。因此，建立有效的滑坡监控系统是十分必要的，以便及时准确的实现对滑坡灾害的监控，避免因灾害突发造成重大损失。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种滑坡灾害远程监测系统，以克服现有技术的缺陷，本监测系统实现了自动化人工监测，可以根据边坡发育规模，合理选择与布设传感器，不受传感器数量限制，且监控范围大，定位准确，不受天气和环境限制。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。

本实用新型提供了如下方案：

一种滑坡灾害远程监测系统，包括：数据采集系统和数据接收分析系统；

所述数据采集系统和数据接收分析系统通过无线网络进行数据传输，所述数据采集系统安装到监测现场，自动监测及采集监测点数据，并将数据自动发射到数据接收分析系统，所述数据接收分析系统对接收的数据进行处理并判断边坡的稳定状态及变化趋势，实现提前预警；

所述数据采集系统包括：传感器、数据采集模块、传输模块以及电源模块，所述数据采集模块分别与所述传感器、传输模块连接，所述数据采集模块用于采集所述传感器的监测数据；

所述电源模块分别与传感器、数据采集模块连接，为传感器和数据采集模块供电。

优选地，所述数据接收分析系统包括：终端处理器。

优选地，所述传感器包括：变形与位移传感器、应变应力与力传感器、温湿度传感器、雨量传感器中的一种或多种。

优选地，所述变形与位移传感器为导轮式固定测斜仪。

优选地，所述数据采集模块包括：数据采集仪。

优选地，所述电源模块为太阳能供电系统，所述太阳能供电系统包括：太阳能电池板、太阳能充电控制器和蓄电池组。

优选地，所述滑坡灾害远程监测系统还包括：GPS装置。

由上述本实用新型的实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供了一种滑坡灾害远程监测系统，通过在监测现场设置数据采集系统与相适应的数据接收分析系统配合，利用数据采集仪自动采集现场监测点数据，并自动发射到数据接收分析系统进行处理，具有数据接收、整合存储、数据曲线显示和预警预测等功能，从而实现对滑坡灾害实时准确的监测及提前预警，同时，该系统安装简单易实现，且具有可靠性高，监测范围广，不受天气和环境影响等优点。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种滑坡灾害远程监测系统结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的各类传感器与数据采集模块的连接示意图；

图3为本实用新型实施例提供的太阳能供电系统的组成示意图；

图4为本实用新型实施例提供的数据接收分析系统中监测软件设计示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

本实用新型实施例提供了一种滑坡灾害远程监测系统，如图1所示，包括：数据采集系统和数据接收分析系统，数据采集系统和数据接收分析系统通过无线通信网络进行数据传输。数据采集系统用于安装到监测现场，可将现场监测点数据自动采集、自动发射到数据接收分析系统；数据接收分析系统可将现场发来的数据自动接收并处理形成动态监测曲线，可根据监测数据人工或自动判断边坡的稳定状态及变化趋势，从而实现提前预警。数据采集系统包括：传感器、数据采集模块、传输模块以及电源模块，数据采集模块是系统的核心部分，用于采集所述传感器的监测数据，包括：数据采集仪，其可以与各类传感器连接，如电压信号传感器、电流信号传感器、IPC传感器与电荷传感器，如图2所示。

数据采集模块还与传输模块连接，传输模块为数据传输单元，即DTU。数据采集模块采集传感器的数据通过DTU内置的流量卡，利用无线网络(3G/4G)将收集到的数据发送至数据接收分析系统；同时，数据接收分析系统也可通过DTU内置的流量卡利用无线网络(3G/4G)发送指令到数据采集模块，改变数据采集模块的采集频率。

数据采集系统中的传感器一般根据项目需要选择，常用的有变形与位移传感器，应变、应力与力传感器，温、湿度传感器以及雨量传感器。

电源模块分别与传感器、数据采集模块连接，为传感器和数据采集模块供电。山区公路边坡一般都处于野外，多采用太阳能供电系统，该系统由太阳能电池板、太阳能充电控制器和蓄电池组。根据需求供电大小，由太阳能电池板可组成各种大小不同的阵列，即太阳能电池组。太阳能充电控制器负责控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的充电器还应具备温度补偿功能。蓄电池组是独立太阳能供电系统不可缺少的重要部件，可解决太阳光能供电的同步性和储能的效果，满足阴雨天和夜间的正常供电。图3为太阳能供电系统的组成。

本实用新型实施例的传感器采用导轮式固定测斜仪，导轮式固定测斜仪的电缆线有四根，其线序分别为：红(电源+)、黑(电源-)、绿(通信A)、白(通信B)。由于每个深部位移测斜孔内有多个测斜仪，数据线多，采用宇泰UT-5204四口RS-485集线器整合后通过一根RS485总线与数据采集仪连接。连接传感器时，使用12V的直流电源与红黑两根线连接，通信A线和通信B线连接到集线器RS485接线柱上。绿色接到RS485接线柱A上面，白色接到RS485接线柱B上面，然后把这个RS485接线柱A和B通过RS485转USB转换器连接到电脑上，检测传感器安装是否正确。

本实用新型实施例的数据采集仪选用江西飞尚科技有限公司的FS-CX1616通道测斜仪采集仪，适合分布式、多测点、远距离或无线传输的振动、噪声、冲击、电源等各种物理量信号采集。具有嵌入式系统，可以脱离计算机实现离线自动数据采集，可利用计算机、ipad、智能手机等通过网页方式进行操控、显示。同时可方便地进行仪器间的级联同步，支持同步线同步，距离可达100m。

数据接收分析系统包括：终端处理器，终端处理器通过运行监测软件实时监测现场数据，自动化的曲线处理，滑坡稳定状态的实时分析，并基于设定的变形阈值，实现滑坡灾害的提前预警预报。本系统中软件的开发语言为JAVA，采用B/S架构(浏览器/服务器结构)开发，数据库平台为SQL-Server，软件兼容windows 7、windows 8操作系统下相应版本IE浏览器。该软件系统包括用户权限、项目管理、数据管理、数据曲线、预警管理、通讯设置模块，如图4所示。网站浏览账户分管理员与一般用户两种，管理员具有最高权限，对所有数据进行管理设置权限，并可以管理一般用户账户的增加、删除、浏览权限等；一般用户具有对应项目的网页及数据浏览权限。本系统中项目管理可以根据监测项目扩展，并以项目为单位进行数据管理。数据管理可以实现数据接收和整合存储。本系统还可实时显示和查询不同监测项目的多点参数及监测数据曲线，并可在曲线绘制功能模块中进行有针对性的安全分析；提供了结构安全报警功能，可通过建立边坡变形预测模型进行报警基准设置，一旦测试数据触发报警限值，软件就会提供明确的报警等级，为管理者做出决策提供参考，实现滑坡灾害的提前预警。

本实用新型实施例提供的一种滑坡灾害远程监测系统还包括GPS装置，以实现实时定位。数据采集系统的安装必须考虑以下几个方面：

1、为了保证卫星信号的质量，要确保GPS天线前无障碍物，即要避开茂密的树林，以避免GNSS信号被吸收或遮挡。

2、要选择稳固的构造物或装置来固定GPS天线，保证GPS天线牢固，可采用直径约40cm的现浇混凝土柱固定天线底盘。

3、太阳能板应牢固固定在安装支架上，保证安装支架必须有足够支撑能力，保证大风天气下不被损坏。可采用预制的不锈钢管支架，支架上固定太阳能板和蓄电池箱，蓄电池放在蓄电池箱内，可以避免蓄电池埋设于地下受潮影响使用寿命。

4、太阳能板的朝向要朝正南，以指南针指向为准。

5、导轮式固定式测斜仪管口容易破坏，且有管口集线器需要保护,可在导轮式固定式测斜仪管设置管口保护槽，槽顶设盖板。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种滑坡灾害远程监测系统，通过无线远程实时监测技术，在监测现场设置传感器和数据采集仪实现自动实时地采集现场监测点数据，并自动发射到数据接收分析系统进行处理，形成动态的监测曲线进行有针对性的安全分析，建立边坡变形预测模型进行报警基准设置，实现滑坡灾害的提前预警。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种滑坡灾害远程监测系统，其特征在于，包括：数据采集系统和数据接收分析系统；

所述数据采集系统和数据接收分析系统通过无线网络进行数据传输，所述数据采集系统安装到监测现场，自动监测及采集监测点数据，并将数据自动发射到数据接收分析系统，所述数据接收分析系统对接收的数据进行处理并判断边坡的稳定状态及变化趋势，实现提前预警；

所述数据采集系统包括：传感器、数据采集模块、传输模块以及电源模块，所述数据采集模块分别与所述传感器、传输模块连接，所述数据采集模块用于采集所述传感器的监测数据；

所述电源模块分别与传感器、数据采集模块连接，为传感器和数据采集模块供电。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在，所述数据接收分析系统包括：终端处理器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器包括：变形与位移传感器、应变应力与力传感器、温湿度传感器、雨量传感器中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述变形与位移传感器为导轮式固定测斜仪。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：数据采集仪。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源模块为太阳能供电系统，所述太阳能供电系统包括：太阳能电池板、太阳能充电控制器和蓄电池组。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述滑坡灾害远程监测系统还包括：GPS装置。

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