[发明专利]高速公路边坡病害自动化监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种运用在高速公路病害边坡上的自动监测装置，该装置无人值守， 采用太阳能供电、无线传输检测数据，并提供接收和存储监测数据的监测中心数据 库系统和英特网数据查询系统。

背景技术

目前，虽然国内外都已经在边坡地质灾害领域进行了大量的研究工作，但是在 突发性灾害事故发生机理、如何在灾前进行可靠的预测预报并提供合理的预防措施 以及灾后如何快速进行抢险救灾及综合治理等问题上，一直是各国政府机关及有关 管理机构致力解决的重大社会可持续发展问题，国内外情况均属如此。

边坡病害的发生有着复杂的地质环境背景与力学现象，形成的规律取决于地 质、气象、工程质量以及人类活动等因素的综合影响，因此，对边坡病害的预测与 预报需建立在大量的实时数据的基础上。这些数据包括边坡管理信息和实时监测信 息两大类，主要有：边坡地理信息、地质构造信息、工程治理资料、预埋设的各类 传感器(预应力框架锚索测力计、钢筋应力计、土压力盒、水位计等)的实时测量 数据、实时雨量数据等等。而目前高速公路边坡数据的监测主要靠人工定期巡检， 这种巡检无法大规模、高效实时提供有效的数据规模来支撑决策。

发明内容

本发明的目的在于克服困难上述现有技术不足，发明一种能对高速公路边坡各 类传感器数据的自动化实时监测以及对边坡地质与设计档案实施管理，向公路管理 部门提供有效决策，提供数据支撑，达到快速、自动、实时的采集、存储、传输、 更新、统计与管理上述数据，自动监测和传输边坡实时数据，管理与检索边坡档案， 为边坡病害预测预报及稳定性分析方面的研究提供真实可靠的数据基础高速公路 边坡病害自动监测系统。

本发明高速公路边坡病害自动监测系统是通过下列结构和方式完成的：高速 公路边坡病害自动监测系统由监测现地站部分和监测数据中心部分两部份构成，其 特征是在高速公路不同路段边坡的设定监测现地站分别预埋/放置一台或者数台自 动监测装置，每台自动监测装置内装有由单片机控制的采集雨量传感器、支持振弦 式传感器、电压电流型传感器和脉冲型传感器，各类传感器采集的数据通过每台自 动监测装置内装有的GPRS无线通信传输方式，将实时采集到各类数据用无线通信 方式传输到数据中心，每台自动监测装置由太阳能独立供电；

监测数据中心的无线接收器按收到各个监测现地站传送的监测采集数据，自动 按日期和站点分类存放到数据库系统，经监测处理后，获得预埋中段每个监测点编 号相对应边坡的设计资料、地理信息、空间位置信息，更新、统计与管理上述数据， 实时显示/监测预埋路段边坡的状况，完成基于地图的可视化GIS查询与检索，经过 网络系统和WEB服务，能在英特网上共享数据。

所述的各个监测现地站是无人值守的监测现地站，每个监测现地站可依设计要 求获得该站点的编号、传感器采集数据内容和周期，与传输方式、传输时间间隔工 作参数。

所述的自动监测装置中的单片机通过数据线与数个测量采集单元单元传感器 并联连接；单片机通过数据线与雨量翻斗脉冲信号连接；单片机通过数据线与雨量 翻斗脉冲信号连接；单片机通过数据线与GPRS无线传输天线连接，光伏太阳能板 为自动监测装置提供12伏电源。

所述的自动监测装置可设定自动监测装置(仪器)编号、所属边坡、断面、里 程、仪器系数、单位、有效位数、警戒值采集数据。

所述的监测数据中心可连续监看各时区的数据变化曲线，及搜寻数据库，并自 动经由计算而于屏幕显示任一时段的表格及历时曲线图，具备设定图形比例及鼠标 拖拉缩放的功能，可打印该图形及表格。

本发明监测现地站是一台无人值守的自动监测装置，采用太阳能供电、单片机 使用Sony Ericson工业GRPS模块的控制采集雨量数据和预埋设的各类传感器数据、 并无线传输采集的数据到数据中心。监测现地站现地站支持振弦式传感器、电压电 流型传感器和脉冲型传感器。监测现地站现地站可设置站点编号、采样与传输方式、 时间间隔、心跳周期等工作参数。