[发明专利]铁路边坡全生命周期在线监测系统和方法

说明书

本发明公开了铁路边坡全生命周期在线监测系统和方法，属于地铁边坡监测预警的技术领域，所述监测系统包括数据采集及远程控制终端模块、数据接口模块、大数据中心模块、边坡全生命周期远程在线状态监测模块、边坡状态智能诊断预测及预警模块和边坡状态终端显示模块，对铁路边坡的整个生命周期进行全程在线自动化监测，通过将边坡在全生命周期过程中的环境监测方法、边坡变形监测方法和挡土墙监测方法有机结合起来，从不同气候、时段和角度实时动态监测和智能诊断铁路边坡状态演变关系和失稳全过程，本发明可对铁路边坡变化的规律进行更加全面系统、准确和高效的监测和智能诊断预测。

技术领域

本发明属于地铁边坡监测预警的技术领域，具体而言，涉及一种铁路边坡全生命周期在线监测系统和方法。

背景技术

铁路边坡的稳定问题由于受其复杂的地质条件的影响，一直是铁路岩土工程界关注的焦点问题。随着我国高速铁路的快速发展，铁路边坡监测的范围扩大、监测点和监测数据急剧增加、监测环境更加复杂，如何从边坡勘察设计之初、到岩体开挖锚固及渗流控制施工工程过程，而后投入运行直至退役的边坡全生命周期对铁路边坡海量的监测点进行智能高效实时监测与预判，从而保证铁路部门和居民人身财产安全，保障铁路车辆高效运行环境，成为国家铁路部门发展的重要工作。在铁路边坡工程安全监测时，对于监测点的布置，既要保证监测系统对整个边坡的覆盖，又需确保关键部位和敏感部位的监测需要，在这些重点部位应优先布置监测点。

为确保对铁路边坡的有效监测，需通过监测系统的及时埋设、及时观测、及时整理分析监测资料和及时反馈监测信息，及时有效地掌握边坡实际状体，从而确保边坡安全，仪器安装和测量过程应安排合理，测量方法和监测仪器安全可靠，整个监测系统应做到有效运行。

目前，铁路边坡监测项目均比较独立，监测数据分离，现有边坡监测系统不全面，多数仅为变形监测，忽略了土压力、小气候监测，现有边坡监测多为人工监测，费事费力。

同时，监测数据不连续，数据不可追溯，无法全天候测量。当前，尚未建立统一的铁路边坡大数据存储、在线监测和智能诊断分析预测的平台，导致现有边坡监测数据比较分散，形成信息孤岛，从而缺乏对铁路边坡全生命周期系统数据的综合比对与有效利用，无法系统地研究和监测边坡失稳的原因，无法设置预警阈值临界点，容易错失对铁路边坡失稳状态治理的最佳时机。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种铁路边坡全生命周期在线监测系统和方法。

本发明所采用的技术方案为：一种铁路边坡全生命周期在线监测系统，包括数据采集与远程控制终端模块、数据接口模块、大数据中心模块、边坡全生命周期远程在线状态监测模块、边坡状态智能诊断预测及预警模块和边坡状态终端显示模块，

所述数据采集与远程控制终端模块与数据接口模块电连接，通过数据接口模块进行数据转换，且数据接口模块与大数据中心模块之间通过无线通信网络连接；

所述边坡全生命周期远程在线状态监测模块和边坡状态智能诊断预测及预警模块的输入端均与大数据中心模块连接；

所述边坡全生命周期远程在线状态监测模块基于数据挖掘技术进行在线实时监测，边坡状态智能诊断预测及预警模块基于全生命周期特征进行智能诊断预测和预警；

所述边坡全生命周期远程在线状态监测模块和边坡状态智能诊断预测及预警模块的输出端均与边坡状态终端显示模块连接。

进一步地，所述数据采集与远程控制终端模块包括环境变化数据单元、挡土墙数据单元和边坡变形数据单元，所述环境变化数据单元用于采集温湿度数据和雨量数据；所述挡土墙数据单元用于采集挡土墙应变数据、挡土墙受力数据、土压力数据、水压力数据和水位数据；所述边坡变形数据单元用于采集关键点沉降数据、不均匀沉降数据、土体深部变形数据和声发射数据。