一种高边坡稳定性监测预警系统的制作方法

本发明涉及高边坡监测及预警，具体为一种高边坡稳定性监测预警系统。

背景技术：

1、边坡是岩土工程建设中一种常见的工程形式，高边坡是工程建设中的主要工程载体，高边坡常处于地质条件复杂的地区，高边坡的稳定性对于保证工程建设的安全有着至关重要的作用。因此对于高边坡稳定性的监测显得尤为重要，通过对高边坡的监测和反馈预警信息进行评价，有利于保证高边坡的长期稳定性，对于保障工程安全和人身财产安全具有重要的意义。

2、例如公开号为：cn113160523b的中国专利公开了《一种高边坡稳定性监测预警系统和方法》，通过激光测距仪监测设置在坡面上的位移标尺，当位移标尺发生位移时，激光测距仪可以第一时间测量到位移标尺发生的位移变化，数据采集处理器将激光测距仪位移数据传递给数据处理系统，数据处理系统根据位移标尺的移动方向，变化值的大小判断移动快慢，进而判断出高边坡的稳定性，判断是否发出预警的信号。

3、又如专利号公开号为：cn103471517a的中国专利公开了《一种边坡安全自动监测预警方法及装置》，该发明通过检测光纤的信息，来判断光纤发生宏弯变形或断裂破坏的位置，并用以定位边坡岩土体的变形破坏；

4、但是如《一种边坡安全自动监测预警方法及装置》的监测方式，并无法了解实际的监测情况，且也无法获取相应的监测数据，如雨量、地震波、倾斜率等，如此不易对边坡进行相应的防治。

5、在边坡工程中，由于场区范围较大，边坡稳定性分析需要掌握多种不同的监测信息进行对比参照，这就需要安装有大量的传感监测设备，但是当传感监测设备损坏或者接线松动时，并不能快速对定位到该设备，并且在数据传输过程中，并且不能对光纤的均匀性、缺陷、断裂、接头耦合等若干性进行检测，使得影响后期的维护效率，不利于为边坡稳定性分析提供可靠的数据。

技术实现思路

1、解决的技术问题

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种高边坡稳定性监测预警系统。

3、（二）技术方案

4、基于此，本发明提供如下技术方案：一种高边坡稳定性监测预警系统，包括数据管理层、数据传输层、数据采集层、光电模块，所述数据管理层由远程数据管理平台构成，所述数据传输层依托遍布全国的卫星定位地基增强站，云端一体化监测终端，对数据进行传输；

5、所述远程数据管理平台对现场采集的数据进行统一管理，平台将设计数据、施工现场状况、监测设备分布情况、测量数据、试验数据等进行统一管理，实时自动更新和统计并展现到管理人员眼前。

6、优选的，所述数据采集层采用通用网关与数据传输层进行数据链接，所述数据传输层采用卫星定位地基增强站与数据管理层进行数据链接；所述通用网关采用光纤与数据采集层上各监测传感器相连接，且光纤上设置有光电模块，所述光电模块用于对光纤连接情况进行检测。

7、优选的，所述数据采集层包括拉线式位移计、锚索计、地震波检波器、土压力计、测斜仪、渗压计、雨量监测仪，所述雨量监测仪设置于高边坡的顶部，所述雨量监测仪为实现实时雨量监测的装置，雨量监测仪应固定于高边坡顶部基座上，基座入土深度以确保雨量监测仪安装牢固，遇暴风雨时不发生抖动或倾斜，所述锚索计受力面与高边坡待测点压向力方向一致，呈倾斜状嵌入于高边坡的顶部坡体。

8、优选的，所述地震波检波器安装于高边坡的顶部水平坡面上，所述拉线式位移计与拉绳固定头分别安装在高边坡的顶部斜坡的两个坡峰裂缝上，拉线式位移计用4个m6 的膨胀螺丝固定在变形区以外稳固的岩体上，拉绳固定头应固定在裂缝对面的结构物上，拉绳固定头设在滑动量大、滑动速度快的轴线方向和滑坡前沿等部位。

9、优选的，所述土压力计设置于高边坡与挡土墙的连接处，用于监测高边坡与挡土墙之间的应力。

10、优选的，所述测斜仪呈竖直状嵌入于高边坡的土壤内，使用外径为70mm 的测斜管，钻孔的孔径至少为110mm，测斜管的长度一般为2~ 4米/节，测斜管的底部搭配设置有渗压计，所述渗压计与测斜管一同深入于高边坡的土壤层内，能够有效增加测斜仪、渗压计的安装效率。

11、优选的，所述光电模块包括光时域反射系统，所述光时域反射系统用于对所述数据采集层上光纤连接情况进行检测，所述光时域反射系统包括脉冲发生器、光耦合器、放大单元、信号处理单元、数据处理终端，所述脉冲发生器用于发出脉冲光线到各条光纤内、光耦合器用于将光信号送入光纤。

12、优选的，所述放大单元用于对电信号进行放大，所述信号处理单元用于对电信号部分进行采样、放大及对数处理后送到数据处理终端上，所述数据处理终端用以接收所述信号处理单元传送的反射信息并进行分析，数据处理终端包括服务器、终端计算机和通讯单元，终端计算机以曲线的形式显示出来，通讯单元，用以接收所述信号处理单元传送的反射信息；当光纤的一端注入一个功率为 po的窄脉冲，光脉冲在光传输时，一部分能量经背向散射回到输入端，距输入端距离为l的a点经背向散射回到输入端的光功率p(l)为：，光信号由注入端进入光纤到达 a 点，经背向散射回到注入端的时间t和l之间的关系为：，光纤中 b 点经散射返回到始端的光功率p(b)为：，则a-b间光纤的衰减为：

13、，得到的结果作为纵坐标，而以信号回到该点的时间先后为横坐标，显示该光纤的背向散射曲线，根据光在光纤中传输的速度与时间的关系，可以测出光纤的长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位。

14、（三）有益效果

15、与现有技术相比，本发明提供了一种高边坡稳定性监测预警系统，具备以下有益效果：

16、该一种高边坡稳定性监测预警系统，通过设置了光电模块，光时域反射系统用于对数据采集层上各传感器光纤连接情况进行检测，通过测量反射光信号的返回时间和强度，推断出光纤的长度、连接器质量、熔接点损耗等信息，及时的对应用模块、网络模块、数据模块上光纤连接情况进行检测定位，方便进行维修，增加监测预警的精确性。

技术特征：

1.一种高边坡稳定性监测预警系统，其特征在于：包括数据管理层（1）、数据传输层（2）、数据采集层（3）、光电模块（4），所述数据管理层（1）由远程数据管理平台构成，所述数据传输层（2）依托遍布全国的卫星定位地基增强站，云端一体化监测终端，对数据进行传输；

2.根据权利要求1所述的一种高边坡稳定性监测预警系统，其特征在于：所述数据采集层（3）采用通用网关与数据传输层（2）进行数据链接，所述数据传输层（2）采用卫星定位地基增强站与数据管理层（1）进行数据链接；所述通用网关采用光纤与数据采集层（3）上各监测传感器相连接，且光纤上设置有光电模块（4），所述光电模块（4）用于对光纤连接情况进行检测。

3.根据权利要求2所述的一种高边坡稳定性监测预警系统，其特征在于：所述数据采集层（3）包括拉线式位移计（31）、锚索计（32）、地震波检波器（33）、土压力计（34）、测斜仪（35）、渗压计（36）、雨量监测仪（37），所述雨量监测仪（37）设置于高边坡的顶部，所述雨量监测仪（37）为实现实时雨量监测的装置，雨量监测仪（37）应固定于高边坡顶部基座上，基座入土深度以确保雨量监测仪（37）安装牢固，遇暴风雨时不发生抖动或倾斜，所述锚索计（32）受力面与高边坡待测点压向力方向一致，呈倾斜状嵌入于高边坡的顶部坡体。

4.根据权利要求3所述的一种高边坡稳定性监测预警系统，其特征在于：所述地震波检波器（33）安装于高边坡的顶部水平坡面上，所述拉线式位移计（31）与拉绳固定头分别安装在高边坡的顶部斜坡的两个坡峰裂缝上，拉线式位移计（31）用4个m6 的膨胀螺丝固定在变形区以外稳固的岩体上，拉绳固定头应固定在裂缝对面的结构物上，拉绳固定头设在滑动量大、滑动速度快的轴线方向和滑坡前沿等部位。

5.根据权利要求3所述的一种高边坡稳定性监测预警系统，其特征在于：所述土压力计（34）设置于高边坡与挡土墙的连接处，用于监测高边坡与挡土墙之间的应力。

6.根据权利要求5所述的一种高边坡稳定性监测预警系统，其特征在于：所述测斜仪（35）呈竖直状嵌入于高边坡的土壤内，使用外径为70mm 的测斜管，钻孔的孔径至少为110mm，测斜管的长度一般为2~ 4米/节，测斜管的底部搭配设置有渗压计（36），所述渗压计（36）与测斜管一同深入于高边坡的土壤层内。

7.根据权利要求1所述的一种高边坡稳定性监测预警系统，其特征在于：所述光电模块（4）包括光时域反射系统，所述光时域反射系统用于对所述数据采集层（3）上光纤连接情况进行检测，所述光时域反射系统包括脉冲发生器、光耦合器、放大单元、信号处理单元、数据处理终端，所述脉冲发生器用于发出脉冲光线到各条光纤内、光耦合器用于将光信号送入光纤。

8.根据权利要求7所述的一种高边坡稳定性监测预警系统，其特征在于：所述放大单元用于对电信号进行放大，所述信号处理单元用于对电信号部分进行采样、放大及对数处理后送到数据处理终端上，所述数据处理终端用以接收所述信号处理单元传送的反射信息并进行分析，数据处理终端包括服务器、终端计算机和通讯单元，终端计算机以曲线的形式显示出来，通讯单元，用以接收所述信号处理单元传送的反射信息；当光纤的一端注入一个功率为 po的窄脉冲，光脉冲在光传输时，一部分能量经背向散射回到输入端，距输入端距离为l的a点经背向散射回到输入端的光功率p(l)为：，光信号由注入端进入光纤到达 a 点，经背向散射回到注入端的时间t和l之间的关系为：，光纤中 b 点经散射返回到始端的光功率p(b)为：，则a-b间光纤的衰减为：，得到的结果作为纵坐标，而以信号回到该点的时间先后为横坐标，显示该光纤的背向散射曲线，根据光在光纤中传输的速度与时间的关系，可以测出光纤的长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位。

技术总结本发明涉及一种高边坡稳定性监测预警系统，包括数据管理层、数据传输层、数据采集层、光电模块，数据管理层由远程数据管理平台构成，数据传输层依托遍布全国的卫星定位地基增强站，云端一体化监测终端，及后处理的高精定位差分算法，以互联网方式提供毫米级位置计算公共服务，实现高精度结构监测。通过设置了光电模块，光时域反射系统用于对数据采集层上各传感器光纤连接情况进行检测，通过测量反射光信号的返回时间和强度，推断出光纤的长度、连接器质量、熔接点损耗等信息，及时的对应用模块、网络模块、数据模块上光纤连接情况进行检测定位，方便进行维修，增加监测预警的精确性。技术研发人员：魏林海,陈菊,张贺兴,曾庆翔受保护的技术使用者：福建心智信息科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11