CN201142127Y - 一种山体滑坡监控装置 - Google Patents

Abstract

一种山体滑坡监控装置，包括测量仪器、集中器、无线通讯模块、通信子***、监控主站、远程信息管理与控制中心，测量仪器通过无线通讯模块与集中器连接，每个集中器上并联多个测量仪器，监控主站与集中器之间通过线缆连接，监控主站并联多个集中器，监控主站通过通信子***与远程信息管理与控制中心连接，本实用新型结构简单，容错性能更好，适应不同的地理环境以及成本要求，数据传递及时准确，管理与控制方便，可以使监测人员不必亲临现场就得到相关数据。

Description

一种山体滑坡监控装置

技术领域

本实用新型涉及一种监控装置，尤其涉及一种山体滑坡监控装置。

背景技术

山体滑坡是一种破坏力巨大、预测及防护困难的自然灾害。近年来，滑坡引起的山体垮塌以及暴雨后形成的泥石流带来的灾害损失也越来越严重，已成为阻碍经济发展、危害人民生命财产安全的重要因素之一。如果能够对山体滑坡进行监测，实现滑坡危害的早期预报，使相关区域的人员和贵重物资提前撤离，就可以最大限度地减少和防止滑坡所造成的损失。根据我国“预防为主、防治结合”的地质灾害防治方针，山体滑坡的预报问题成为山体滑坡防治的重要环节。

一般来说，对于滑坡的监测和预警，是将室外现场观测，实验室试验以及理论分析有机地结合在一起。在理论分析和实验室研究中，国内外已应用了多种方法，如用三重蠕变曲线的图形分析方法、半对数曲线法和变形速度倒数法进行边坡发生时间预测等；使用测量地表破坏声响反射的方法量测地表、地下水运动。但这些方法都是离线式和非实时性的。

在实地应用时，滑坡监测的常用方法大致可分为人工法和仪器测定法两种。人工法主要是依靠经验丰富的技术人员在可能发生滑坡的现场进行实地观侧，在此过程中，技术人员主要利用一些简单的工具如纸带、木条等，将其放置于滑坡地带已出现的裂缝中做为标示。过一段时间后观察标示物是否发生移动，以此判断滑坡是否有继续发展的趋势。这种方法简单易行，但只能在滑坡进人加速变形末期后进行预报。且无法提供具体数据进行未来整体破坏时间预报，是一种较原始的定性监测方法。

为了能够对尚处于初始变形阶段和稳定变形阶段的滑坡进行未来整体破坏时间预报，必须借助于其它多种技术设备，即采用仪器测定法。但是仪器测量法的缺点是若数据的采集不及时，很可能会遗漏掉滑坡发展的重要信息。此外，仪器还很容易受破坏行为的影响或被动物损坏。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种山体滑坡监控***，它采用无线的、分布式的通信网络对山体滑坡监控进行远程监控及跟踪预警。能够有效降低山体滑坡监控和预报中的误报、漏报等现象，从而达到对山体滑坡实时的监测和准确的报警，减小人员伤亡与财产损失。

本实用新型是这样来实现的，它包括测量仪器、集中器、无线通讯模块、通信子***、监控主站与远程信息管理与控制中心。测量仪器通过无线通讯模块与集中器连接，每个集中器上并联多个测量仪器，无线通讯模块之间通过无线网络连接，监控主站与集中器之间通过有线缆连接，监控主站并联多个集中器，监控主站通过通信子***与远程信息管理与控制中心连接。无线通讯模块包括收发器、MAC网卡和网络。收发器通过MAC网卡与网络连接。

本实用新型的优点是：整个***的实现更加简单，效率更高，容错性能更好，适应不同的地理环境以及成本要求，可以根据实际情况灵活组合，数据传递更加及时准确，管理与控制更加方便，可以使监测人员不必亲临现场就可以得到相关数据，保障检测人员的生命安全，测量仪器是埋设在土里，因此不易遭到破坏。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为无线通讯模块的结构示意图。

在图中，1、远程信息管理与控制中心  2、通信子***  3、监控主站  4、集中器  5、无线通讯模块  6、测量仪器  7、网络  8、MAC网卡9、收发器

具体实施方式

如图1所示，它包括测量仪器6、集中器4、无线通讯模块5、通信子***2、监控主站3与远程信息管理与控制中心1，测量仪器6通过无线通讯模块与5集中器连接，每个集中器4上并联多个测量仪器6，无线通讯模块5之间通过无线网络连接，监控主站3与集中器4之间通过有线缆连接，监控主站3并联多个集中器4，监控主站3通过通信子***2与远程信息管理与控制中心1连接。无线通讯模块5包括收发器9、MAC网卡8和网络7，收发器9通过MAC网卡8与网络7连接。

滑坡稳定性的监测涉及到一系列特定的参数及其随时间的变化量，如降雨量、土壤湿度、地下水位及移动特征。其中最重要的两个参数是移动特征和地下水位。滑坡的移动特征则由滑动面的深度、方向、移动量和移动速度来表征。在滑坡地带的坡脚附近易形成应力集中带，是滑坡最易发生变形和破坏的部位，因此将坡脚和坡肩作为重点监测部位，适当加大传感器的埋设密度。

在山体的不同部位放置不同类型的量测仪器6。用来监测滑坡内的地下水位，包括测量大气压和孔底压力的水压测量仪。测量滑坡移动量，包括倾斜仪和斜度仪，测量滑坡移动的方向和速度以及滑动面的深度和延伸面积。测量降雨量。这些量测仪器通过无线通信方式向集中器4发送监控数据。多个集中器4再通过GSM/GPRS通信方式，将数据汇总发送到监控总站3。监控总站3通过GSM/GPRS方式发送数据到远程信息管理与控制中心1。远程信息管理与控制中心1实时在线地检测和分析信号，从而快速确定滑坡中变形、应力的大小，以及失效面的位置，真正实现多点准分布式测量。并且将这些数据处理分析后，向监控总站3发送新的指令，从而达到对滑坡的实时监控与快速预警。

每个集中器4采集多个山体测控点测量仪器6的信息。监控主站3同时控制多个集中器4，向各个集中器4发送传感器设置、采集参数、报警参数等指令，监控主站3的数据通过通信子***2传输至远程信息管理与控制中心1。

测量仪器6包括变形监控(外部变形及内部变形)、渗压监测、渗流量监测、结构应力应变量测、环境监测(包括地下水位、气温、雨量等)，其中最主要的是水、土压力和位移监测。对于一个具体的山体，应该根据该山体的水文、地质、环境、山体本身隐患，选择确定适当的监测项目，在监测项目和布置上作优化设计。对于不同的监测项目，测量仪器类型及型号很多，监测方式各异，为使监测有效可靠，应从先进性、环境适应性、长期运行、能实现自动化数据采集等方面，对传感器进行优化选择。

集中器4是终端通信的中心设备，任务是测量信号进行采集、存储、并发送到监控主站3。主动与每一终端传感器进行数据通信，获取地下水位信息、滑动面的深度、方向、位移和移动速度等信息，并存储数据。测量仪器6的数据传输到集中器4、以及集中器4向测量仪器6发出各种控制指令(如清零、复位等指令)，都是采用无线通信，从而克服了传统布线方式复杂以及线缆等设备容易受到外界损坏的弱点。集中器采用典型的分布式结构，带有自动实时路由功能模块，可实现多级中继。

各个集中器4之间以及集中器4和监控主站3之间具有独立性，可以在主站停机的情况下自行采集和处理数据。

无线通讯模块5汇集了收发与转发功能的无线通讯模块是最重要的单元，其结构原理如图2所示。它嵌入到每一个终端测量仪器6和集中器中4。由于无线通讯模块5都具有转发功能，因此无需独立的中继设备就使得传输距离可以大大增长。各个模块之间可以自动组网相互通信，克服了以往由上而下的结构带来的同级间通信手段和内容匮乏和单一的毛病。最后，山于相应硬件的减少，使得整个采集子***的功能实现更加简单，效率更高，容错性能更好。

通信子***2是利用多种通信信道，把数据传送到远端控制中心1的***。为了适应不同的环境条件以及成本要求，通信子***2的构成有多种方案。

测量仪器6与集中器4之间是无线连接，这样就克服了传统方法必须将电缆线埋在地下，并且要时刻注意防水和防破坏的局限性；集中器4与监控主站3之间、监控主站3与远程信息处理中心1之间，可以灵活采用多种方式：如无线方式，如GSM/GPRS/CDMA/3G/WLAN；或者专用无线通信***，如水文部门专用水文通信***；以及有线方式，如光纤、web、电话网、DDN数据专线通信。

监控主站3的作用是对各个集中器4进行管理和控制、发送和接收采集的信号、评价安全状况、报警、向远程信息中心发送数据。监控主站3包括：监控预警***软件、工控微机(包括扫描、打印机等输入输出设备)、微波(或总线电缆)及通信模块、Modem、电话线路、报警指示灯、防雷装置等。

远程信息管理与控制中心1是整个监控***的最上层。接收监控主站3收集的所有测量仪器6的监控参数与数据库，管理人员利用软件对数据进行汇总和分析，随时分析了解山体坡体各项参数现状，以便做出相应的决策，还可直接向下级集中器4或测量仪器6传感器发出指令，进行远程的安全评价和预测。

Claims (2)

1、一种山体滑坡监控装置，包括测量仪器、集中器、无线通讯模块、通信子***、监控主站与远程信息管理与控制中心，其特征是：测量仪器通过无线通讯模块与集中器连接，每个集中器上并联多个测量仪器，无线通讯模块之间通过无线网络连接，监控主站与集中器之间通过有线缆连接，监控主站并联多个集中器，监控主站通过通信子***与远程信息管理与控制中心连接。

2、根据权利要求1所述的山体滑坡监控装置，其特征是：所述无线通讯模块包括收发器、MAC网卡和网络，收发器通过MAC网卡与网络连接。

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