光纖傳感邊坡監測預警系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種光纖傳感邊坡監測預警系統，包括滾石監測模塊、浸潤線監測模塊、變形監測模塊、視頻監測模塊、分布式光纖應變分析儀、光纖周界安防分析儀、光纖光柵解調儀、硬盤錄像機、工控機、遠程服務器、WEB信息發布系統。本實用新型通過滾石監測模塊、浸潤線監測模塊、變形監測模塊、視頻監測模塊將傳感數據通過對應的解調主機，并將解調數據傳輸至遠程服務器，遠程服務器接收并存儲現場監控子系統上傳的數據，產生評估報告、月度報告和突發事件報告，并產生養護管理維修指導建議和維修實施，WEB信息發布系統根據安全評估結果進行相應預警，監測數據更為全面，而且具有預警發布能力，可為決策者提供實時監測和警報信息。
【專利說明】
光纖傳感邊坡監測預警系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及邊坡工程安全監測技術領域，具體是一種光纖傳感邊坡監測預警系統。
【背景技術】
[0002]邊坡的穩定決定人類的生存條件與生存環境，它們的變形和失穩都會給人類的生命和財產造成直接性的災害，據不完全統計，近十年來滑坡對我國經濟造成的直接損失達25億-40億元。邊坡滑坡已經引起了全世界的極大關注，各種各樣的監測技術也不斷涌現。我國在2004年首次將分布式光纖傳感技術應用于滑坡監測并取得顯著的成果之后，引起了國內學者對分布式光纖傳感技術在邊坡監測中應用的廣泛關注。
[0003]但是，現有的邊坡監測系統一般具有特定的檢測功能，例如滾石監測或者浸潤線監測，這樣只能獲得邊坡的部分狀態數據，其沒有充分考慮工程的實際特點，不能全面準確地反映邊坡的當前狀態，而且現有邊坡監測系統只有數據采集，沒有預警發布能力，不具備為各級安全生產管理提供實時信息服務，為決策者提供科學信息的能力。
【發明內容】
[0004]針對現有技術存在的上述不足，本實用新型提供一種光纖傳感邊坡監測預警系統，可以對邊坡進行全方位的滾石監測、浸潤線監測、變形監測和視頻監測，監測數據更為全面，而且具有預警發布能力，可為決策者提供實時監測和警報信息。
[0005]—種光纖傳感邊坡監測預警系統，包括滾石監測模塊、浸潤線監測模塊、變形監測模塊、視頻監測模塊、分布式光纖應變分析儀、光纖周界安防分析儀、光纖光柵解調儀、硬盤錄像機、工控機、遠程服務器、WEB信息發布系統，滾石監測模塊包括安裝在邊坡防護柵欄上的應變傳感光纜和分布式振動傳感光纜，應變傳感光纜和分布式振動傳感光纜分別與分布式光纖應變分析儀和光纖周界安防分析儀連接，所述浸潤線監測模塊為至少兩個埋設在邊坡不同深度的光纖光柵滲壓傳感器，所述變形監測模塊包括與光纖光柵解調儀連接的光纖光柵傾角儀和光纖光柵靜力水準儀，視頻監測模塊為與硬盤錄像機連接的攝像機，分布式光纖應變分析儀、光纖周界安防分析儀、光纖光柵解調儀、硬盤錄像機與工控機連接，工控機通過通信網絡與遠程服務器連接，遠程服務器與WEB信息發布系統連接。
[0006]進一步的，至少兩個光纖光柵滲壓傳感器通過測壓管埋設在邊坡不同深度。
[0007]進一步的，多個光纖光柵傾角儀安裝在邊皮的鉆孔內，相鄰兩個光柵傾角儀之間通過連接管連接。
[0008]本實用新型通過現場監控子系統，即滾石監測模塊、浸潤線監測模塊、變形監測模塊、視頻監測模塊將傳感數據通過對應的解調主機(分布式光纖應變分析儀、光纖周界安防分析儀、光纖光柵解調儀、硬盤錄像機)進行解調，并將解調數據傳輸至遠程服務器，遠程服務器接收并存儲現場監控子系統上傳的數據，產生評估報告、月度報告和突發事件報告，并產生養護管理維修指導建議和維修實施，WEB信息發布系統根據安全評估結果進行相應預警，當建筑的安全狀態出現異常就會觸發聲光報警與短信報警，相比現有技術監測數據更為全面，而且具有預警發布能力，可為決策者提供實時監測和警報信息。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型光纖傳感邊坡監測預警系統的結構示意圖；
[0010]圖2是本實用新型中進行滾石監測時裝置的安裝示意圖；
[0011]圖3是本實用新型中進行浸潤線監測時裝置的安裝示意圖；
[0012]圖4是本實用新型中進行水平位移的監測時裝置的安裝示意圖。
[0013]圖中:11一應變傳感光纜，12—分布式振動傳感光纜，13—邊坡防護柵欄，14一柵欄粧，15—土壤或混凝土，21—光纖光柵滲壓傳感器，22—測壓管，23—浸潤線，31—光纖光柵傾角儀，32—光纖光柵靜力水準儀，33—導輪，34—測斜管，35—回填物，36—連接管，41 一攝像機，5—分布式光纖應變分析儀，6—光纖周界安防分析儀，7—光纖光柵解調儀，8—硬盤錄像機，9一工控機，10一遠程服務器，20一WEBfg息發布系統。
【具體實施方式】
[0014]下面將結合本實用新型中的附圖，對本實用新型中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0015]圖1所示為本實用新型光纖傳感邊坡監測預警系統的結構示意圖，所述光纖傳感邊坡監測預警系統包括滾石監測模塊、浸潤線監測模塊、變形監測模塊、視頻監測模塊這四個監測模塊以及分別與之對應連接的分析儀和視頻存儲裝置。
[0016]請結合參考圖2，所述滾石監測模塊包括應變傳感光纜11和分布式振動傳感光纜12，應變傳感光纜11和分布式振動傳感光纜12分別與分布式光纖應變分析儀5和光纖周界安防分析儀6連接。
[0017]在邊坡表面安裝邊坡防護柵欄13，一方面用于阻擋邊坡的滾石砸壞交通設施，一方面用于傳遞滾石擊打護欄因其的振動。在邊坡防護柵欄13上安裝兩道分布式振動傳感光纜12，在邊坡防護柵欄13底部安裝一道應變傳感光纜U。當有滾石擊打在邊坡防護柵欄13時，邊坡防護柵欄13將擊打產生的振動傳遞于分布式振動傳感光纜12。應變傳感光纜11能夠監測滾石積累產生的柵欄變形和邊坡的表面位移。應變傳感光纜11和分布式振動傳感光纜12分別將監測的振動和位移數據傳送給分布式光纖應變分析儀5和光纖周界安防分析儀6，實現邊坡滾石的在線監測。
[0018]所述浸潤線監測模塊為光纖光柵滲壓傳感器21，光纖光柵滲壓傳感器21與光纖光柵解調儀7連接，請結合參考圖3，至少兩個光纖光柵滲壓傳感器21通過測壓管22埋設在邊坡不同深度，測壓管22深度(點位埋深)應參考實際孔隙水壓力深度確定。通過安裝測壓管22和光纖光柵滲壓傳感器21對地下水位進行監測，通過多個傳感器的監測數據來繪制出邊坡的浸潤線23。監測點位橫向布置宜選在有代表性且能控制主要滲流情況區域，一般不少于2個，并盡量與位移監測斷面相結合。
[0019]所述變形監測模塊包括光纖光柵傾角儀31和光纖光柵靜力水準儀32，其中光纖光柵傾角儀31用于進行水平位移的監測，光纖光柵靜力水準儀32用于進行地表沉降監測，光纖光柵傾角儀31和光纖光柵靜力水準儀32與光纖光柵解調儀7連接。
[0020]其中水平位移監測是采用多層傾角監測方式，通過計算每層的位移，最后累加成內部/頂端的水平位移，如圖4所示。首先在邊坡監測位置鉆孔，鉆孔深度到高邊坡內部穩定部位(即土質比較堅硬的部位)，然后在鉆孔中裝入光纖光柵傾角儀31，把最下面點作為固定點，從而監測邊坡結構內部的傾斜狀態。在鉆孔內安裝多個光纖光柵傾角儀31可以更加準確的監測壩體內部變形情況，相鄰兩個光柵傾角儀31之間通過連接管36連接。光柵傾角儀31兩側設有導輪33，便于將光柵傾角儀31順利插入鉆孔的回填物35。
[0021]光纖光柵靜力水準儀32是利用連通液的原理，多個靜力水準儀和儲液罐的液面總是在同一水平面，通過測量各個靜力水準儀的液面高度，可以得出各個靜力水準儀的相對差異沉降。根據實際情況在邊皮上設置沉降觀測點，在觀測點制作觀測混凝土基臺，將光纖光柵靜力水準儀32安裝于基臺，通過液體連通管把各個觀測點的靜力水準儀進行串聯，調整靜力水準儀的高度，盡量確保靜力水準儀處于一致高度。
[0022]視頻監測模塊為攝像機41，攝像機41與硬盤錄像機8連接，在邊坡上選擇若干個視頻觀測點，用于輔助邊坡監測。視頻觀測可直接查看現場情況，在滾石監測板塊報警時，可以通過視頻輔助來查看滾石尺寸和柵欄擊打狀態，同時可以查看邊坡設備是否遭受自然或人為的破壞。
[0023]如圖1所示，分布式光纖應變分析儀5、光纖周界安防分析儀6光纖光柵解調儀7、硬盤錄像機8與工控機9連接，將測得的欄變形和邊坡的表面位移數據(滾石監測數據)地下水位數據(浸潤線監測數據)、水平位移數據、地表沉降數據(變形監測數據)以及視頻監控數據傳送至工控機9，工控機9通過通信網絡(例如3G無線通信網絡)與遠程服務器10連接，遠程服務器10與WEB信息發布系統20連接，這樣滾石監測數據、浸潤線監測數據、浸潤線監測模塊、變形監測數據、視頻監控數據最終傳送至遠程服務器10進行數據的實時顯示、分析，對數據進行各類分析處理，主要有:數據的統計分析、結構參數識別、結構的安全評估等功能，對故障設備元件以報表形式提出，提示進行檢查或維修，通過WEB信息發布系統20發布實時監控信息，同時在監測出數據超過危險閾值時，還可通過WEB信息發布系統20發出預警信息，為各級安全生產管理提供實時監測和警報信息。
【主權項】
1.一種光纖傳感邊坡監測預警系統，其特征在于:包括滾石監測模塊、浸潤線監測模塊、變形監測模塊、視頻監測模塊、分布式光纖應變分析儀(5)、光纖周界安防分析儀(6)、光纖光柵解調儀⑴、硬盤錄像機⑶、工控機(9)、遠程服務器(10)、WEB信息發布系統(20)，滾石監測模塊包括安裝在邊坡防護柵欄(13)上的應變傳感光纜(11)和分布式振動傳感光纜(12)，應變傳感光纜(II)和分布式振動傳感光纜(12)分別與分布式光纖應變分析儀(5)和光纖周界安防分析儀(6)連接，所述浸潤線監測模塊為至少兩個埋設在邊坡不同深度的光纖光柵滲壓傳感器(21)，光纖光柵滲壓傳感器(21)與光纖光柵解調儀(7)連接，所述變形監測模塊包括與光纖光柵解調儀(7)連接的光纖光柵傾角儀(31)和光纖光柵靜力水準儀(32)，視頻監測模塊為與硬盤錄像機(8)連接的攝像機(41)，分布式光纖應變分析儀(5)、光纖周界安防分析儀(6)、光纖光柵解調儀(7)、硬盤錄像機(8)與工控機(9)連接，工控機(9)通過通信網絡與遠程服務器(10)連接，遠程服務器(10)與WEB信息發布系統(20)連接。2.如權利要求1所述的光纖傳感邊坡監測預警系統，其特征在于:至少兩個光纖光柵滲壓傳感器(21)通過測壓管(22)埋設在邊坡不同深度。3.如權利要求1所述的光纖傳感邊坡監測預警系統，其特征在于:多個光纖光柵傾角儀(31)安裝在邊皮的鉆孔內，相鄰兩個光柵傾角儀(31)之間通過連接管(36)連接。
【文檔編號】G08B21/10GK205665842SQ201620456921
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月19日
【發明人】張超, 馮松彬, 王鐸
【申請人】湖北華銳新能電業科技有限公司