地灾斜坡位移与倾斜在线监测方案
时间:2025-04-09
涉川
一、方案背景
地质灾害(滑坡、崩塌、地裂缝等)严重威胁山区公路、铁路、水库、边坡工程及村镇安全。传统人工巡查手段效率低、精度不足,易错过灾害初期征兆。本方案通过部署位移监测仪、倾角传感器与边缘智能终端,结合4G通信技术,实现对斜坡结构变形趋势的自动感知、远程查看与超限预警,大幅提高监测效率与响应速度。
二、系统目标
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实时监测斜坡表层及结构体的位移变化与倾斜角度;
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判断滑坡、沉降、鼓胀等潜在地质灾害征兆;
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提供远程可视化监控平台,支持手机小程序、Web端查看;
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触发超限自动预警,通过短信/微信/APP推送;
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支持多点部署与数据联动管理。
三、监测对象与参数
监测对象
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监测参数
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斜坡表面变形
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水平/垂直位移(mm)
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边坡倾斜变化
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横滚角、俯仰角(°)
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土体滑移趋势
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位移累计量、速度变化
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深层位移变化(可拓展)
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渗压、水位、裂缝开合、土壤含水率
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四、系统组成
1. 核心设备模块
模块
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功能
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倾角传感器
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监测结构体的倾斜角度变化,三轴输出
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位移计(拉线/光纤)
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监测边坡水平或垂直位移,精度高
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数据采集主控终端
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接入传感器信号,边缘处理+4G通信上传
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太阳能供电系统
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实现无人值守场景下连续供电
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云平台 / 小程序
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实时数据展示、曲线分析、告警联动管理
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五、技术参数(示意)
参数类型
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典型指标(可定制)
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倾角传感器
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量程 ±30°~±90°,精度 ±0.05°~±0.1°
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位移传感器
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量程 0–500mm/1000mm/2000mm,精度 ±0.1mm
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采集频率
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1次/分钟~1次/小时可设定
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通信方式
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4G LTE(可选 NB-IoT/北斗备份)
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电源系统
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太阳能板≥20W + 电池≥10Ah,续航≥7天
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存储与缓存
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本地缓存 ≥8GB,支持掉线续传
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防护等级
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IP65–IP68(室外防护),抗风抗雨抗晒
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六、监测原理
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倾角监测:基于MEMS三轴倾角传感器,实时输出斜坡/挡墙/桩体倾角,反映整体变形趋势。
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位移监测:采用高精度位移计(拉线式、光纤式、激光式可选)监测水平/垂直方向的形变。
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边缘计算:在终端本地实现异常判断、采样优化、超限记录等基础智能处理。
七、功能模块说明
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实时监测
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自动采集斜坡多点倾斜角、位移量;
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数据上报频率可配置,适应静态与动态滑坡体;
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远程可视化
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手机小程序 / Web平台 实时展示监测值、趋势图、分布图;
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每个点位支持图片、地图定位、告警历史查看;
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告警系统
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多级阈值设定(如位移速率 > 某值触发黄色/红色告警);
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通过短信、微信、APP等方式推送;
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可联动视频/广播等本地应急系统;
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数据分析
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趋势拟合、累积位移曲线、速度变化图;
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支持Excel报表导出,供专家分析;
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八、部署方式
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边坡表面布点:安装倾角仪与位移计在不同高程,反映整体变形分布;
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支护结构布设:在锚杆、挡墙、桩体等位置布设倾角/应力/位移传感器;
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布线布电:采用太阳能供电+4G通信,布线量少,适合偏远山区部署;
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多点组网:多个点位通过平台统一接入,实现片区监测联动。
九、系统优势
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无人值守运行:太阳能供电+4G上传,适合长期野外部署;
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高精度感知能力:毫米级位移识别,适应缓变型滑坡;
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远程管理便捷:手机/电脑随时查看、配置、接收告警;
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多样化传感拓展:支持接入土壤含水率、裂缝计、渗压计等;
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本地边缘智能判断:离线状态下仍可存储判断异常并补传;
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快速部署与灵活组网:即插即用,适配不同地形与灾害类型。
十、应用场景
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高速公路、铁路沿线边坡/滑坡体监测
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地质灾害隐患点与崩塌体稳定性监测
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水库坝体、库岸边坡沉降变形监测
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采矿区边坡与排土场稳定性监测
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城镇周边滑坡体/山体居民点预警监测
十一、效益分析
项目
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效益说明
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灾害预警
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通过位移速率与角度变化捕捉初始变形征兆,提前预警
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安全保障
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避免重大人员伤亡和财产损失
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降低运维成本
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减少人工巡查,系统自动记录、分析、告警
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科学决策
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为工程评估、加固治理、应急响应提供数据支持
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多级联动
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支持平台化管理,便于对接应急指挥系统
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十二、案例示例(参考)
四川某山区滑坡体部署此系统,安装6个倾角传感器与3个位移计。通过手机平台实时监测累计位移及倾角波动,提前5天识别滑坡前兆,实现预警下达并紧急转移60余人,避免人员伤亡。
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