專利名稱：公路邊坡表面位移遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種公路監(jiān)測裝置，特別是一種公路邊坡表面位移遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于公路邊坡安全運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，目前最常采用的是人工現(xiàn)場監(jiān)測。這種監(jiān)測方法除費(fèi)用高、效率低之外，還不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測。對(duì)營運(yùn)中的公路路基，特別困擾我國公路部門的重大問題有兩方面:一方面是如何構(gòu)建公路邊坡安全狀況評(píng)價(jià)體系，養(yǎng)護(hù)維修部門迫切需要跟據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)模擬交通信號(hào)的方法來維修管理公路邊坡，即何時(shí)亮綠燈、黃燈、紅燈，亮不同燈時(shí)該如何處理或加固公路邊坡等等。另一方面是如何采集公路邊坡的監(jiān)測數(shù)據(jù)？由于目前公路邊坡監(jiān)測通用作法是采用智能化和自動(dòng)化程度低的儀器設(shè)備進(jìn)行定點(diǎn)現(xiàn)場跟蹤監(jiān)測，完全依賴人工操作，這種監(jiān)測方法一定程度上會(huì)受到地形條件、人為因素及天氣因素等的制約，特別是營運(yùn)中的公路邊坡監(jiān)測中的安全性難以保證，從而會(huì)使監(jiān)測結(jié)果的可靠性受到一定程度的影響，另外，當(dāng)監(jiān)測頻率較大時(shí)，將會(huì)使監(jiān)測費(fèi)用大為增加，而當(dāng)監(jiān)測頻率較小時(shí)，兩次現(xiàn)場監(jiān)測之間的公路邊坡變形數(shù)據(jù)就會(huì)缺失，從而對(duì)公路邊坡安全情況的認(rèn)識(shí)帶來困難。因此，養(yǎng)護(hù)維修部門迫切需要利用現(xiàn)有的高科技技術(shù)對(duì)公路邊坡進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是提供一種公路邊坡表面位移遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測裝置，它可以長期并持續(xù)的測定邊坡到激光測距傳感器間的距離，為邊坡穩(wěn)定安全評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本實(shí)用新型的目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它包括有激光測距傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、無線通信模塊和電源模塊；激光測距傳感器，用于采集激光測距傳感器到邊坡表面固定監(jiān)測點(diǎn)的距離信息；數(shù)據(jù)采集模塊，對(duì)激光測距傳感器采集到的信息進(jìn)行處理并儲(chǔ)存；通信模塊，將數(shù)據(jù)采集模塊輸出的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，并接收遠(yuǎn)程監(jiān)控中心發(fā)送的控制信息；電源模塊，提供工作電源。進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括有處理器和存貯器，處理器將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至存貯器和通信模塊。進(jìn)一步，所述通信模塊為GPRS收發(fā)裝置。進(jìn)一步，所述電源模塊包括有太陽能電池組和蓄電池。由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn):激光測距傳感器采集傳感器到邊坡表面監(jiān)測點(diǎn)的距離信息，數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)采集到的信息進(jìn)行處理，根據(jù)監(jiān)測線的仰角與邊坡走向的夾角，換算出邊坡直面的表面位置，通過通信模塊將信息發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)位移超過預(yù)設(shè)范圍時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本和使用成本低廉，對(duì)邊坡進(jìn)表面位移行全自動(dòng)化監(jiān)測，節(jié)省大量人力物力。本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實(shí)用新型的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本實(shí)用新型的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書和權(quán)利要求書來實(shí)現(xiàn)和獲得。

本實(shí)用新型的附圖說明如下。圖1為本實(shí)用新型的工作狀態(tài)示意圖；圖2為本實(shí)用新型工作流程框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。公路邊坡表面位移遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測裝置，包括有激光測距傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、無線通信模塊和電源模塊；激光測距傳感器，用于采集激光測距傳感器到邊坡表面固定監(jiān)測點(diǎn)的距離信息；數(shù)據(jù)采集模塊，對(duì)激光測距傳感器采集到的信息進(jìn)行處理并儲(chǔ)存；通信模塊，將數(shù)據(jù)采集模塊輸出的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，并接收遠(yuǎn)程監(jiān)控中心發(fā)送的控制信息；電源模塊，提供工作電源。邊坡變形破壞的關(guān)鍵部分即為其變形監(jiān)測的重點(diǎn)區(qū)域，通過對(duì)邊坡所在路段的地質(zhì)地形條件調(diào)查，如查閱相關(guān)勘察設(shè)計(jì)資料和以往的監(jiān)測資料等，采用理論分析、數(shù)值模擬等進(jìn)行邊坡變形穩(wěn)定分析，確定邊坡變形發(fā)展基本規(guī)律?；诜治鼋Y(jié)果進(jìn)行邊坡現(xiàn)場監(jiān)測方案的設(shè)計(jì)，對(duì)邊坡變形失穩(wěn)模式及安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行綜合分析，確定邊坡安全監(jiān)測的關(guān)鍵監(jiān)測部位與監(jiān)測點(diǎn)，并指導(dǎo)制定工程安全監(jiān)測方案。工作時(shí)，在目標(biāo)邊坡體外穩(wěn)定地帶，建一個(gè)基準(zhǔn)平臺(tái)，安放激光測距傳感器，將激光測距傳感器被監(jiān)測邊坡上的監(jiān)測點(diǎn)。先由激光測距傳感器的激光二極管對(duì)準(zhǔn)邊坡發(fā)射激光脈沖，經(jīng)邊坡反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到激光傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管能檢測極其微弱的光信號(hào)，記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時(shí)間，即可測定邊坡表面監(jiān)測點(diǎn)到激光測距傳感器間的距離。進(jìn)行長期、持續(xù)監(jiān)測，即可獲取邊坡表面變形的發(fā)展情況，從而為邊坡穩(wěn)定安全評(píng)價(jià)提供直觀的參考數(shù)據(jù)。在對(duì)邊坡其變形失穩(wěn)的危險(xiǎn)性和變形失穩(wěn)破壞后的危害程度進(jìn)行評(píng)估，結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立典型公路路基與邊坡安全狀況分級(jí)系統(tǒng)。根據(jù)邊坡安全狀況分級(jí)，對(duì)其發(fā)生失穩(wěn)破壞的概率進(jìn)行分析與預(yù)測，并確定臨界預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)臨界指標(biāo)進(jìn)行安全預(yù)警分級(jí)。當(dāng)邊坡監(jiān)測到的變形及變形速率達(dá)到不同范圍時(shí)，根據(jù)事先設(shè)定的變形或變形速率的臨界值及時(shí)發(fā)出預(yù)警。數(shù)據(jù)采集模塊包括有處理器和存貯器，處理器將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至存貯器和通信模塊。采用激光沿路傳感器相配套的傳感器集成器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集:傳感器集成器可接多路激光測距傳感器，進(jìn)行監(jiān)測指令的發(fā)送和監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集、存貯，可以保證高速測量方式下數(shù)據(jù)不丟失。通信模塊為GPRS收發(fā)裝置。GPRS (General Packet Radio Service)即通用分組無線業(yè)務(wù)，是現(xiàn)階段解決移動(dòng)通信信息服務(wù)的一種較完善的技術(shù)方案，較完美地結(jié)合了移動(dòng)通信技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)，幾乎可以應(yīng)用于所有中低速率的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。采用GPRS進(jìn)行邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測的數(shù)據(jù)傳輸方式，具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、終端實(shí)時(shí)在線、接入速度快、傳輸速率高、費(fèi)用低等特點(diǎn)。電源模塊包括有太陽能電池組和蓄電池。在野外高邊坡或滑坡體安裝監(jiān)測儀器后，由于地勢險(xiǎn)要，場地有限，現(xiàn)場大多無法提供便利、安全的人行通道及配套供電設(shè)施，特別是在汛期或梅雨季節(jié)需要加密監(jiān)測時(shí)，對(duì)供電要求更高。當(dāng)現(xiàn)場無外接電力線路時(shí)，需要選用太陽能電池組與蓄電池組合供電的方式。激光測距傳感器可以是一個(gè)或一個(gè)以上。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.公路邊坡表面位移遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述裝置包括有激光測距傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、無線通信模塊和電源模塊； 激光測距傳感器，用于采集激光測距傳感器到邊坡表面固定監(jiān)測點(diǎn)的距離信息； 數(shù)據(jù)采集模塊，對(duì)激光測距傳感器采集到的信息進(jìn)行處理并儲(chǔ)存； 通信模塊，將數(shù)據(jù)采集模塊輸出的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，并接收遠(yuǎn)程監(jiān)控中心發(fā)送的控制信息； 電源模塊，提供工作電源。
2.如權(quán)利要求1所述的公路邊坡表面位移遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集模塊包括有處理器和存貯器，處理器將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至存貯器和通信模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的公路邊坡表面位移遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述通信模塊為GPRS收發(fā)裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的公路邊坡表面位移遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述電源模塊包括有太陽能電池組和蓄電池。
5.如權(quán)利要求1所述的公路邊坡表面位移遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述激光測距傳感器為一個(gè)以上。
專利摘要公路邊坡表面位移遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測裝置，包括有激光測距傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、無線通信模塊和電源模塊。激光測距傳感器采集傳感器到邊坡表面監(jiān)測點(diǎn)的距離信息，數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)采集到的信息進(jìn)行處理，通過通信模塊將信息發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)激光測距傳感器與邊坡表面監(jiān)測點(diǎn)間的監(jiān)測線的仰角與邊坡走向與傾向間的夾角，換算出邊坡表面的表面位移，當(dāng)位移超過預(yù)設(shè)范圍時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本和使用成本低廉，對(duì)邊坡表面位移進(jìn)行遠(yuǎn)程全自動(dòng)化監(jiān)測，節(jié)省大量人力物力。
文檔編號(hào)G08C17/02GK203011344SQ20132000854
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者閻宗嶺, 李聰, 賈學(xué)明, 柴賀軍, 陶麗娜 申請(qǐng)人:招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司