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自动化监测系统在高危边坡监测工程中的应用

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自动化监测系统在高危边坡监测工程中的应用

摘要：近年来，随着我国工程建设和资源开发力度的不断加快，形成了大量的高危边坡，特别是在暴雨季节，崩塌滑坡事故时常发生，严重的会导致大型泥石流灾害，给人民群众的生命和财产安全带来严重的威胁，高危边坡坍塌突发性强且危害巨大，目前已被列入常见的地质灾害类型。为了保证边坡坡脚相关区域内人员和设施的安全，急需对高危边坡进行监测预警工作，通过监测随时掌握边坡岩土层变形的变化情况，根据监测结果及时分析边坡的稳定性并提前采取有效措施，为下一步边坡的治理提供重要依据。

关键词：自动化监测系统；高危边坡监测；应用

1自动化监测系统简述

自动化监测系统由数据采集装置（GPS监测站、雨量计、裂缝计、地下水位计、测量机器人以及测斜仪）、数据处理中心、监控中心以及供电防雷设施等组成，该系统集成了测量机器人自动化监测技术、单基站GNSS实时差分技术、多传感器监测技术来采集边坡表面和深层变形数据，采集的数据经由数据远程传输装置发送到数据处理中心的云端服务器，数据处理中心采用Silverligh边坡监测平台，该平台采用C/S架构，通过对GNSS数据进行解算、前端Web发布，监测人员就可以在远离边坡的监控中心进行远程实时监测，极大地提高了监测数据的管理、传输以及处理能力，实现了边坡监测的高度自动化和智能化。

2自动化监测系统功能

2.1地表位移监测

地表位移监测是指在能反应边坡变形动态的位置布置地表位移监测点，可采用极坐标法、角度交会、边角网、GPS等方法。通过采集数据、处理分析坡面几何外观的变化，绘制坡面各点水平向位移变化及竖直向位移变化情况，从而了解边坡滑动范围和滑动规模情况，及时提供预警信息，这是一种最直接的宏观监测技术方法。地表位移监测内容包括边坡地表的平面位移及沉降监测，变形速率，其中边坡的地表位移监测采用GPS连续自动监测系统进行监测；为评价边坡稳定性提供依据。

2.2边坡深部位移监测

采用滑移式测斜仪法可以对边坡岩土体内部滑动面位移矢量的进行监测。在钻孔内埋设测斜管设备，用测斜仪测量测斜管随岩土体深部位移及方向，观测岩土体深部位移随钻孔深度逐点连续的位移变化，由此生成位移－深度关系曲线图，通过该曲线图找到滑动面的准确位置，进一步判断滑动面的位移、大小及位移速率，做到实时监控及合理指导施工。

2.3地下水位动态监测

利用原有勘察钻孔或监测工作增加的钻孔中，对钻孔地下水位进行测量，观测地下水位变化、降雨及深部位移变化的关系，评价地下水位对位移的影响及边坡排水系统的有效性。

2.4地表裂缝位错监测

对存在于地表的滑坡裂缝进行位错监测，采用裂缝两侧埋设观测桩，采用钢尺定期测量的方法（也可采用裂缝计），最直观和快速的监测技术手段，使用设备监测滑坡裂缝大小、方向，主要针对正在治理的边坡，对施工安全监控起到预报作用。

3工程应用

3.1工程概况

某边坡为人工开挖山体形成的岩质边坡，高度约76.0m，宽度约200.0m，坡面倾角60—70°。目前，边坡顶部出现多条张裂缝，且张裂缝延沿主控结构面有进一步变宽和扩展趋势，张裂缝向坡体纵深发展形成滑动面的趋势明显，且坡面浅层岩土体多呈碎散状，稳定性极差。在汛期降水作用下，随时可能发生崩塌滑坡，潜在崩滑体位置距离边坡坡脚高差约76.0m，属于高位崩塌滑坡，初步估算崩滑体积为5×104—1.5×105m3，坡脚受崩滑危害范围为坡脚以外约100m，预测发生崩塌滑坡的危险性大，危害程度大，险情等级为大型，急需对该边坡进行自动化监测预警工作。

3.2监测点布设与数据采集

考虑到边坡可能形成的滑动带是本次监测的重点区域，计划在该区域的每个平台的外侧和内侧各布设3个监测点，观测点间距为15—30m。监测点的布设采用电锤在花岗岩上打孔，然后埋入观测小棱镜。监测点布置完毕后，在其周边做明显的标志和警示，并通知现场各方注意巡视和保护。经过试运行，本系统各项指标均符合设计要求，且供电、传输稳定，采集的数据有效可靠。本次监测周期为360天，监测频率设置为1小时采集一次数据，累计监测8640次。采集的数据通过监测平台进行自动化平差处理，再经叠值分析后自动生成各期的变形量以及累积变形量，并可根据选择生成每个监测点的二维或三维图，计算出位移参考线，实时反映出高危边坡的变形趋势。

3.3监测分析

通过对测量机器人自动化监测、GNSS实时差分监测到多传感器监测（GPS监测站、雨量计、裂缝计、地下水位计、测量机器人以及测斜仪）的监测成果以及监测曲线图分析后得出本边坡体总体上趋于稳定状态。各项监测结果都和雨量监测数据存在很大关联性，在遇到暴雨和强降雨天气时各项监测数据的变化基本一致，但数据累计变形量不大，反映出本边坡还是有一定的下滑趋势，恶劣天气时需要增加监测的频率，出现异常立即采取危险报警机制。

本次监测采用TS50测量机器人对布设在坡体的GNSS监测点同步进行观测，通过比对两者监测的数据差异不大，进一步验证了该系统监测的数据可靠性较高、信号传输稳定，可满足高危边坡监测的需要。测量机器人（MeasurementRobot）是智能型全站仪的俗称，其集超高精度全站仪技术、高分辨率数字图像技术以及超镜站仪技术于一身，通过在全站仪的水平垂直两个方向安装CCD传感器和驱动马达，可自动搜索、捕捉和照准目标点，并自动进行测角、测距和记录，从而获取空间位置点的三维坐标信息。测量机器人自带三维变形监测机载软件，不仅提供了便捷、高效的自动化监测手段，还可将外业数据通过CF卡导入进行平差分析，生成各种数据报表和监测数据变化趋势图，方便管理人员进行变形回归分析，从而及时发现安全隐患，大大降低了监测工作的强度，提高了工作效率。

3.4GNSS实时差分技术

GNSS实时差分技术具有高精度、高效率、可全天候观测等优势，近十多年的实践证明，应用该技术测量点位的平面精度达到1-2mm，高程精度达到2-4mm，可以满足高精度形变监测的需要。利用GNSS实时差分技术进行监测时，将1台GNSS接收机作为基准站安置在远离形变区的稳固位置，其他多台GNSS接收机作为监测站安置在坡体形变区，基准站和监测站以载波相位作为观测量同步观测卫星，利用单差、双差和三差等多种形式，消除或减弱观测量组合误差，监测站则通过无线传输模块将原始监测数据传输到数据采集模块，数据采集模块再将所有数据汇总传输到监控中心进行实时差分计算从而得出监测值。

3.5多传感器监测技术

本监测系统的核心是以形变监测为主，同时还需要建立以固定测斜仪、水位计、裂缝计和雨量计等多传感器监测手段为辅的立体监测手段。该监测系统由多传感器、数据采集装置、供电防雷系统、数据传输装置以及数据处理中心组成。各种传感器采用数据线与数据采集和传输单元进行发射和接收，再通过无线网络将监测得到的位移、水位、裂缝、降雨量值传输到数据处理中心，保证了数据传输的实时和准确。

4结束语

本文基于测量机器人自动化监测、GNSS实时差分监测、多传感器监测三种关键技术，利用现代数据传输体系建立了高危边坡自动化监测系统，可对边坡变形数据进行多维度分析，以更宽的视角及时反映出边坡变形部位，确保了高危坡体及周边的安全，实现了边坡监测的智能化管理。 参考文献

[1]高危边坡变形监测与预警系统研究[J].周明,邱凌云.测绘地理信息.2018(03)

[2]威远县地质灾害自动化监测系统的应用研究[J].何超红,黎张.四川地质学报.2021(03)

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高边坡远程自动化安全监测系统

高边坡远程自动化安全监测系统

高边坡远程自动化安全监测系统

对于自然或人工的边坡及大坝等重要建筑物的变形监测,通常有常规监测和GPS监测两种方法。常规监测方法是使用经纬仪、测距仪或全站仪等仪器,采用前方交会、边角网、极坐标差分等方法获取监测点观测数据，并通过相应的数据处理方法获得监测点的位移量；GPS监测法是将GPS接收机分别安置在基准站和监测点上，观测相同卫星载波测量值，利用载波相位的差分观测值，获得高精度的基线向量，从而获得监测点相对基准点的三维位移量。

常规监测方法的优点是观测数据直观可靠，短距离获得的精度高、投资少。但缺点是受通视条件、气象条件以及施工干扰的影响，在进行长距离监测时精度较差并且很难提高。但大坝修筑的山区峡谷地带气候复杂多变，每到雨季更有湿度大，雾气大的特点，使得常规的监测方法在雨季这样监测的重要时期不具备实效性。而GPS卫星定位技术不受天气的干扰，点位间毋需通视，容易实施长距离的精确定位。此外GPS所具有精度高、速度快等优点，是常规监测方法难以比拟的，它已成为当今最先进的形变监测手段。随着新型GPS接收机的开发和数据处理技术的不断提高，GPS快速静态定位的精度在短距离〔10km〕范围内的精度可以到达1～3mm，大大提高了变形监测的精度。

GPS作为一种高新技术，在我国水电工程建设中已获得了一些应用，但在大坝、边坡安全监测中应用却是个十分薄弱的环节。影响GPS技术广泛应用于安全监测系统的最大障碍是昂贵的费用。由于监测点和基准站上都需要安置接收机，当在大坝、边坡这样大范围区域实施监测时，需要布设的测点很多，因此投入成本很大。假设采用分批观测方法又需要较长周期。因此极大制约GPS在该领域的发展。

针对GPS在安全监测中存在的问题，我们提出了GPS一机多天线思想,并研究开发了GPS一机多天线控制器，使一台GPS接收机能互不干扰的连接多个天线。在这种体系下，每个监测点上只安装GPS天线，而不需安装接收机,从而极大地降低了安全监测系统的造价。该项技术开发为大坝、高边坡利用GPS进行安全监测创造了极为良好的条件，也使GPS技术在水利水电工程中拥有了更为广阔的应用前景。

自动化监测在发射台监测系统中的应用

自动化监测在发射台监测系统中的应用

2018年22期应用科技科技创新与应用TechnologyInnovationandApplication自动化监测在发射台监测系统中的应用高利和（国家新闻出版广电总局中央广播电视塔，北京100142）

随着近年来我国广播电视事业的飞速发展，加之科技水平与计算机网络技术的全面进步，各类新型理念、方法与模式在广播电视行业得到了有效应用，也为调频广播、电视发射台站的信息化建设奠定了良好基础。基于当前的市场环境之下，调频广播、电视发射台要想实现长效型发展，则需要重视技术创新，通过技术发展领域的不断拓展去实现自动化信息平台的构建，以此去提升广播电视播出质量，助推当前行业更快更好地发展。1发射台自动化监测系统的应用原则为了保证发射台信号所出现的故障能够及时被发现，全面提升节目播出安全性，在应用发射台自动化监测系统时需要遵从以下几点原则：（1）稳定安全性。为确保整个发射台监测系统的稳定安全，需要对信号监测、设备监测以及故障预警等采取嵌入式一体化设备，并且保证所有模块都能够支持热拔插；（2）流程简化性。自动化监测系统应采用简洁明了的流程设计，在关键的节点对信号传输、设备运行、环境等数据进行监测。自动化系统相对播出系统独立、自动化系统检修或者故障不影响播出系统的安全运行。（3）运维便捷性。针对监测子系统的运维工作，应当促使系统设备能够自查与故障报警，具体的故障排除工作也仅需要替换模块便可；（4）标准规范性。监测系统的硬件设备接口在设计中都需按照国家标准执行，相关协议都应基于广电总局的开放式标准；（5）系统拓展性。监测系统前端需要应用全IP模式，确保数字、模拟以及广播信号都能够正常输入，通过分布式监测模式的布置，以开放协调去保证其他软件及设备可连接正常，方便日后的拓展。2自动化监测在发射台监测系统中的具体应用2.1在机房监测中的应用发射台在接收到电视中心信号通过卫星、光纤或微波传输的信号后，通过发射台中间链路的处理后将调频或电视信号传送到受众。为了确保信号传输的安全性与稳定性，做好对信号源以及适配、编码、发射机设备的信号监测就很有必要。数字化高度发展的当下，信号节传设备都配备了RJ45接口和互联网协议，使系统具备了可扩展性。结合该系统功能能够将其具体分为处理层与展示层，其中处理层是监测系统的内部构成部分，一般会采取嵌入式的模板设计，采用系统硬件设施将信号源进行链接，以数字化转换方式将数据项互联网输送，从而保证信号传输的质量；而展示层则是人机交互界面，一旦监测系统发出故障报警，则能够通过系统的自动化诊断将故障简单分类，为工作人员的故障排除提供先前参考，进而有效提高故障排除的工作效率，进而确保安全稳定性[1]。在机房监测工作当中，自动化监测系统一般会采取嵌入式ASI信号监测方式，其主要有监测板卡、工业机箱以及直流电源构成，其中DSP+FPGA构架模式的监测板卡能够兼容各类电子设备，同时具备自动化故障监测与报警功能，在故障报警方面表现良好。2.2在节目画面质量监测中的应用由于发射台自动化监测系统能够对广播电视节目的播出画面质量展开细致检测，所以在自动化监测系统的应用之下能够显著提升节目画面质量。通过在节目画面质量监测中的应用，能够以远程控制的方式对输入信号源、音视频切换单元以及发射机输出等进行重点监测，在确保监测实时性的同时，能够实现故障报警的自动化。一般来讲，自动摘要：广播电视发射台承担着多套电视和调频信号的播出任务，信号传输环节复杂、节点多，数字化的信号传输的可扩展性为自动监测打下了良好的基础。自动化监测提升了安全播出的可靠系数，为广播电视安全播出提供了技术保障。基于此，文章针对自动化监测在发射台监测系统中的具体应用展开分析，以期为相关从业人员提供必要的参考与借鉴。关键词：自动化监测；广播电视；发射台；监测系统；应用中图分类号院TN948.53文献标志码院A文章编号院2095-2945渊2018冤22-0169-02Abstract院TheradioandtelevisiontransmittingstationundertakesthebroadcastingtaskofmanysetsofTVandFMsignals.Thesignaltransmissionlinksarecomplexandtherearemanynodes.Theexpansibilityofdigitalsignaltransmissionhaslaidagoodfoundationforautomaticmonitoring.Automaticmonitoringimprovesthereliabilitycoefficientofsafebroadcastingandprovidestechni鄄calguaranteeforsafebroadcastingofradioandtelevision.Basedonthis,thispaperanalyzesthespecificapplicationofautomaticmonitoringinlaunchpadmonitoringsystem,inordertoprovidenecessaryreferencefortherelevantpractitioners.Keywords院automaticmonitoring;radioandtelevision;transmitter;monitoringsystem;application

自动化监测在工程施工变形监测中的应用

自动化监测在工程施工变形监测中的应用

龙源期刊网

自动化监测在工程施工变形监测中的应用

作者：张东升

来源：《科技信息·下旬刊》2017年第08期

摘要：自动化监测是当前工程施工监测的重要手段，一般自动化监测与常规监测相接合，可以保证监测数据的持续连贯性、准确性。可广泛应用于建（构）筑物变形监测、大坝监测、铁路隧道监测等领域。

关键词：自动化监测；测量机器人；地铁隧道；应用

自动化监测是当前工程施工监测的重要手段，一般自动化监测与常规监测相接合，可以保证监测数据的持续连贯性、准确性。同时，自动化监测成果具有即时性，尤其是需要监测的区域累计变形量较大，或出现监测数据异常，特殊地段常规监测又无法立即实施时，其优越性非常明显。可广泛应用于建（构）筑物变形监测、大坝监测、铁路隧道监测等领域。

一、自动化监测的特点

（1）在无人值守的情况下，测量机器人可以实现全天 24小时自动监测，节约了大量的人力、物力。

（2）采用实时差分式测量方案，可以最大限度地消除或减弱多种测量误差因素，从而大幅度地提高测量结果的精度，监测点位三维精度可优于1 毫米。

（3）监测系统在计算机控制下实现全自动变形监测，保证了监测系统的稳定、可靠。

（4）实时进行数据处理、数据分析、报表输出及提供图形等。

（5）远程控制，自动报警。

二、自动化监测的要求

（1）自动化监测应遵循现行《建筑物变形测量规范》、《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》、《工程测量规范》等国家、行业和地方相关规定、要求。

（2）变形监测应以工程安全监测为主，根据现场情况选取重要部位布设监测点和安装监测设备，建立24小时连续监测自动化监测系统。

（3）自动化监测系统应同时配备系统维护和监测技术人员，以保障监测系统24小时正常运行并及时向有关部门提供监测状态信息。 龙源期刊网

自动化监测技术在工程监测中应用

自动化监测技术在工程监测中应用

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1页 自动化监测技术在工程监测中的应用

彭炎华、杨昌斌

（广州市吉华勘测股份有限公司）

摘要：自动化监测技术是集现代电子技术、通讯技术、计算机技术和工程测试技术为一体的高科技工程安全监测手段，可同时完成对远程监测数据的采集、传输、处理和分析。本文第一部分介绍自动化监测技术原理；第二部分简要介绍了广州市吉华勘测股份有限公司研发的自动化监测系统的思路及工程应用；第三部分探讨了自动化监测技术发展愿景。

关键词：自动化监测 灾害预警

一、前言

1、自动化监测技术简介

工程监测预警是工程顺利进行的重要环节，做好监测，防微杜渐，可避免事故的发生。传统的监测手段具有间断性、周期性，无法实时监控工程的安全状态，因此解决任意时间、任意条件下的监测问题才能保证工程处于受控状态，实现真正的安全生产。

自动化监测技术是自动化科学技术的一个重要分支科学，是在仪器仪表的使用、研制、生产的基础上发展起来的一门综合性技术。信息和互联网技术，尤其是传统工程监测的数字化、网络化、智能化和平台集成化，给技术、产品和应用方面带来了巨大变革，为我们推进工程灾害的自动化监测技术发展创造了良好的条件。

自动化监测就是在测量和检测过程中完全不需要或仅需要很少的人工干预而自动进行并完成的。实现自动化监测可以提高自动化水平和程度，减少人为干扰因素和人为差错，可以提高生产过程或仪器设备的可靠性及运行效率。同时，自动化监测技术可以实现在任意时间、任意条件下开展监测工作，实行24小时安全生产监控。

2、自动化监测技术原理

利用电子技术和通讯技术能解决自动化监测的难题。自动测试、自动传输数据、报警数据自动发送，这样就可直观且实时不间断地掌握工程的实际动态，能为在有安全隐患情况下进行处理提供依据，赢得宝贵时间，也为管理者进行决策提供有力支持，提高工程效益，实现安全生产。在工程建设中，应力应变、相对位移、沉降、温度等参数的监测都可应用传感器技术。