基于物联网的自动化监测系统在地质灾害监测中的应用

地质灾害监测是地质灾害预警和安全防治的重要技术手段,对保障经济建设和人民生命财产安全意义重大。针对传统地质灾害监测工作的不足,研究了一种基于物联网的地质灾害自动化监测系统,该系统以GNSS、智能全站仪、滑动式倾角仪和多源传感器自动化监测技术为核心,包括数据采集、数据传输、数据处理、数据展示4个子系统。结合某项目边坡监测应用实例,实现了地质灾害的自动化监测和实时预警功能,在地质灾害监测中具有较高的应用价值。     

岩土工程监测信息管理与数据分析网络系统开发及应用

针对目前水电边坡工程海量的监测信息和监测数据,为减轻监测信息管理与数据分析的劳动强度,提高劳动生产率,采用Microsoft Visual C++网络编程技术和SQL Server网络数据库开发出具有先进性、可靠性、通用性和可扩充性的岩土工程安全监测信息管理与数据分析远程可视化网络系统。将该系统应用于龙滩水电站大坝左、右岸边坡及导流洞监测资料的分析处理,实现了监测信息和数据的远程实时共享及网络化的管理和分析,使监测分析成果能够及时、准确地反馈给设计人员,对规避设计和施工风险、保证边坡施工和运行安全起到了重要的作用。     

青海省地质灾害监测预警信息化平台建设与实现

在全球变化的影响下地质灾害发生的频率明显上升,建设青海省地质灾害监测预警信息化平台对于保证地区生命财产安全十分重要。本文从青海省地质灾害监测预警信息化平台的设备布设、系统建设、平台功能、运行现状阐述其建设与实现过程。目前青海省地质灾害监测预警信息化平台已经可以达到地质灾害不同来源,不同批次的灾害点信息统一管理动态更新,做到数据集成化、成果可视化、信息综合化、系统一体化。青海省地质灾害监测预警信息化平台包括地质灾害调查评价系统、地质灾害监测预警系统、地质灾害气象预警系统等10个模块。现阶段所有的普适性监测数据可以同步发送到国家级地质灾害监测数据平台,能够高效支撑地灾预警工作。监测预警信息化平台能够对实时采集的监测数据自动进行分析,支持多种预警模型进行判别;当监测数据发生变化触及预设判别模型时,能够自动发送地灾预警信息。通过系统试运行,已经有了成果监测预警的案例,数据可靠能够满足监测预警的需求。     

基于GNSS技术的高速公路边坡自动化监测系统

为探究基于GNSS监测站的高速公路边坡自动化监测系统的实际作用,本文以重庆巴南至綦江高速公路YQTJ5标青年互通K69+080段为依托进行研究。首先,基于LZMR02-GNSS接收机和FS-YL雨量计自主开发北斗+安全监测云平台,能够实时管理和分析现场布置的GNSS地表位移监测站和深层位移监测孔,监测结果表明该坡体已出现局部垮塌及开裂等不稳定现象并且迅速发出预警到相关部门单位;随后,基于传递系数法计算该边坡的剩余下滑力并且采用Geo5有限元软件进行数值模拟,其结果均验证了该监测系统的准确性。因此,建立高速公路边坡自动化监测系统不仅能解决常规人工监测边坡的不足,也能保证监测数据的时效性,为未来智能化监测边坡提供了一定的参考价值。     

基于Web GIS的城市地铁施工监测信息管理系统研究

为确切反映建筑物、构筑物及基坑的实际变形程度和变形趋势,实现地铁信息化施工,需进行地铁施工变形测量,并对施工监测实现信息化管理。通过分析地铁施工特点、地铁施工监测的内容与监测精度,介绍了地铁施工监测信息管理及安全预警系统的设计过程,以及该系统用于城市轨道交通线路和车站土建工程施工的监测-作业-管理3方信息互联互动模式。系统具有地铁施工监测信息可视化管理、统计分析、安全预警和网上信息发布等功能,已应用于某城市地铁施工监测。     

应力监测在公路岩质边坡中的应用研究

针对山区高速公路岩质边坡数量大、失稳难以及时预警的问题,提出对边坡支护锚杆进行应力监测的方式以评价其稳定性。以广陕高速改扩建工程沿线的一处典型岩质边坡为例,采用FLAC3D软件对岩质边坡的开挖支护过程进行模拟,利用强度折减法分析随岩体强度降低过程中支护锚杆的轴力变化规律,确定应力监测预警值,并结合现场试验结果对边坡安全状况进行评价。研究结果表明,试验边坡监测位置应以泥岩结构面处为主,应力监测预警是一个整体的预警系统,监测点位任一处达到预警值均应提出预警。监测结果显示,应力监测在120 d时出现明显变化,而位移变化则较为滞后,在167 d后才出现明显变化;综合应力与位移监测的结果可以得出,试验边坡处于安全运营状态,所提出的应力监测评价公路岩质边坡的稳定性具有可行性。     

基于恒阻大变形锚索的滑坡监测预警系统研发及应用

随着人类建设活动的日益频繁,天然边坡人工扰动诱发的滑坡灾害逐渐增多,已经严重威胁到人员和工程构筑物的安全与稳定,滑坡监测变得越来越重要。介绍了一种经过改进后的滑坡监测预警系统,该装置基于北斗卫星和通用分组无线服务技术（GPRS）双路通讯平台,采用zigbee技术构建多跳自组织无线传感器网络,利用具有能量吸收特性的恒阻大变形锚索替换原来的常规锚索作为传力装置,保证边坡岩体变形2 m锚索不被拉断,实现了对大变形滑坡灾害的全过程监测预警目标。另外,按照红、橙、黄、蓝4个颜色等级,建立了临滑、近滑、次稳定和稳定4级预警准则,并开发出3D自动搜索和处理软件系统,嵌入监测区地形地貌遥感图、地质断面图、监测点分布图等矢量地图,具有自动搜索、监测数据智能处理、监测曲线自动显示和监测信息快速查询等功能。该系统已在南芬露天铁矿推广应用,根据预警准则成功对2011年10月5日发生的滑坡灾害提前5 d发出预警信息,并结合降雨量和累计采矿量监测数据,耦合对比分析滑坡前、后各参数的演变特征,证明滑动力监测参数是滑坡超前预警的惟一有效参数。该系统的成功应用为其他类似边坡的超前监测预警提供了理论和实践依据。     

露天矿边坡自动化监测关键技术研究

为及时掌握露天矿边坡变形规律,基于现代监测技术、网络通讯技术和计算机技术为一体,建立一套实时动态反映边坡位移变形和应力变化的自动化监测系统。通过对海州露天矿北帮边坡的连续性监测,结果表明:海州露天矿属于蠕变型滑坡,目前正处于局部变形、整体稳定的状态。系统的构建实现了边坡位移和应力的高精度、自动化、连续性监测,将为露天矿边坡灾害的动态预警和安全决策的及时制定提供有效的技术支持,对边坡的灾害防治提供理论依据。      

高速公路类土质路堑边坡施工期变形监测预警探讨

高速公路类土质路堑边坡是边坡领域的一种重要类型,在工程特性方面与土质边坡或岩质边坡具有明显差异。深入认识该类边坡的工程特性和失稳机理,对该类边坡施工期间的安全建设以及正常运营期间安全评估具有重要意义。基于高速公路类土质路堑边坡工程地质特点、边坡变形影响因素,结合盘兴高速公路K5滑坡变形监测预警实例,提出了采用位移速度比率作为预警参考值的滑坡预警方法,并在松铜一标ZK5 410～485段左侧边坡成功预警,避免了人员伤亡,减轻了经济损失。为类土质路堑边坡工程设计、工后防治、安全运营提供指导。     

公路高边坡监测数据自动化处理系统

随着交通基础建设的发展,边坡灾害日益突出,公路边坡安全监测技术不可或缺.针对边坡监测和数据处理的问题,基于Microsoft SQL Server、C++、NET、系统服务、B/S技术开发监测数据自动处理系统.该系统建立统一的数据字典,具有数据自采集、异常处理、自动存储和对比分析的功能,处理数据及时,为公路边坡安全管理及应急决策提供重要技术支撑.     

Complex system approach to interpretation of monitoring time series: two case histories from NW Bohemia

Ever wider implementation of information technologies is flooding us by monitoring data. To an efficient risk management, those data have to be processed and assessed in the same rate as they are recorded and transported. Paper demonstrates some methods dealing with intrinsic, nonlinear dynamics of slope system for computerized safety assessment of monitoring time series, their modeling and early warning launching. Analysis and modeling of phase changes – i.e. specific transient states between different developmental stages of dynamics of unstable slope systems, enabled to fix new types of precursors for rock fall warning and to enhance time prediction of rock fall occurrence. Mathematically well based, novel numerical and topological methods from the toolbox of complex system theory were successfully implemented to that challenge. Their pattern-recognition ability, i.e., diagnostic sensitivity, and more realistic results of modeling of time series relevant patterns have reached beyond ranges of regularly used—both the idea- and the data-driven—methods. Moreover, results yielded by phase space analyses are in good agreement with the ones by numerical fractal analyses. Obtained results have strengthened the primary, mainly theoretically based hypothesis; the dynamics of an unstable rock slope has to be considered as behavior of nonlinear, dissipative, non-equilibrium, self-organizing complex system. Correspondingly to the theoretical assumptions, two qualitatively different types of slope system dynamics—near to equilibrium and far from equilibrium states, were identified. All field monitoring data used originated in practice of highly automated, integrated IT system of monitoring assessment, and management of rock fall hazard at sandstone rock walls in the NW Bohemia.     

基于广播RTK边缘计算的北斗高精度地质灾害监测系统及应用分析

为提供全天候、全自动化、高精度变形监测服务,并最大限度降低空间环境因素对实时高精度定位的影响,基于数字调频广播（CDRadio）RTK（载波相位差分技术）边缘计算技术融合GNSS（全球卫星导航系统）核心解析算法,开发了具有自主知识产权、结构开放的“基于广播RTK边缘计算的北斗高精度地质灾害监测系统”,该系统能长时间稳定运行,并能满足功能性需求和非功能性需求在内的所有用户需要。以广西梧州市长洲区宝石园8号地块不稳定斜坡为例,通过分析2020年5—11月的监测数据表明:整个坡体处于蠕变阶段,坡顶前缘有向外侧蠕动且下沉的趋势,整个坡体有向东南方向倾斜发育的趋势。系统通过建立良好的系统信息交互平台,将系统形成的统计分析信息高速便捷地传递给用户,提高用户系统管理、决策、应用能力;充分挖掘系统数据资源,提供实时预报服务,提高信息采集、传输、处理、分析、预报的准确性、可靠性,全面提高地质灾害监测预警预报管理能力,更好地为各级管理部门的决策和指挥抢险救灾提供科学依据。     

突发型黄土滑坡监测预警理论方法研究——以甘肃黑方台为例

灌溉诱发的黄土滑坡大多数具有明显的突发性特征;斜坡破坏过程变形量小,历时短,具有较大的危险性。由于此类黄土滑坡加速变形阶段经历时间较短,GNSS系统和裂缝计等传统监测手段难以获取加速变形阶段系统完整的监测数据,更难以提前预警。针对这一难题,自主研发了自适应智能变频裂缝仪,它能够根据滑坡变形快慢自动调整采样频率。基于获取的黑方台多个突发型黄土滑坡的全过程变形-时间曲线,对这些变形曲线特征和规律进行分析研究,建立了针对性的黄土滑坡综合预警模型。将变形速率阈值和改进切线角作为滑坡预警的重要指标,建立了4级预警判据,通过自主研发的"地质灾害实时监测预警系统"实现滑坡的实时自动预警,并将预警信息与当地的群防群测信息平台对接,为防灾应急避让提供直接依据。2017年以来已先后6次对黑方台黄土滑坡实施成功预警,避免了重大人员伤亡,取得显著的防灾减灾效果。     

基于GIS的斜坡监测预测系统的设计与应用

介绍了基于GIS斜坡监测信息管理、预测系统软件的设计思想和功能。该系统能够全面存储、分析处理、检索与监测有关的测试数据、地质、地物和施工设计信息等资料,并且具有图形可视化、报表制作、监测数据建模及预测等功能;系统采用客户/服务器结构,满足不同层次用户的需求,功能齐全,其总体设计、数据库设计以及系统架构设计合理,有助于实现斜坡工程的监测信息管理和预测评价。     

分布式基坑监测信息管理与预警系统的研制

针对基坑监测的信息化、集成化、共享化要求,开发了基于GIS的分布式基坑监测信息管理与预警系统。介绍了系统的结构框架,着重介绍了系统实现的功能。在GIS图形可视化技术基础上,系统地实现了区域内多个基坑地质勘察、设计、施工等资料及测点信息、监测仪器、监测数据、周边建筑物等相关资料的全面采集,并在此基础上实现了信息的存储、处理、分析、查询、预测、预警以及成果输出的自动化。系统采用C/S结构实现信息共享与多人协作,在网络环境下可高效运行,为基坑监测提供了一个功能强大的信息平台。