[發明專利]基于北斗通訊的鐵路沿線滑坡實時監測系統

在審

• 申請號: 201910966125.2
• 申請日: 2019-10-12
• 公開（公告）號: CN110689688A
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 李鵬;丁瀛;宋京偉;劉海瑞;邵文津;任穎婷;林豐;彭嘉潮
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: G08B7/06
• 分類號: G08B7/06;G08B21/18;G08B25/10;G08C17/02;G01D21/02
• 代理公司: 36123 南昌青遠專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 劉愛芳

本發明旨在為無網絡信號覆蓋區的鐵路沿線，提供了一種基于北斗通訊的無人值守的滑坡實時監測方案。該系統由監測網絡、主站、監控平臺、移動終端組成，其中主站和監測網絡都配備了太陽能供電模塊。各監測網絡，基于LoRa(Long Range Radio，遠距離無線電)構建傳感網絡，用于監測滑坡體特征指標：雨量、振動、位移和地壓；各主站通過LoRa接收來自監測網絡的采集數據，并通過北斗衛星短報文通訊方式傳輸至監控平臺；監控平臺負責處理、存儲數據和預/報警決策，并將處理后的數據傳輸至移動終端，將預/報警決策結果傳輸至相應主站，再經主站傳輸至對應監測網絡，實現預/報警。

技術領域

本發明涉及一種基于北斗通訊的鐵路沿線滑坡實時監測系統，屬于物聯網技術領域。

背景技術

鐵路是中國國民經濟的一條大動脈，是一種快捷又經濟的交通與運輸方式，確保鐵路運行的安全尤為重要。

早在1980年，中國成昆鐵路鐵西車站即發生過一場堪稱中國鐵路史上最嚴重的滑坡災害“鐵西滑坡”。滑坡導致鐵路被掩埋長達160米，中斷行車40天，造成的經濟損失僅工程治理費就達2300萬元。然而，鐵路線路上滑坡易發區域往往是無人居住區和無通訊網絡覆蓋區域，具有難發現、難判斷和難預警等特點，導致滑坡發生后極難對其快速做出反應。而如今，鐵路干線通車頻率較高，一旦滑坡發生，極有可能造成重大損失，甚至危害乘客及鐵路工作人員生命安全。因此，引入鐵路沿線滑坡監測能極大增強鐵路運行安全的保障。

發明內容

本發明提供了一種基于北斗通訊的鐵路沿線滑坡實時監測系統，解決了無法實現對鐵路沿線滑坡的實時預警/報警的技術問題，為保障鐵路安全運營提供了有效的手段和方法。

為實現上述目的，本發明專利的技術方案為：

一種基于北斗通訊的鐵路沿線滑坡實時監測系統，包括監測網絡、主站、監控平臺和移動終端，監測網絡與主站一一對應，每個監測網絡將一塊區域的滑坡體特征指標通過主站傳輸至監控平臺，監控平臺再傳輸至移動終端。

優選地，所述監測網絡由若干分站組成，負責監測滑坡體特征指標：雨量、振動、位移和地壓，并通過LoRa(Long Range Radio，遠距離無線電)將采集到的滑坡體特征指標數據無線傳輸至主站。

優選地，其中分站由傳感器模塊、MCU(微控制單元)分站主控系統、LoRa、預警/報警器模塊、電源管理模塊及太陽能供電模塊組成。

優選地，其中分站中傳感器模塊由振動傳感器、拉繩式位移傳感器、地壓傳感器以及雨量傳感器組成，所述振動傳感器、拉繩式位移傳感器、地壓傳感器以及雨量傳感器分別監測滑坡體振動特征指標、位移特征指標、地壓特征指標以及雨量特征指標。

優選地，其中分站中MCU分站主控系統控制傳感器模塊監測滑坡體信息，控制LoRa的收、發特征指標數據以及控制LoRa的組網策略，并轉發預/報警決策結果至預警/報警器模塊。

上述的組網策略根據LoRa遠距離可互相穩定通訊的功能，使監測網絡中每個分站都可成為通訊節點，傳輸來自其他分站采集到的滑坡體特征指標數據或本身傳感器模塊采集到的特征指標數據，同時臨近主站的分站還可與主站通訊，擴展了監測網絡的監測范圍和與主站的通訊距離，使主站可遠離滑坡體，即使滑坡發生也不受影響。

優選地，其中分站中LoRa將分站監測到的滑坡體特征指標傳輸至主站，同時接收主站傳來的預/報警決策結果。

優選地，其中分站中預警/報警器模塊由廣播、警燈、警笛、驅動模塊、MCU報警主控系統及太陽能供電模塊組成，由MCU報警主控系統接收來自MCU分站主控系統轉發的預/報警決策結果，并根據結果控制廣播、警燈和警笛進行聲、光預/報警，所述太陽能供電模塊中太陽能電池經穩壓電路之后輸出5V和12V電壓分別給MCU報警主控系統和驅動模塊供電，驅動模塊又分別給廣播、警燈和警笛供電。