[發明專利]一種基于分布式傳感光纜的邊坡結構安全監測系統及方法

在審

• 申請號: 202010559596.4
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111561875A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 范文孝;劉勝春;馬紹朔
• 申請（專利權）人: 北交智匯千路（北京）科技有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于分布式傳感光纜的邊坡結構安全監測系統及方法，屬于巖土體災害預防監測領域。包含現場傳感器子系統、數據采集傳輸子系統、顯控子系統三部分；現場傳感器子系統包含分布式傳感光纜和抗滑樁；數據采集傳輸子系統包含數據采集模塊和數據傳輸模塊，通信光纖將監測數據傳輸到數據采集模塊，并通過數據傳輸模塊將當前結構安全狀態發送到顯控子系統。顯控子系統包括數據庫服務器、Web服務器、客戶端軟件、聲光報警、短信報警五個部分。數據庫服務器接收并存儲數據采集傳輸子系統傳遞的數據，Web服務器對結構安全狀態進行評估。能夠實現監測數據自動采集、傳輸、存儲、處理分析及綜合預警，并具備在各種氣候條件下實現實時監測的能力。

技術領域

本發明涉及一種基于分布式傳感光纜的邊坡結構安全監測系統及方法，屬于巖土體災害預防監測領域。

背景技術

年來，國內的高速公路建設特別是山區高速公路建設發展迅猛，高邊坡在公路中所占比率越來越多。我國現有的公路養護管理現狀是在高邊坡等的規范管理上存在局限，截止目前，我國尚未有針對高邊坡群區域一體化動態監測和管理的先例和經驗，日常管養巡檢多以人工判斷為主，存在主觀性強、難于量化、周期長、實效性差和及時性不夠等局限性，人工檢測項目及檢測報告多以紙質介質存儲，不方便數字信息化存儲，無法對結構安全進行長期結構應變連續性觀察和對比，而通過定期檢測的方式又不能連續采集數據，只能提供局部的結構狀態時間空間信息，不能提供整體全面的狀態評估信息。此外，公路結構物往往在使用6～8年就出現早期破損現象，需要大面積維修，為了保持公路服務水平，減少資產損失，延長使用壽命，有必要針對結構物早期損壞采取預防性養護措施。

因此，充分利用基于光纖傳感物聯網的現代化信息技術手段，建立一套簡單易用的邊坡安全智能養護系統，實現對邊坡群區域一體化動態監測和預防性養護，對提高管養效率和保障結構安全具有很大的實用價值。

目前對于邊坡檢查形式主要有日常檢查、經常性檢查、定期檢查、技術狀況評定等。除技術狀況評定委托機構采用專業設備進行檢測外，其他檢查基本采用人工檢查模式進行。人工檢查模式因線多面廣及業務人員的專業素養存在差異，存在主觀性強、難于量化、周期性長、時效性較差、無法實現7×24小時不間斷監控等局限性，隨著近年地質災害頻繁等諸多因素，地質安全形勢堪憂，迫切需要一種能夠時時的監控地質情況的措施，以便于在發生異常情況的早期管養人員能夠及時應對，確保安全。

本發明基于分布式光纖傳感，提出了邊坡結構安全監測系統及方法，為事故預防和緊急事態處置及事后分析提供技術保障和技術依據。

發明內容

本發明正是為提高安全運營監測能力，采取敷設傳感器對高邊坡等進行全天候監測，檢測數據通過傳輸系統傳至后臺服務器進行數據處理，形成圖表統計化數據分析界面，對結構的形變（位移等）情況進行連續性觀察和對比，利于在隱患發生早期發現問題，及早采取防治措施，有效阻止病害擴大。達到真正意義上的“預防性管養”的目的。

為實現上述目的，本發明的采取的技術方案是：一種基于分布式傳感光纜的邊坡結構安全監測系統及方法，包含現場傳感器子系統、數據采集傳輸子系統、顯控子系統三部分；現場傳感器子系統包含分布式傳感光纜和抗滑樁，每一個抗滑樁上布設分布式傳感光纜，抗滑樁之間的傳感光纜相互連接，組成一個全光纖傳感網絡。數據采集傳輸子系統包含數據采集模塊和數據傳輸模塊，通信光纖將監測數據傳輸到數據采集模塊，并通過數據傳輸模塊將當前結構安全狀態發送到顯控子系統。顯控子系統包括數據庫服務器、Web服務器、客戶端軟件、聲光報警、短信報警五個部分。數據庫服務器接收并存儲數據采集傳輸子系統傳遞的數據，Web服務器對結構安全狀態進行評估。用戶可通過客戶端軟件獲得結構的實時安全信息。當結構的健康狀態出現異常就會觸發聲光報警與短信報警，將報警信息傳送至工作人員。

所述的分布式傳感光纜為鋼繩式應變傳感光纜，中心為單模光纖；中間為金屬層絞式保護層；光纜外層為塑料涂覆層；光纜截面直徑尺寸為5mm。光纜通過多股金屬加強件保護光纖，表面強度得到了極大提高，可以直接鋪設在鋼筋籠內。