2022

邊坡監(jiān)測及預警方案

穩(wěn)定性 | 可靠性 | 實用性 |

北斗智能科技（沈陽）有限公司

目

錄

01. 公司介紹

02. 項目背景

03. 技術(shù)簡介

04. 成果展示

01. 公司介紹

系統(tǒng)概述

北斗智能科技（沈陽）有限公司多年來深耕中國

安全監(jiān)測行業(yè)，率先將結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與北斗衛(wèi)星

定位系統(tǒng)以及物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系，云計算，局域網(wǎng)

/通訊網(wǎng)等多網(wǎng)無縫連接等技術(shù)結(jié)合，建立一套

智能形變在線監(jiān)測單元，為公路、鐵路、橋梁、

桿塔、基坑、車輛運行、等現(xiàn)場進行實時監(jiān)測。

基于云計算服務(wù)中心的監(jiān)測系統(tǒng)可容納上萬個形

變監(jiān)測單元，形成區(qū)域性結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測和位置信

息服務(wù)平臺，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的所有結(jié)構(gòu)統(tǒng)一監(jiān)控管

理。

02. 項目背景

邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)是邊坡安全掌握及其支護結(jié)構(gòu)維護決

策系統(tǒng)的支撐條件之一。建立結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的目的

在于確定邊坡結(jié)構(gòu)的安全性，監(jiān)測支護結(jié)構(gòu)的承載能力、

運營狀態(tài)和耐久性能等，對邊坡穩(wěn)定性進行有效監(jiān)控，

修正在施工過程中各種影響支護結(jié)構(gòu)的參數(shù)誤差對支護

結(jié)構(gòu)的影響，確保支護結(jié)構(gòu)運營期間滿足安全要求。

監(jiān)測數(shù)據(jù)反映導致邊坡可能發(fā)生邊坡失穩(wěn)的因素包括降

雨量。邊坡表面位移等，通過實時的結(jié)構(gòu)參數(shù)監(jiān)控，對

于邊坡本體重要參數(shù)的長期變化可以有較為詳細地掌握，

從而及時有效地反饋邊坡安全狀況。

邊坡安全監(jiān)測

泥石流

鐵路邊坡

礦山邊坡

公路邊坡

常見的邊坡災害

泥石流

泥石流的主要危害是沖毀

城鎮(zhèn)、企事業(yè)單位、工廠、

礦山、鄉(xiāng)村，造成人畜傷

亡，破壞房屋及其他工程

設(shè)施，破壞農(nóng)作物、林木

及耕地。此外，泥石流有

時也會淤塞河道，不但阻

斷航運，還可能引起水災

對于鐵路線路來說,構(gòu)成威

脅最大的地質(zhì)災害要屬滑

坡.為了避免和減少滑坡給

工程建設(shè)和人民生命財產(chǎn)

帶來重大損失

公路邊坡坍塌的問題是公路工程

中最為常見的災害之一。其主要

原因多是由于公路處于山谷或者

河谷地區(qū),其路塹邊坡多由膨脹土

或碎石類等風化殘積土組成的,還

有一種可能是路堤邊坡軟質(zhì)土料

填筑而成,從而導致公路發(fā)成坍塌

等災害

鐵路邊坡

公路邊坡

由于采場邊坡不穩(wěn)定因

素的影響和邊坡安全管

理不善，可能會導致露

天礦山邊坡巖體滑動或

崩落坍塌。

礦山邊坡

常見的邊坡災害

02

系統(tǒng)運用軟硬件相結(jié)合的方

式，采用高精度北斗衛(wèi)星定

位系統(tǒng)GNSS、導輪式固定

測斜儀、孔隙水壓計、拉線

式位移計、溫濕度傳感器、

雨量計、錨索計等監(jiān)測設(shè)備。

03

對邊坡進行24小時在線監(jiān)測，

實時掌握邊坡的安全狀態(tài)

01

邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng)為原有

人工監(jiān)測方式效率低、監(jiān)測

有效性差、突發(fā)事件反應(yīng)不

及時等問題提供解決方案。

04

邊坡形變達到預警值時自

動報警，便于周邊人群第

一時間安排疏散，保障安

全。

邊坡監(jiān)測系統(tǒng)介紹

01 包含邊坡表面位移，不均勻沉

降、邊坡深部位移等

邊坡的形變監(jiān)測：

03 包含地下水的水位與大雨過后坡

體的積水狀況

水位監(jiān)測:

02 包含擋土墻形變與受力監(jiān)測

擋土墻受力測:

04 包含溫濕度監(jiān)測和實時雨量監(jiān)

測

環(huán)境監(jiān)測：

邊坡主要監(jiān)測主要內(nèi)容

02

06 03

01

05 04

深部水平位移

監(jiān)測

地表裂縫監(jiān)測

錨桿錨索應(yīng)

力監(jiān)測

表面位移監(jiān)測

降雨量、溫濕

度、地下水位、

視頻監(jiān)控等等

環(huán)境監(jiān)測

邊坡常見監(jiān)測內(nèi)容包括

01

表面位移、深部位移等各種

監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)采集展示

監(jiān)測預警平臺

02

體現(xiàn)各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時變

化值、變化趨勢、變化速度

監(jiān)測預警平臺

03

提前預設(shè)1~3級的預警值，變形達到預警

值立即報警4遠程控制現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備的在

線狀態(tài)

監(jiān)測預警平臺

24小時實時監(jiān)測:

通過對邊坡表面沉降 深層沉降 應(yīng)力

應(yīng)變等實時在線監(jiān)測，實時堂握邊

坡的結(jié)構(gòu)變化

報表推送:

監(jiān)測結(jié)果實時顯示發(fā)布，定期將監(jiān)

測報表推送給用戶

多重分級預警:

建立三級報警機制，當檢測數(shù)據(jù)異常

時，第一時間以短信、傳真、廣播等

形式通知用戶，實現(xiàn)綜合預警功能。

實現(xiàn)功能

應(yīng)急預案外理:

從專家系統(tǒng)中直接提取相應(yīng)處理方法，

及時采取人員介入，封鎖道路等措施，

將安全隱患消除在萌芽狀態(tài)

結(jié)構(gòu)趨勢分析:

通過對邊坡的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與安全評

價，可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性趨勢分析

歷史資料存儲:

監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲，為今后同類工程

設(shè)計，施工提供類比依據(jù)。

03.

技術(shù)簡介

邊坡監(jiān)測示意圖

邊坡監(jiān)測要素

地表位移監(jiān)測一般選用GNSS，其系統(tǒng)由

三大部分組成，包括空間部分、地面控制

部分、用戶部分?？臻g部分主要為各軌道

平面上的多顆衛(wèi)星，包括北斗、GPS等。

地面控制部分由若干個跟蹤站組成，通過

各監(jiān)控站對GNSS的觀測數(shù)據(jù)計算衛(wèi)星的

星歷和衛(wèi)星鐘的改成參數(shù)等，并利用這些

信號，通過解算等進行導航定位等工作。

地表位移監(jiān)測:GNSS

? 一體化高度集成，系統(tǒng)集成大容量電池、姿態(tài)傳感器模塊、

GNSS天線、衛(wèi)星定位模塊、藍牙、存儲模塊、通訊模塊

等；

? 高精度低功耗，采用北斗、GPS、GLONASS、伽利略等

多星多頻系統(tǒng)，可在多種復雜環(huán)境下，保證定位精度；

? 系統(tǒng)支持寬電壓輸入，9～26V DC，確保不同供電條件

下系統(tǒng)的正常運行；

? 標配全網(wǎng)通雙4G模塊，可實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的無縫傳輸，保

證不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的監(jiān)測數(shù)據(jù)完整傳輸；

? 內(nèi)置藍牙模塊，可實現(xiàn)移動端對接收機的參數(shù)配置、數(shù)

據(jù)交互；

? IP67超強防護等級，適應(yīng)更多野外惡劣作業(yè)環(huán)境；

? 內(nèi)置大容量存儲卡，可實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的循環(huán)存儲；

地表位移監(jiān)測:

高精度GNSS接收機

內(nèi)部位移監(jiān)測不僅能夠監(jiān)測邊坡內(nèi)部的位

移變化，更為重要的是可以確定邊坡深部，

尤其是滑動帶的位移情況。測點主要布置

在存在滑動安全隱患的坡體之內(nèi)。測點以

監(jiān)測對象等高線具有差異的直線進行均勻

分布。通過測得每一處的水平位移量，求

出位移曲線。便可知道每一位置出的水平

位移量。深部位移監(jiān)測使用導輪式固定測

斜儀。

深部位移監(jiān)測:

導輪式固定測斜儀

地下水位監(jiān)測的目的是掌握地下水動態(tài)和

有關(guān)環(huán)境地質(zhì)問題的基本規(guī)律，為了解地

下水變化、防治環(huán)境地質(zhì)問題的發(fā)生發(fā)展

提供依據(jù)。地下水位測點布置以經(jīng)濟、活

用為原則，在富水位置、地質(zhì)條件差及鴻

溝等外。測點以監(jiān)測對象等高線具有差異

的一條直線進行均勻分布。地下水位監(jiān)測

選用水位計，宜與測斜孔共用，減少現(xiàn)場

打孔。

地下水位監(jiān)測:

孔隙水壓力計/水位計

地表裂縫是地表巖層、土體在自然因素(地

殼活動、水的作用等)或人為因素(抽水、灌

溉、開挖等)作用下，產(chǎn)生開裂并在地面形

成一定長度和寬度的裂縫的一種宏觀地表破

壞現(xiàn)象。地裂縫常常直接影響城鄉(xiāng)經(jīng)濟建設(shè)

和群眾生活，地裂縫所經(jīng)之處，地面及地下

各類建筑物開裂，破壞路面，錯斷地下供水、

輸氣管道，危及一些著名文物古跡的安全，

對地表裂縫進行在線監(jiān)測，實時關(guān)注裂縫變

化情況，是一種有效的防災減災措施。地表

裂縫監(jiān)測選用拉線式位移計。

地表裂縫監(jiān)測:

拉線式位移計

環(huán)境監(jiān)測包括隆雨量、環(huán)境溫濕度、風

速風向等內(nèi)容。邊坡環(huán)境監(jiān)測是輔助管

理人員搜集信息、對潛在的地質(zhì)災害風

險加強戒備的重要手段，通常，降雨量

及風速風向監(jiān)測點布置在邊坡的地勢較

高且無遮擋處。

環(huán)境監(jiān)測:雨量計、溫度計

土壓力計、錨索計

對于一些地質(zhì)條件特殊的邊坡，往往會增加

錨索錨桿以及擋土墻等，以增加坡體的穩(wěn)定

性。錨桿是將拉力傳至穩(wěn)定巖土層的構(gòu)件，

當采用鋼絞線或高強鋼絲束作桿件材料時，

也可稱為錨嘗，在邊坡崩塌或危巖體的錨固

施工中，使用最多的是摩擦型灌漿錯桿。施

工時鉆孔的深度必須超過滑動面的埋深，并

在穩(wěn)定的巖十層中達到足夠的有效錨固長度。

為了解邊坡的穩(wěn)定性，需對擋十墻、錨桿錨

索受力進行監(jiān)測，擋十墻壓力監(jiān)測選用十壓

力計，錨索受力監(jiān)測選用錨索計，錨桿應(yīng)力

監(jiān)測選用鋼筋計。

擋土墻壓力及錨索受力監(jiān)測:

邊坡在線監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)實際現(xiàn)場情況進行

供電，遵循方便、快捷、穩(wěn)定的供電方式，

以就近用電，穩(wěn)定長期供電為準。保證長

期有效的供電和穩(wěn)定安全的用電方式，能

為系統(tǒng)長期穩(wěn)定的工作起到?jīng)Q定性的作用。

工程現(xiàn)場離最近的電源輸出點距離如果較

遠，可考慮采用太陽能供電系統(tǒng)。

系統(tǒng)供電方案

? 處理器：內(nèi)置工業(yè)級32位處理器，使用linux嵌入式操作系統(tǒng)；

? 存儲：內(nèi)置16G SD存儲，存貯空間支持擴展；可儲存5年以上原始

數(shù)據(jù)；智能判讀，內(nèi)存空間不足時新數(shù)據(jù)可自動循環(huán)覆蓋舊數(shù)據(jù)；

? 內(nèi)置全網(wǎng)通通訊模塊，支持北斗短報文、無線網(wǎng)橋、LORA、NBIoT等通訊手段；內(nèi)置WiFi功能，符合IEEE 802.11b/g/n協(xié)議標準，

可用筆記本連接，現(xiàn)場修改和配置設(shè)備參數(shù)、固件升級和導出歷史

數(shù)據(jù)等；

? 數(shù)據(jù)接口：具有2個RS232接口、1個RS485接口、1個USB接口、2

個開關(guān)量輸入接口、2路電源輸出接口；1路繼電器輸出接口；4路

模擬量輸入接口；

? 支持休眠和遠程短信喚醒模式，整機工作狀態(tài)≦1W，待機狀態(tài)

≦0.3W；

? 產(chǎn)品IP防護等級：IP67；

? 具有智能判讀及上報功能，支持通電自啟，具備低壓、過壓和防反

接保護；自動判斷數(shù)據(jù)發(fā)送是否成功，自動補發(fā)未發(fā)送成功數(shù)據(jù)；

可定期上報位置信息、信號強度、電池電壓、充放電信息、溫度等

數(shù)據(jù)；

? 遠程智能控制：支持遠程查看及設(shè)置閾值，觸發(fā)閾值可發(fā)出報警；

支持遠程查看及校準設(shè)備時間、查看及設(shè)置數(shù)據(jù)發(fā)送間隔、采集并

查看當前測量值、遠程重啟設(shè)備及定期自動回傳或人工獲取設(shè)備實

時狀態(tài)信息；

? 具有WDT看門狗設(shè)計；支持數(shù)據(jù)加密采集，采集間隔可設(shè)置；

? 內(nèi)置RTC時鐘，可通過遠程網(wǎng)絡(luò)自動同步校準時間；

智能采集儀

InSAR技術(shù)在基于高精度的近實時重

點邊坡動態(tài)監(jiān)測，在邊坡穩(wěn)定性異常

情況的早期及時發(fā)現(xiàn)和預警，將預警

結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)定向發(fā)布給相關(guān)管理人

員。

InSAR技術(shù)

InSAR及高精度定位接收機完成自動

數(shù)據(jù)采集，同時結(jié)合數(shù)據(jù)處理與變形

分析技術(shù)，實現(xiàn)點線面立體監(jiān)測。

施工工藝

立桿安裝

設(shè)備箱安裝

太陽能板安裝

施工工藝

施工工藝

監(jiān)測項目一覽表

核心產(chǎn)品---系統(tǒng)拓撲圖

核心產(chǎn)品---系統(tǒng)拓撲圖

《城市軌道交通工程監(jiān)

測技術(shù)規(guī)范》

(GB50911-2013)

《國家一、二等水準測

量規(guī)范》(GB12897-

2006)

《建筑變形測量規(guī)范(JGJ8-2007)

《建筑邊坡技術(shù)規(guī)范》

(GB50330-2002)

監(jiān)測依據(jù)

04. 平臺

成果展示

數(shù)據(jù)傳輸

邊坡平臺成果展示

insar平臺成果展示

位移平臺成果展示

坡腳和坡頂位移成果展示

無人看守，24小時在線監(jiān)測

我專業(yè)，你安心

2022

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