GNSS高边坡在线监测预警系统解决方案

一、方案背景

滑坡、崩塌是危害程度仅次于地震的较大地质灾害，与地震相似具有突发性的特点，主要发育在山区。我国地域辽阔，山地占国土总面积的65%以上，因此滑坡、崩塌在我国分布非常广泛。我国平均每年发生此类地质灾害2万余起、伤亡1千余人、受灾人口90多万，直接经济损失20-60亿元。而在当下，边坡安全监测缺乏系统的技术研究，管理手段不规范，监测技术落后，缺乏综合考虑，导致人民群众生命财产的损失，造成恶劣的社会影响。为随时了解边坡状态，对突发事故进行提前预警，对边坡安全监测已经迫在眉睫，刻不容缓。

二、系统组成

边坡滑坡监测采用无人值守自动化监测，以物联网、互联网、北斗+等技术为理论基础，以自主研发的监测平台及各类传感器为核心，充分利用各种监测手段，建立地表和地下深部的三维立体监测网，对边坡滑坡进行系统、可靠的变形监测。实时监测边坡滑坡不同部位各类型裂缝的发展过程，岩土体松弛以及局部坍塌、沉降、隆起活动；地下、地面变形动态（包括滑坡体变形方向、变形速速、变形范围等）；地下水水位、水量、水化学特征变化；树木倾斜和各种建筑物变形状况；降雨以及地震活动等外部环境变化等，据此对边坡滑坡变形发展和变形趋势作出预测，判断其稳定状态给出边坡失稳预警值，指导施工，反馈设计和检验治理效果，了解工程实施后的变化特征，为设计施工及灾害预警提供科学依据。可以把矿山边坡综合在线监测分为四层：感知层、网络层、平台层、应用层。

感知层：实时感应边坡监测参数传感器的状态，如地下水位、土壤含水率、土压力、表面位移监测仪和视频监控摄像机，降雨量等前端感知设备；

网络层：支持数据通信，可上、下双向通讯，支持无线蜂窝网络、短信、北斗、PSTN、超短波、ZigBee等通信方式。感应设备M21F2可通过监测预警平台的通讯方式，上行发送至监测控制中心平台。

平台层：整合各层设备和系统功能，通过信号的连接，下发平台对前端感应器的命令，上传监测数据的采集、处理、存储和分析，实时联动前端各大监控设备。

应用层：开启信息发布途径，实时展示信息数据和预警信息。

三、系统功能

●24小时实时监测：通过对边坡表面沉降、深层沉降、应力应变等实时在线监测，实时掌握边坡的结构变化。

●报表推送：监测结果实时显示发布，定期将监测报表推送给用户。

●多重分级预警：建立三级报警机制，当检测数据异常时，第一时间以短信、传真、广播等形式通知用户，实现综合预警功能。

●应急预案处理：从专家系统中直接提取相应处理方法，及时采取人员介入、封锁道路等措施，将安全隐患消除在萌芽状态。

●结构趋势分析：通过对边坡的监测数据分析与安全评价，可实现结构稳定性趋势分析。

●历史资料存储：监测数据的存储，为今后同类工程设计、施工提供类比依据。

四、系统特点：

●系统核心功能：系统能够实现监测数据自动采集、传输、存储、处理分析及综合预警，并具备在各种气候条件下实现适时监测的能力；

●数据通信和远程通信功能：根据现场环境，可采用无线数据通信，实现企业现场通信畅通，企业各级安全管理职能部门可以通过网络(B/S架构)实现远程对各项在线监测监控数据的查看；

●数据存储及处理分析功能：系统具备数据存储功能，具备基础资料管理存储、监测数据存储;

●统计和报表功能:监测数据统计管理、监测数据分析、图形展示及报表输出；

●综合预警功能：通过软件对监测参数的实时在线分析，和人工监测数据的对比分析，一旦监控参数超限，系统能够进行综合预警，启动声光报警短信报警、邮件报警。提醒相关人员采取措施，预防事故发生；

●多传感器同台管理分析处理功能：系统能够实现表面变形GNSS监测、内部位移监测、地下水面线高度监测、雨量监测、地裂缝监测、视频监控等在同一平台界面上展示、分析、处理，综合把握边坡稳定状况与趋势变化规律；

●权限管理功能：根据各级权限，各级监管部门可以不受时间和地点限制，只要登陆网络，即可实现对监测点的远程督导和检查；

●系统应具有扩展功能：系统在硬件配置及软件设计时应保障能够后续增加监测点后传感器的接入。

五、方案价值

GNSS高边坡在线监测预警解系统的应用解决了很多问题，尤其是面对滑坡、崩塌、泥石流来袭而总成的人员伤亡以及拆产损失，通过系统对监测数据和历史数据的进行分析比对，得出预警信息，为相关部门提供决策依据，保障民众生命财产安全。

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