【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地质灾害监测，具体涉及岩土工程地质灾害预警监测系统。
技术介绍
1、以地质动力活动或地质环境异常变化为主要成因的自然灾害。在地球内动力、外动力或人为地质动力作用下，地球发生异常能量释放、物质运动、岩土体变形位移以及环境异常变化等，危害人类生命财产、生活与经济活动或破坏人类赖以生存与发展的资源、环境的现象或过程。不良地质现象通常叫做地质灾害，是指自然地质作用和人类活动造成的恶化地质环境，降低了环境质量，直接或间接危害人类安全，并给社会和经济建设造成损失的地质事件。地质灾害是指，在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用(现象)。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水等。
2、由于诸多地质灾害的发生都是瞬时的，不具有太多前期的可观测特征，故现有监测地质灾害的手段较为简单，主要是依托于天气情况的发生率判断。这种方式只能是针对某一地区往年的地质灾害发生情况，依据天气或其他影响特征进行数据收集，然后提出的预判方法或模型。这种手段准确度较低，且及时性较差，若是灾害前期只能是作为提示作用，无法作为强制防治措施实施的依据。现有的诸多预测模型，也只是基于当地的岩土地层的地质勘探情况，没有及时性和可靠性。尤其是针对某个容易发生滑坡、泥石流的山区，存在地势较低的居民区，又无法搬迁，在雨季时易发生地质灾害，这种区域无法作为有效的报警。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种岩土工程地质灾害预警
2、本专利技术所采用的技术方案为：
3、第一方面，本专利技术提供岩土工程地质灾害预警监测系统，用于对山区存在影响低地势人口聚居区的地质灾害易发区域进行监测，包括：
4、监测子站，具有若干地表岩土位移状况的子站传感器，以及连接若干子站传感器的子站控制模块；
5、区域网关，设置在空置区域内，具有近程通信模块和远程通信模块，通过近程通信模块与最大信号接收范围内的所有子站控制模块通信连接；以及
6、监测总站，设置在低地势人口聚居区并与远程通信模块通信连接接收所有监测子站的数据进行分析监测，在确定发生地质灾害后示警。
7、结合第一方面，本专利技术提供第一方面的第一种实施方式，所述子站控制模块与近程通信模块采用lora、sigfox、lte-m中的任一种通信方式进行通信，单个区域网关链接距离最远的监测子站的直线距离小于10km。
8、结合第一方面，本专利技术提供第一方面的第二种实施方式，所述监测总站与远程通信模块采用蜂窝网络、有线通信、超短波通信方式中的任一种进行数据传输。
9、结合第一方面，本专利技术提供第一方面的第三种实施方式，所述监测子站、区域网关和监测总站都设置有独立的太阳能供电设备进行供电。
10、结合第一方面的第三种实施方式，本专利技术提供第一方面的第四种实施方式，所述子站控制模块包括设置在地下的控制部和地上的天线部，控制部内包括控制模块和电池，天线部包括太阳能电池板和天线模块，天线部设置在高于地面的固定结构上，所述控制部通过地埋的线缆与子站传感器连接。
11、结合第一方面的第四种实施方式，本专利技术提供第一方面的第五种实施方式，所述子站传感器包括降湿度传感器、振动传感器以及滑坡监测传感器。
12、结合第一方面的第五种实施方式，本专利技术提供第一方面的第六种实施方式，所述滑坡监测传感器包括：
13、地表层监测器，分布在子站控制模块周围以最大稳定信号传输距离为半径的圆形区域内在地表面，并具有露出地面的天线，通过无线通信方式与近程通信模块通信连接，并在设定的定位周期内向子站控制模块发送定位信号；以及
14、地下层监测器，垂直设置在子站控制模块的下部并通过线缆与子站控制模块连接。
15、结合第一方面的第六种实施方式，本专利技术提供第一方面的第七种实施方式，所述地下层监测器为管状结构，在子站控制模块下部挖设一个盲孔，盲孔直径大于地下层监测器的直径，盲孔内壁上形成间隙小于盲孔与地下层监测器直径差的水泥护臂层，地下层监测器埋设在盲孔内并通过设置在内部的陀螺仪定期检测地下层监测器的偏转。
16、结合第一方面的第七种实施方式，本专利技术提供第一方面的第八种实施方式，在子站控制模块下部挖设一个盲孔，所述地下层监测器包括多节的子管，所有子管等轴线埋设在盲孔内且子管外壁贴合盲孔内壁；
17、在首尾两个子管的中心处分别设置一个激光收发器和一个反射器，初始状态下连接子站控制模块的激光收发器发射的光束沿子管轴线方向至反射器上返回接受信息，地下层监测器定期发射激光检测位置偏移。
18、结合第一方面的第八种实施方式，本专利技术提供第一方面的第九种实施方式，相邻的所述子管之间通过外侧设有的保持张紧状态的弹性管套连接。
19、本专利技术的有益效果为：
20、(1)本专利技术通过设有的监控子站以及区域网关的架构设计，能够应对具有复杂地形地貌的山区，通过低功耗远距离传输数据的通信方式，对较大范围区域内的传感器收集数据，且由于其低功耗的特性，使其具有较好的持续时间，并通过设置合适的太阳能发电设备，从而提供充足的待机时间，满足检测需求，同时通过程序设定，在出现特定天气情况或者检测到出现异常地质状态变化时，能够启动应急机制减小发射间隙并增大检测频率，从而满足监测要求；
21、(2)本专利技术通过设置的特殊布局结构，使得监控子站以及区域网关能够根据地形的特征，将控制部分和传感器部分设置在地面以下，然后将太阳能电池板和天线设置在地上一些固定结构上，从而根据其功能特性提高其保障性能，固定结构不仅可以单独设置，也可以利用地形地貌的特征，将其设置在一些数目或者岩石上从而减少遮挡，提高效率，同时具有电池的控制模块设置在地下也能够起到一定的保温效果；
22、(3)本专利技术通过设置的地表层监测器和地下层监测器两种类型的传感器，分别获取到地表位移情况以及地下层级位移情况，从而可针对多种地质灾害的发生前兆特征进行采集，增加判断的准确性；
23、(4)本专利技术通过子站控制模块接受其范围内均匀布置的若干地表层监测器的定期信号，通过三角定位法或者信号角度测算的方式，从而通过若干个固定点位的定位信息变化来确定附近地表是否发生位移，这种判断方法能够尽可能避免出现因为整块地面同时位移所造成的判断误差；
24、(5)本专利技术通过优化的多种地下层监测器结构和布置方式，能够以低成本和低难度的布置方式来实现高效的监测效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.岩土工程地质灾害预警监测系统，用于对山区存在影响低地势人口聚居区的地质灾害易发区域进行监测，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的岩土工程地质灾害预警监测系统，其特征在于：所述子站控制模块与近程通信模块采用LoRa、SigFox、LTE-M中的任一种通信方式进行通信，单个区域网关链接距离最远的监测子站的直线距离小于10km。
3.根据权利要求1所述的岩土工程地质灾害预警监测系统，其特征在于：所述监测总站与远程通信模块采用蜂窝网络、有线通信、超短波通信方式中的任一种进行数据传输。
4.根据权利要求1所述的岩土工程地质灾害预警监测系统，其特征在于：所述监测子站、区域网关和监测总站都设置有独立的太阳能供电设备进行供电。
5.根据权利要求4所述的岩土工程地质灾害预警监测系统，其特征在于：所述子站控制模块包括设置在地下的控制部和地上的天线部，控制部内包括控制模块和电池，天线部包括太阳能电池板和天线模块，天线部设置在高于地面的固定结构上，所述控制部通过地埋的线缆与子站传感器连接。
6.根据权利要求5所述的岩土工程地质灾害预
7.根据权利要求6所述的岩土工程地质灾害预警监测系统，其特征在于：所述滑坡监测传感器包括：
8.根据权利要求7所述的岩土工程地质灾害预警监测系统，其特征在于：所述地下层监测器为管状结构，在子站控制模块下部挖设一个盲孔，盲孔直径大于地下层监测器的直径，盲孔内壁上形成间隙小于盲孔与地下层监测器直径差的水泥护臂层，地下层监测器埋设在盲孔内并通过设置在内部的陀螺仪定期检测地下层监测器的偏转。
9.根据权利要求7所述的岩土工程地质灾害预警监测系统，其特征在于：在子站控制模块下部挖设一个盲孔，所述地下层监测器包括多节的子管，所有子管等轴线埋设在盲孔内且子管外壁贴合盲孔内壁；
10.根据权利要求9所述的岩土工程地质灾害预警监测系统，其特征在于：相邻的所述子管之间通过外侧设有的保持张紧状态的弹性管套连接。
...【技术特征摘要】
1.岩土工程地质灾害预警监测系统，用于对山区存在影响低地势人口聚居区的地质灾害易发区域进行监测，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的岩土工程地质灾害预警监测系统，其特征在于：所述子站控制模块与近程通信模块采用lora、sigfox、lte-m中的任一种通信方式进行通信，单个区域网关链接距离最远的监测子站的直线距离小于10km。
3.根据权利要求1所述的岩土工程地质灾害预警监测系统，其特征在于：所述监测总站与远程通信模块采用蜂窝网络、有线通信、超短波通信方式中的任一种进行数据传输。
4.根据权利要求1所述的岩土工程地质灾害预警监测系统，其特征在于：所述监测子站、区域网关和监测总站都设置有独立的太阳能供电设备进行供电。
5.根据权利要求4所述的岩土工程地质灾害预警监测系统，其特征在于：所述子站控制模块包括设置在地下的控制部和地上的天线部，控制部内包括控制模块和电池，天线部包括太阳能电池板和天线模块，天线部设置在高于地面的固定结构上，所述控制部通过地埋...
【专利技术属性】
技术研发人员：耿付强，尚宇宁，张春辉，吴沙沙，曾纯品，代方园，王帅，程诗悦，杨越，
申请(专利权)人：山东省地矿工程勘察院山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。