【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及边坡监测，具体为一种边坡垮塌监测系统及方法。
技术介绍
1、随着经济的快速发展与社会的进步，基础建设获得了迅猛发展，但不可避免地也带来了诸多地质灾害，尤其是丘陵地区和山区的城市建设，由于道路建设的特殊性，深挖路堑经常出现，高边坡、风化较严重等的边坡，公路、铁路沿线边坡，新建隧道洞口边坡、临时开挖路基边坡，基坑等，尤其是道路由于滑坡中断抢险时，边坡垮塌事件时有发生。
2、针对道路边坡，其稳定性影响因素通常有地层及岩性特征、地质构造特征、地形地貌特征、城市道路边坡结构类型特征、气候水文地质特征及其它影响因素。一些区域发生的边坡垮塌事故，已造成巨大的经济损失和不良的社会影响。
3、如果能对边坡以及支护结构的状态进行监测，掌握边坡岩石移动状况，发现边坡破坏预兆，对边坡位移的速度、方向等进行的监测，从而对边坡以及支护结构的健康状况给出评估，一是边坡垮塌时如果附近有人员活动，通过报警告知人员及时采取避险措施，防止人员伤亡；二是及时通知远处管理人员，告知垮塌发生，及时采取针对性措施，将会大大降低灾害发生的概率。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种边坡垮塌监测系统及方法，能够实时监测边坡位移的速度、方向等，并可及时发出预警信息，以降低灾害发生的概率。技术方案如下：
2、一种边坡垮塌监测系统，包括设置于各观测点上的姿态监测仪、无线收发站和预警单元；姿态监测仪内设有用于测量加速度和角度的陀螺仪；
3、所述陀螺仪处于
4、并通过陀螺仪采集角度信号，当角度值超过预设阈值时，预警单元通过无线收发站发出预警信息；
5、同时判断加速度信号，当加速度值超过预设阈值时，预警单元也通过无线收发站发出预警信息。
6、进一步的，所述姿态监测仪内还设有机械角度传感器，所述机械角度传感器处于实时监测状态，用于在垮塌徐变阶段，加速度信号不能及时唤醒休眠设备时，通过采集到的角度信号唤醒休眠设备，以防止漏报。
7、更进一步的，各观测点上的姿态监测仪通过拉紧的钢丝绳连接到稳定点，用于在观测点因垮塌而移动时，将姿态监测仪拉至倾斜，并通过陀螺仪采集倾斜角度，当倾斜角度值超过预设阈值时，预警单元通过无线收发站发出预警信息，以防止误报。
8、更进一步的，所述姿态监测仪内设有uwb测距模块；在稳定点设置无线测量基站，当观测点上的姿态监测仪唤醒后，通过uwb测距模块实时监测观测点与无线测量基站的距离，当距离变化超过预设阈值时，预警单元通过无线收发站发出预警信息。
9、本专利技术还提供了一种边坡垮塌监测方法，包括以下步骤：
10、步骤1：实时采集加速度信号，通过采集到的加速度信号的触发来唤醒休眠设备；
11、步骤2：姿态监测仪被唤醒后，通过陀螺仪采集角度信号；
12、步骤3：判断，若角度变化超过设定的角度阈值，将按照预设角度阈值实施预警或报警；
13、步骤4：不断监测加速度变化，若单位时间内加速度方向一致，且超过加速度阈值，按照预设加速度阈值实施预警或报警；
14、步骤5：通过加速度一次时间积分，得出单位时间内速度，再通过二次积分得出单位时间内观测点位移，如果测点位移量超过位移阈值，则实施预警或报警。
15、进一步的，所述步骤1中，通过采集到的加速度信号的触发来唤醒休眠设备是，通过振动过滤算法过滤掉误报的情况，即：将特定时间段连续采集加速度值相加，当得到的和不等于同样时间段内连续采集加速度值的绝对值相加时，则判断为振动引起，不唤醒休眠设备；如果相等，则唤醒休眠设备。
16、更进一步的，振动过滤算法具体为：将50ms所测得的5次数据作为一次振动判断的依据，对5次数据做处理得出两个值：5次数据的和的绝对值（|a1+a2+a3+a4+a5|），以及5次数据的绝对值的和（|a1|+|a2|+|a3|+|a4|+|a5|）；若两次数据不相等，则此轮测得的5次数据中有方向相反的数据，即可判断为振动。
17、本专利技术的有益效果是：本专利技术的边坡垮塌监测系统能够实时监测边坡位移的速度、方向等，并可及时发出预警信息，通过采取必要措施，以降低灾害发生的概率；同时通过及时报警，让处于危险区域的人员及时采取避险措施，尽量避免人员伤亡；能够通过采集到的加速度数据信号触发来唤醒姿态监测仪，实现低功耗；同时，还可以通过过滤算法过滤掉误报的情况，提高监测结果的准确率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种边坡垮塌监测系统，其特征在于，包括设置于各观测点上的姿态监测仪、无线收发站和预警单元；姿态监测仪内设有用于测量加速度和角度的陀螺仪；
2.根据权利要求1所述的边坡垮塌监测系统，其特征在于，所述姿态监测仪内还设有机械角度传感器，所述机械角度传感器处于实时监测状态，用于在垮塌徐变阶段，加速度信号不能及时唤醒休眠设备时，通过采集到的角度信号唤醒休眠设备，以防止漏报。
3.根据权利要求1所述的边坡垮塌监测系统，其特征在于，各观测点上的姿态监测仪通过拉紧的钢丝绳连接到稳定点，用于在观测点因垮塌而移动时，将姿态监测仪拉至倾斜，并通过陀螺仪采集倾斜角度，当倾斜角度值超过预设阈值时，预警单元通过无线收发站发出预警信息，以防止误报。
4.根据权利要求1所述的边坡垮塌监测系统，其特征在于，所述姿态监测仪内设有UWB测距模块；在稳定点设置无线测量基站，当观测点上的姿态监测仪唤醒后，通过UWB测距模块实时监测观测点与无线测量基站的距离，当距离变化超过预设阈值时，预警单元通过无线收发站发出预警信息。
5.一种采用权利要求1所述的边坡垮塌监测系统的监测
6.根据权利要求5所述的监测方法，其特征在于，所述步骤1中，通过采集到的加速度信号的触发来唤醒休眠设备是，通过振动过滤算法过滤掉误报的情况，即：将特定时间段连续采集加速度值相加，当得到的和不等于同样时间段内连续采集加速度值的绝对值相加时，则判断为振动引起，不唤醒休眠设备；如果相等，则唤醒休眠设备。
7.根据权利要求6所述的监测方法，其特征在于，振动过滤算法具体为：将50ms所测得的5次数据作为一次振动判断的依据，对5次数据做处理得出两个值：5次数据的和的绝对值（|a1+a2+a3+a4+a5|），以及5次数据的绝对值的和（|a1|+|a2|+|a3|+|a4|+|a5|）；若两次数据不相等，则此轮测得的5次数据中有方向相反的数据，即可判断为振动。
...【技术特征摘要】
1.一种边坡垮塌监测系统，其特征在于，包括设置于各观测点上的姿态监测仪、无线收发站和预警单元；姿态监测仪内设有用于测量加速度和角度的陀螺仪；
2.根据权利要求1所述的边坡垮塌监测系统，其特征在于，所述姿态监测仪内还设有机械角度传感器，所述机械角度传感器处于实时监测状态，用于在垮塌徐变阶段，加速度信号不能及时唤醒休眠设备时，通过采集到的角度信号唤醒休眠设备，以防止漏报。
3.根据权利要求1所述的边坡垮塌监测系统，其特征在于，各观测点上的姿态监测仪通过拉紧的钢丝绳连接到稳定点，用于在观测点因垮塌而移动时，将姿态监测仪拉至倾斜，并通过陀螺仪采集倾斜角度，当倾斜角度值超过预设阈值时，预警单元通过无线收发站发出预警信息，以防止误报。
4.根据权利要求1所述的边坡垮塌监测系统，其特征在于，所述姿态监测仪内设有uwb测距模块；在稳定点设置无线测量基站，当观测点上的姿态监测仪唤醒后，通过uwb测距模块实时监测观测点与无线测...
【专利技术属性】
技术研发人员：程玉培，李得峰，林亮，宋洋，石庆钧，洪习成，徐继武，杨林，李旻宁，
申请(专利权)人：四川交奥智控防护科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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