【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工程安全，尤其涉及一种道路坍塌监测预警系统及预警方法。
技术介绍
1、现今，道路结构安全面临的挑战日益严峻，突发坍塌灾害的风险不断攀升。为了确保交通安全并减少对社会的负面影响，实现可靠且高效的监测与预警系统变得至关重要。
2、根据统计数据，导致道路塌陷的主要因素包括土体自然压实沉降、管线漏水以及地表水下渗。这些问题通常源于地下水位的变化或季节性气候影响(如北方冬季冻土春季融化)，这些变化会导致土壤含水量急剧增加，进而破坏道路基层结构。此外，管线漏水和地表水下渗会使得水分从侧面及下方渗透到道路基础层和地基中，浸泡后土壤含水量增大，重量增加，从而压缩形成空洞，最终在车辆动荷载的作用下导致路面坍塌。
3、近年来，全球气候变化加剧了降水模式的改变，增加了道路结构受损的风险。尽管探地雷达技术已经取得了显著进步，实现了地下三维结构成像，并结合gps/北斗导航提供实时数据，但其应用范围仍然受限于设备成本和技术局限。探地雷达探测结果可能迅速失效，尤其是在强降雨等情况下，地下条件可以短时间内发生重大变化，导致之前的安全评估失去意义。
4、因此，针对道路结构安全的需求，迫切需要一种能够长期有效监测和快速精准预警的方法。
技术实现思路
1、本专利技术就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种道路坍塌监测预警系统及预警方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，一种道路坍塌监测预警系统，包括地下部分；该地下部分包括塌陷测定盒及塌陷测定锥。
3、塌陷测定盒：包括外壳，该外壳内部设置报警滑动总线管及环形总线触发器。
4、报警滑动总线管：位于塌陷测定盒内部，上方连接网线、电源线，的管道用于承载环形总线触发器，根据拉拽移动控制报警灯的开启。
5、环形总线触发器用于触碰报警灯滑动触发环的不同部分，从而激活相应的报警级别。
6、塌陷测定锥：与塌陷测定盒配合使用，且1个塌陷测定盒与至少2个塌陷测定锥相连；每个塌陷测定锥均通过套管连接塌陷测定盒；塌陷测定锥位于塌陷测定盒之下，随着土壤下沉而移动。
7、塌陷测定锥通过顶部的沉降套环与碳纤维材质的绑线相连，该绑线进入塌陷测定盒内部，并最终连接到塌陷测定盒的报警滑动总线管上。
8、进一步地，绑线还通过转角分线盘，连接到位于信息端子箱内的网线分线盘；网线分线盘用于将一束网线分发给各个监测点，并确保每个监测点的网线接头与绑线牢固绑定。
9、在正常情况下，绑线处于适当的张力下，不会对网线接头造成额外的压力；此时，所有监测点的数据都可以通过网线回传到信息中心，进行实时监控和分析。
10、当地下土壤发生显著沉降时，塌陷测定锥会随之下沉，进而拉动绑线；随着绑线逐渐收紧，开始施加更大的拉力于网线接头上；一旦绑线的拉力超过了预设阈值，网线接头就会被拉开，导致该监测点与信息中心之间的通信中断；表示地下结构已经发生了严重的变形或坍塌。
11、进一步地，塌陷测定盒还配备了温度湿度测量仪与沉降弹簧，用于持续监控周围环境的变化并将数据上传至信息中心。
12、其中，温度湿度测量仪用于反应土壤真实条件。
13、沉降弹簧的一端通过套环固定在塌陷测定盒的顶部或侧面，确保其能够在土壤沉降时随盒子一起移动；沉降弹簧的另一端则连接到塌陷测定锥或绑线上，形成一个完整的力学传导路径；沉降弹簧作为机械位移传感器，用来测量塌陷测定盒相对于初始位置的垂直位移。
14、进一步地，沉降弹簧工作过程：当塌陷测定锥由于土壤沉降而向下移动时，它会拉动绑线，进而使沉降弹簧产生拉伸变形。此时，可以通过测量弹簧所受拉力f和已知的劲度系数k来计算出塌陷测定盒向下移动的距离x。
15、沉降弹簧上部连接有网线内的传感器，该传感器能够实时监测弹簧的拉力变化，并将其转换为电子信号发送给信息处理系统；系统根据塌陷测定盒的位移量，以此衡量基层土壤的沉降程度。
16、进一步地，监测预警系统配备了摄像头，用于拍摄现场情况。
17、进一步地，监测预警系统还包括地上部分；该地上部分包括设置在灯杆上的信息端子箱、报警投影灯，信息端子箱内集成信息处理系统，信息端子箱内还装有滑轮组件，滑轮组件的一端连接撞击压块，滑轮组件另一端伸出信息端子箱后与荧光条幅连接；灯杆内腔容纳有预警撞击器，预警撞击器通过伸缩控制器卡接于灯杆内腔、撞击压块的下方。
18、灯杆内腔、预警撞击器下方设置有撞击筒，撞击筒顶部敞开，内装有叠氮化钠预警药包；且撞击筒一侧开设有与喇叭口，喇叭口上盖有喇叭口盖子，喇叭口内放置折叠的荧光条幅。
19、当塌陷测定盒下沉时，会拉动绑线，最终导致网线断开；信息端子箱内的信息处理系统接收到这一信号后，报警投影灯闪烁并进行投影；同时，伸缩控制器接收到撞击信号后回收弹簧，使预警撞击器在重力作用下下落撞击叠氮化钠预警药包，导致物态变化释放大量气体冲开喇叭口盖子，并将折叠的荧光预警条幅推出；并根据线杆高度提前计算好时间，放开预警压块，使其下落将条幅拉拽上升。
20、进一步地，地上部分还包括：
21、太阳能电池板安装在灯杆顶部，通过电线连接到信息端子箱。
22、路灯：用于保证夜间道路的正常照明；路灯通过电线连接到太阳能电池板和信息端子箱。
23、路边设备箱：用于容纳电气设备，保护内部组件免受外界环境影响，路边设备箱埋设在路灯杆下方或包裹路灯杆，路边设备箱采用不锈钢材质并涂刷防水防锈油漆。
24、进一步地，监测预警系统还包括土壤检测仪，用于进一步监控道路基层及以下的土壤沉降。
25、道路坍塌监测预警方法，所述预警方法基于道路坍塌监测预警系统，具体包括步骤：
26、s101：通过土壤检测仪、温度传感器等持续监控地表水渗入、地下水位变化及其他潜在干扰因素；一旦检测到异常变化，立即启动后续步骤。
27、s102：基层或者地基土被水浸入，土体向下收缩，出现中空。
28、s103：土壤检测仪检测到下方湿度变化异常，反馈信息数据，作出预警，中央处理系统根据数据判断异常变化的后果，并及时发出反馈信息。
29、s104：当系统判定道路基层或地基土壤发生严重变形时，塌陷测定设备依靠重力作用下滑，直至绑线长度耗尽并最终拉断网线，触发报警机制。这一过程确保了即使在网络通信中断的情况下也能启动应急响应，通过绑线富余预留处大约5cm-10cm左右的空间，避免施工扰动引发断网。
30、s105：多渠道预警，包括：
31、视觉预警：节点报警灯亮起，安装在道路两侧的摄像头开始录制现场图像，通过无线通信模块实时回传至中央处理系统。
32、声光预警：荧光预警条幅升起，配合声音警报。
33、远程通知：通过短信、app推送通知，扩大预警范围，通过无线通信模块发送通知。
34、s106：采集到的信息，如图像、视频、传感本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种道路坍塌监测预警系统，其特征在于，包括地下部分；该地下部分包括：
2.根据权利要求1所述的道路坍塌监测预警系统，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的道路坍塌监测预警系统，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的道路坍塌监测预警系统，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的道路坍塌监测预警系统，其特征在于，监测预警系统配备了摄像头，用于拍摄现场情况。
6.根据权利要求1所述的道路坍塌监测预警系统，其特征在于，监测预警系统还包括地上部分；该地上部分包括设置在灯杆上的信息端子箱、报警投影灯，信息端子箱内集成信息处理系统，信息端子箱内还装有滑轮组件，滑轮组件的一端连接撞击压块，滑轮组件另一端伸出信息端子箱后与荧光条幅连接；灯杆内腔容纳有预警撞击器，预警撞击器通过伸缩控制器卡接于灯杆内腔、撞击压块的下方；
7.根据权利要求6所述的道路坍塌监测预警系统，其特征在于，地上部分还包括：
8.根据权利要求6所述的道路坍塌监测预警系统，其特征在于，监测预警系统还包括土壤检测仪，用于进一步监控道路基层及以下的土壤
9.道路坍塌监测预警方法，其特征在于，所述预警方法基于道路坍塌监测预警系统，具体包括步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种道路坍塌监测预警系统，其特征在于，包括地下部分；该地下部分包括：
2.根据权利要求1所述的道路坍塌监测预警系统，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的道路坍塌监测预警系统，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的道路坍塌监测预警系统，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的道路坍塌监测预警系统，其特征在于，监测预警系统配备了摄像头，用于拍摄现场情况。
6.根据权利要求1所述的道路坍塌监测预警系统，其特征在于，监测预警系统还包括地上部分；该地上部分包括设置在灯杆上的信息端子箱、报警投影...
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