公路边坡分布式智能光纤监测技术及应用

如何准确高效监测与研判高速公路建设与运维过程中边坡失稳与滑坡等灾害信息，是公路边坡工程中极为重要的工作内容。分布式光纤传感技术，因其可远距离对监测对象进行全覆盖动态监测等特点，成为境内外重大边坡工程灾害监测预警的手段。基于云南曲靖东过境段公路边坡实时在线健康监测系统项目研究与实践，简要阐述了分布式光纤传感监测技术的基本原理、方法、数据采集、研判及系统施工中的关键技术，建立了一套完整的监测预警体系。通过近5年的运维监测及数据研判，表明分布式光纤监测系统技术可靠、采集实时、传输稳定、灵敏度高，可满足公路潜在滑坡的变形动态监测及预警预报，可供类似工程借鉴与推广，具有较高的经济价值及安全价值。     

基于SVM-BP降雨型黄土滑坡灾害安全评价模型研究

地质滑坡灾害的监测预警体系中存在地质灾害调查、数据监测和预测预警环节融合度不够、相互分散、结果评价缺失等缺点。针对降雨型黄土滑坡灾害监测预警中存在的实际问题与不足，结合多源信息和智能风险评估，提出一种准确率高且可快速评价坡体安全性的基于SVM-BP的地质灾害安全评价混合模型。以降雨型滑坡地下水监测为主，以外部诱发因素为辅，在完成滑坡形变监测、风险源辨识和搭建监测预警云平台系统的基础上，以坡体含水率易诱发边坡骤发式瞬间失稳为出发点，实现了对降雨型危险坡体的实时监测与动态安全性评价。试验数据来源于西安市某地实测数据。首先确定滑坡风险评价指标体系，并基于灰色综合关联分析法和模糊层次分析法完成初步数据筛选，然后利用SVM分类器和BP神经网络模型分别完成数据判断和评价分类，建立基于SVM-BP的安全评价混合模型。在实际工程中坡体大概率为安全状态，这使得评价模型的SVM分类器具备运行时间短、满足快速性要求的特点；BP神经网络模型能够增加对于危险状态识别的敏感度，可提高整个评价模型的准确率。对危险坡体实测数据和系统功能试验验证表明：该评价模型的准确率达到99.94%,运行时间为0.032 9 s,满...     

船舶能效信息采集与远程传输系统设计

为了实现船舶能效数据的采集和实时动态远程监测,采用了无线数据传输的方法实现了位于船舶内部不同位置传感器数据的汇总,制定了统一的通信协议,实现了基于不同通信协议的传感器数据高效采集和传输,提出了基于3G无线网络的船舶能效信息远程采集传输方案,通过实际测试发现该方案达到了预期效果,能够实时观测到目标船舶运行的实时动态数据的变化,同时在远程客户端对无线回传的数据进行了监测、显示和保存,充分说明了该方案的可行性.      

浅议GPRS与CAN总线的道路实时监测系统的设计与实现

INS-7002无线数据记录仪是采用CAN总线进行数据采集,利用GPRS进行数据传输,应用GPRS道路实时监测系统进行相关参数设置和相关数据查询。该系统可以有效提升试验验证水平,为设计产品改进提供充分依据。     

远程实时监测新技术在既有隧道变形监控中的应用

远程实时监测新技术在每个监测断面布置可自带无线模块的激光位移传感器,传感器自带无线发射模块,在一定的区域范围内自行组建成一个无线测量网络。由测试主机协调测量系统中各传感器进行测量,并将数据保存在测试主机的同时将数据通过移动网络发送到远程服务器,全球任何有网络的地方即可访问这些测量数据,实现远程无线实时的监控量测。新技术系统这些优良特性使得其在既有隧道的变形监测中具有了不可替代的优势。     

基于工业以太网的隧道施工通风环境参数自动监控系统研究

为提高隧道施工通风系统自动化、信息化水平,提出了一种基于工业以太网络的隧道施工通风监控系统结构框架。系统由上位工控机、下位1200系列PLC及相关模块和传感器组成。工控机中采用Win CC软件编写监控程序,实现隧道施工环境与工作参数的实时监测;采用神经网络算法对现场数据进行学习,得到变频器输出频率的控制规律;1200PLC通过485电缆读取传感器数据;1200PLC和工控机之间通过以太网网线、光纤和无线局域网构成工业以太网络,实现系统环境参数和工作参数的共享。系统在天目山隧道施工通风项目部进行了调试与测试,结果表明:1)1200PLC可以采用485电缆和Modbus协议在掌子面施工环境下顺利读取多个传感器的数据;2)可以采用无线WIFI技术实现衬砌台车两端信息的稳定、可靠传输;3)可以采用神经网络模型实现施工隧道环境参数与风机频率之间的非线性映射。     

自动化监测系统在滑坡变形监测的应用研究

针对传统滑坡变形监测方式存在的人工成本高、监测频率低、时效性差等问题,设计了一种自动化滑坡监测系统,能够实现监测数据的全天候自动采集、无线远程传输、自动化处理与分析。采用自动化监测系统对某国道沿线滑坡进行了地表位移监测与深部位移监测,通过获取滑坡监测点上的位移数据来分析滑坡的滑动状态和稳定状态,为滑坡治理提供预警和指导。     

基于无线物联网的桥梁应力监测系统设计

本文主要探讨采用无线传感器网络监测桥梁应力变化的系统设计,主要包括应力传感器数据采集、嵌入式系统数据处理、远程数据无线传输的关键技术实现,无线数据采集与传输模型的构建与实验,对桥梁日常实时监测提供了一种灵活、低成本的有效解决方案。     

无线传感器网络桥梁健康监测系统时钟同步设计

基于无线传感器网络构建了桥梁健康监测网络系统,为了实时检测和获取桥梁状态信息,研究了无线传感器网络桥梁健康监测系统中传感器节点间数据传输的时间同步问题.同时通过时钟同步算法仿真,验证了自适应式时间同步算法在无线传感器桥梁健康监测系统中的有效性与可靠性.仿真结果表明,非对称式自适应时钟同步算法能够较好地实现时钟同步并对桥梁的健康状况进行实时监测.     

智能轮胎下沉量实时监测系统设计

从利用轮胎下沉量表征轮胎承载状态的角度出发，设计了一款智能轮胎下沉量实时监测系统，利用单片机处理模块实现对气压、温度、激光测距传感器的集成控制，并采用无线传输的方式将各传感器采集获取的数据传送至上位机显示。经测试，系统工作稳定，满足基本使用要求。     

触发式位移计在山区公路边坡远程实时监测中的应用

地表位移是边坡变形监测中的重要特征量，而常规的地表位移监测仪器难以有效融入远程自动监测系统中。利用新型触发式位移计对公路边坡地表位移进行监测，位移计与接收器之间可以利用无线传感网进行短距离无线组网，接收器连接采集传输系统通过GPRS网络将监测数据远程实时传送到远程监控中心，形成了节能、高效、无线、实时的地表位移远程监测系统。该位移计精度可达到1 mm，通过室内标定和现场变形对比观测分析，验证了该设备的精度。通过在某高速公路边坡的安装运行，位移计成功地进行远程监测预警，根据实时的位移监测结果，为高速公路的防灾减灾提供了参考依据。     

无线自组网式钢支撑应力监测系统在地铁车站深基坑施工中的应用

为保证地铁车站深基坑施工开挖过程中钢支撑施工安全和工程质量,根据现场深基坑的实际情况,采用了无线自组网式钢支撑应力监测系统。首先,介绍了自组网式系统的组成和工作原理;其次,对钢支撑轴力重点部位合理布设WSN(无线传感器网络)协调器、WSN路由器、WSN采集器以及应力传感器进行实时监测;最后,介绍了无线自组网式钢支撑应力监测系统与普通系统的优缺点,发现该系统能够及时反馈信息,并且在一定程度上降低了人员的劳动强度,可以有效避免支撑轴力超过设计强度导致支承破坏而引起的整个支护体系失稳。     

基于BIM装配式桥梁灌浆密实度检测实验研究

以江西赣州赣南大道装配式桥梁工程为研究背景,进行装配式桥梁施工过程中盖梁孔道灌浆密实度检测的实验研究,基于BIM完成实时检测、数据可视化表达、预警通知等功能,通过互联网平台实现信息实时传递,并实现预警功能。在施工过程中应用新型阻尼振动传感器及灌浆饱满度检测仪,将传感器布设在灌浆料中,将测量得到的信号,转化为能量值和波形图数据形式上传至监测平台,结合云平台实现信息实时传递和预警通知功能,从而实现盖梁灌浆实时检测,密实度不合格的灌浆部位实时通知,进行二次灌浆以达到合格要求。研究结果显示该预制盖梁施工的实验最终达到预期功能要求,该盖梁灌浆密实度检测的方法具有较高的可靠度,能够检验施工质量,实验选取的实验方法切实可行,对改进装配式桥梁连接节点的质量,推动灌浆施工和检测技术的创新,具有参考价值。     

基于物联网的地质灾害群测群防专业化远程监测系统开发

我国在地质灾害监测方面主要有群测群防和专业监测2种手段,但其在实际应用中均存在诸多弊端。针对这一问题,以经济、自动、有效为原则,结合2种监测手段的优势,研究专业指导下的群测群防监测系统方案,开发出一套以变形数据为主要监测对象的地质灾害群测群防专业化远程监测系统(GTMS)。该系统利用监测设备可实现灾害点变形数据的实时监测与智能报警,利用网络数据管理发布平台可实现数据的有效管理与智能分析预警,可以为管理部门提供第一手监测数据,并为灾害来临前的及时预警、有效避险提供宝贵的时间。     

山区公路降雨型滑坡区域预警研究

详细调查了湖南某施工期高速公路所在区域的滑坡和降雨历史资料,统计分析了该地区滑坡发生与降雨特征的关系。在此基础上,指出采用有效降雨量作为滑坡区域预警指标的必要性。采用饱和与非饱和渗流有限元对该区域典型滑坡体进行了降雨入渗模拟,研究了降雨强度、降雨持时和降雨类型对边坡稳定性的影响,验证和修正了有效降雨量经验模型。将修正后的有效降雨量模型与滑坡发生的历史频率曲线相结合,得到了该区域降雨型滑坡预警等级模型。最后基于实时雨量监测信息,对该高速公路进行了滑坡区域预警,验证了该方法和模型的可行性。     

盾构隧道结构性态无线感知方法

为了实现盾构隧道结构性态多参量感知,构建盾构隧道运营期无线传感网络系统,考虑盾构隧道运营环境振动及粉尘、电磁干扰等特点,针对盾构隧道结构病害种类及特征,采用微机电系统研发适用于盾构隧道的无线倾角传感器、渗漏水传感器和接缝传感器。针对盾构隧道超长线性特征,采用二层网络拓扑技术,基于ZigBee协议和3G协议构建无线传感网络系统,实现对盾构隧道结构性态的多参量实时无线监测,并通过现场应用验证了系统的可靠性。结果表明:在隧道邻近基坑开挖过程中,无线传感系统可实时反映隧道结构性态变化规律。在基坑开挖不同阶段,结构变形速率与渗漏水状态实时发生相应变化;多种感知参量间数据相互支撑,盾构隧道横向收敛、纵向相对沉降与渗漏水发展规律一致;多种传感参量综合分析可更好地掌握隧道结构状态,如通过接缝传感器和倾角传感器数据综合分析,可知隧道结构发生向基坑侧旋转。因此,综合多种结构状态量监测可更加完整有效地反映盾构隧道在运营中的结构状态,从而为结构安全预警及合理养护提供技术依据。     

基于Cesium的边坡可视化监测平台研究

针对目前边坡监测信息管理系统灵活性差、可视化程度低的问题,运用BIM软件搭建参数化传感器模型,利用倾斜摄影技术采集边坡地物影像数据进行三维边坡模型重构,基于Cesium.js框架搭建边坡可视化监测Web平台,融合了监测数据、传感器模型及边坡三维模型。结合某工程实例,验证监测Web平台实现边坡监测项目的可视化、监测数据的分析预警及动态统计查询的功能,可为相关边坡监测项目可视化技术应用提供参考。     

自动化监测技术在隧道施工安全预警中的应用

通过自动化实时监测技术对公路隧道施工过程中各监测区域的形变量数据实时监测,并结合施工现象和预警方法,对监测数据的变化、突变等进行识别,针对异常监测数据及时分析和安全预警,从而减少或避免工程灾害所带来的损失。以湖南益阳滨江路隧道为依托,采用自动化实时监测预警技术,对隧道现场施工区域的围岩、初衬、边坡以及周边建筑物的变形开展监控量测,辨识监测数据的异常变化及其发展趋势。从监测结果可知,基于该自动化监测预警方法对异常监测数据所对应的监测位置发出安全预警准确可靠,从而保障隧道施工安全。     

基于物联网技术的车辆超载远程监测系统设计与实现

基于动态称重技术设计开发了车辆数据采集系统与车辆超载分级预警管理系统,通过物联网技术使各个系统相互紧密结合,建立了车辆超载远程监测系统,对车辆营运情况进行实时在线监测。该系统具有远程实时在线监测、超载状态分级预警、车辆超载执法管理、交通数据统计分析和超载历史信息查询等功能,可自动识别超载车辆并记录相关车辆荷载信息,对车辆超载情况及时发布消息进行分级预警,形成独立的数据库文件,为路政部门执法提供依据。实践应用表明:该监测系统可用于治理公路超载运输现象,对提高公路交通运输的智能化管理水平具有积极的推动作用。     

基于时间序列分析的公路降雨型滑坡位移预测

基于公路降雨型滑坡位移远程实时监测数据,从分析降雨型滑坡阶跃型变形规律出发,将滑坡总位移分解为受不利地质条件影响的趋势项位移以及受降雨影响的周期项位移,采用时间序列分析方法将两者叠加构建降雨型滑坡位移预测模型。对滑坡趋势项位移采用灰色等维新息模型进行预测,对周期项位移采用自回归模型进行预测,将两者预测值组合得到滑坡总位移预测值。以湖南娄新高速公路某滑坡实时监测预警为例,采用该模型对比分析了滑坡实测与预测时间位移曲线,表明该模型预测效果较好,能体现降雨型滑坡位移变化趋势,具有较好的应用前景。