一種高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統技術方案

本發明專利技術公開了一種高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統，包括依次連接的監測單元、數據采集單元、數據庫管理單元、無線通信單元和遠程監管中心。本發明專利技術所述高填方路基變形與土石壩無線實時監測系統，可以克服現有技術中效率低、誤差大、成本高、精確度低和自動化程度低等缺陷，以實現效率高、誤差小、成本低、精確度高和自動化程度高的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及路基與土石壩變形監測系統
，具體地，涉及一種高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統。
技術介紹
路基與土石壩指的是按照路線位置和一定技術要求修筑的作為帶狀構造物，是鐵路、公路和水利工程的基礎，一般用土料、石料或混合料修筑而成。路基(subgrade, substructure),是由填筑或開挖而形成的直接支承軌道的結構，也叫做線路下部結構。路基與橋梁、隧道相連，共同構成一條線路。路基依其所處的地形條件不同，有兩種基本形式:路堤和路暫，俗稱填方和挖方。鐵路路基的作用是在路基面上直接鋪設軌道結構。因此，路基是軌道的基礎，它既承受軌道結構的重量，即靜荷載，又同時承受列車行駛時通過軌道傳播而來的動荷載(參見路基荷載)。路基同軌道一起共同構成的這種線路結構是一種相對松散連結的結構形式，抵抗動荷載的能力弱。建造路基的材料，不論填或挖，主要是土石類散體材料，所以路基是一種土工結構。因而路基經常受到地質、水、降雨、氣候、地震等自然條件變化的侵襲和破壞，抵抗能力差。因此，路基應具有足夠的堅固性、穩定性和耐久性。對于高速鐵路，路基還應有合理的剛度，以保障列車高速行駛中的平穩性和舒適性。路基本體包括用天然土、石所填筑的路堤和在天然地層中挖出的路塹，它直接支撐軌道，承受通 過軌道的列車荷載，是路基的主體。路基本體根據地質條件和填筑材料的不同，又可分為路堤、路塹、半路堤、半路塹、半堤半塹、不填不挖路基六種基本形式。但是，目前路基監測的手段，存在測量效率低、測量誤差大、測量成本高、測量參數不全面、不能實現自動監測等不足，不能滿足我國道路高速發展特別是客運專線運行的需要。土石壩泛指由當地土料、石料或混合料，經過拋填、輾壓等方法堆筑成的擋水壩。當壩體材料以土和砂礫為主時，稱土壩、以石渣、卵石、爆破石料為主時，稱堆石壩；當兩類當地材料均占相當比例時，稱土石混合壩。目前，土石壩是世界壩工建設中應用最為廣泛和發展最快的一種壩型。隨著科技的進步和國民經濟的發展，水利水電工程的建設規模和速度都在快速增長，隨之而來的各種工程事故也層出不窮，所以，大壩的變形監測工作就顯得尤為重要。我國相關規范規定，大壩變形是安全監測中重要的必測項目，已受到水利水電工程界的廣泛重視。土石壩的觀測工作是通過各種儀器設備和工具，對正在施工和投入運用的結構物的變形、應力和滲流以及結構內部和其他集中的孔隙水壓力，進行經常的、系統的觀察和測量是檢驗、預測、法律和研究所必需的。土石壩自動化監測系統的建設是一項復雜的系統工程，它不僅要實現對現場采集單元的控制和數據遠傳功能，而且涉及了大量基于水工專業知識和統計理論知識的數據監控和報警問題。在實現本專利技術的過程中，專利技術人發現現有技術中至少存在效率低、誤差大、成本高、精確度低和自動化程度低等缺陷。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，針對上述問題，提出一種高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統，以實現效率高、誤差小、成本低、精確度高和自動化程度高的優點。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是:一種高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統，包括依次連接的監測單元、數據采集單元、數據庫管理單元、無線通信單元和遠程監管中心。進一步地，所述監測單元，包括依次連接至所述數據采集單元的位移傳感器和傳感器適配電路。進一步地，所述位移傳感器，包括差分GPS位移監測裝置。進一步地，所述數據庫管理單元，包括微控制單元，以及分別與所述微控制單元連接的存儲單元和外部輔助設備；所述數據采集單元與存儲單元連接，所述無線通信單元與微控制單元連接。進一步地，所述外部輔助設備，包括分別與所述微控制單元連接的串行接口擴展和并行光電隔離接口。進一步地，所述無線通信單元，包括分別與所述微控制單元連接的GPRS傳輸模塊和GPS模塊。進一步地，所述遠程監管中心，包括設在室內、且具有數據接收軟件的計算機。本專利技術各實施例的高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統，由于包括依次連接的監測單元、數據采集單元、數據庫管理單元、無線通信單元和遠程監管中心，可以實現對路基變形的全天候、實時監測；從而可以克服現有技術中效率低、誤差大、成本高、精確度低和自動化程度低的缺陷，以實現效率高、誤差小、成本低、精確度高和自動化程度高的優點。本專利技術的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術而了解。下面通過附圖和實施例，對本專利技術的技術方案做進一步的詳細描述。附圖說明附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本專利技術的實施例一起用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的限制。在附圖中: 圖1為本專利技術高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統的工作原理示意 圖2為本專利技術高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統中數據庫管理單元的工作原理示意 圖3為用于高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統和監測中心溝通的無線通信單元的工作原理示意 圖4為本專利技術高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統的工作流程示意圖。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。根據本專利技術實施例，提供了一種高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統，可以實現對路基與土石壩整體沉降變形、局部沉降與變形、截面內不同層的沉降與變形的長時間實時自動監測，主要技術性能指標達到國際先進水平。如圖1-圖4所示，本實施例的高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統，主要包括監測單元、數據采集單元、無線通信單元和數據庫管理單元等。該高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統的設計和應用不僅具有重要的現實意義，而且具有重要的科學意義，將對推動和發展數字化、智能化道路工程發揮積極的作用。在圖1-圖4中，本實施例的高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統，包括依次連接的監測單元、數據采集單元、數據庫管理單元、無線通信單元和遠程監管中心。其中，上述監測單元，可以包括依次連接至數據采集單元的位移傳感器和傳感器適配電路。數據庫管理單元，可以包括微控制單元，以及分別與微控制單元連接的存儲單元和外部輔助設備；數據采集單元與存儲單元連接，無線通信單元與微控制單元連接。無線通信單元，可以包括分別與微控制單元連接的GPRS傳輸模塊和GPS模塊。遠程監管中心，可以包括設在室內、且具有數據接收軟件的計算機。具體地，上述位移傳感器，可以包括差分GPS位移監測裝置。外部輔助設備，可以包括分別與微控制單元連接的串行接口擴展和并行光電隔離接口。上述實施例的實施例的高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統，利用遠程監測的思想，旨在研制一種能對現場儀器進行無線遙測和數據自動回收的遠程監測系統，不但可將現場的監測數據傳回中心站，也可把中心站的指令傳到現場的監測儀器中，這樣可以大幅度提高工作效率和提高監測的實時性。上述實施例的實施例的高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統，首先使用激光技術、無線網絡傳輸技術、各種先進傳感技術等現代高新成熟技術實現對一段范圍的路基沉降與變形的全面實時監測。在研究這四種自動測量與數據采集技術即①路基與土石壩分層沉降自動測量與數據采集技術、②路基與土石壩橫向剖面變形自動測量與數據采集技術、③地面激光自動掃描測量技術和④數據采集與遠程本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統，其特征在于，包括依次連接的監測單元、數據采集單元、數據庫管理單元、無線通信單元和遠程監管中心。

【技術特征摘要】
1.一種高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統，其特征在于，包括依次連接的監測單元、數據采集單元、數據庫管理單元、無線通信單元和遠程監管中心。2.根據權利要求1所述的高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統，其特征在于，所述監測單元，包括依次連接至所述數據采集單元的位移傳感器和傳感器適配電路。3.根據權利要求2所述的高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統，其特征在于，所述位移傳感器，包括差分GPS位移監測裝置。4.根據權利要求1所述的高填方路基與土石壩變形無線實時監測系統，其特征在于，所述數據庫管理單元，包括微控制單元，以及分別與所述微控制...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉升傳，朱建國，張志建，李永荃，楊志峰，張國棟，沈贛華，段輝林，
申請(專利權)人：新疆北新路橋集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：