边坡监测解决方案(某山区高速公路边坡智能监测系统))

2024-11-13 14:54:20 admin 34
边坡监测解决方案

边坡监测系统解决方案

智能监测实时预警

本项目位于某省山区高速公路K85+200至K86+400段,边坡最大高度68米,坡度约50°。采用星创易联自主研发的SG500系列工业物联网网关,构建了完整的"感知-传输-应用"三层监测体系。




一线技术工程师的项目实录

一、项目背景

2023年7月的一个午后,一通紧急电话打到了我们星创易联技术部。电话那头是某省高速公路管理局的李工,语气焦急地描述着他们在K85+200至K86+400段边坡出现的异常情况。

"上个月的持续强降雨后,我们在日常巡检中发现这段边坡出现了多处裂缝,最宽的有3厘米..."李工的描述让我们意识到情况的严重性。这段边坡位于山区高速的关键路段,最大高度达68米,坡度约50°,一旦发生滑坡,后果不堪设想。

接到任务的第二天,我就带领技术团队赶赴现场。站在边坡下,抬头仰望陡峭的山体,看着表面纵横交错的裂缝和多处的渗水点,我明白这将是一个极具挑战性的项目。

二、方案设计

经过两天的现场踏勘和资料分析,我们发现这处边坡的地质条件异常复杂。主要为强风化板岩,节理发育,遇水后极易软化。更糟糕的是,现场多处渗水点的存在,意味着地下水活动频繁。

在项目部临时会议室里,我和团队连续工作了36个小时,最终确定了一套完整的监测方案。这套方案的核心是建立一个全方位的智能监测系统,包括位移监测、地下水监测、降雨量监测等多个子系统。

三、系统部署

3.1 前期准备

8月初,我们正式进场施工。第一个挑战就来自设备进场。由于边坡地形陡峭,常规车辆无法到达安装位置。最终,我们不得不租用了一台小型履带运输车,甚至有些位置需要人工搬运设备上山。

记得有一次,为了安装一个GNSS基准站,我和老王背着设备徒步爬了将近两小时山路。当到达山顶时,我们的工作服已经完全被汗水浸透。但看着眼前开阔的视野,我们都明白这里是安装基准站的最佳位置。

3.2 监测点位布设

根据现场情况,我们将整个监测区域划分为三个重点区域。A区是主滑坡体区域,这里的裂缝发育最为明显;B区主要是次生裂缝发育区;C区则是渗水影响区域。

在A区的部署过程中,我们遇到了意想不到的困难。原计划安装深部位移计的位置,钻机刚钻到8米深就遇到了硬质岩层。经过反复论证,我们调整了钻孔位置,最终在15米深处成功安装了位移计。

3.3 数据传输网络构建


数据传输网络构建

2023年8月的一个闷热午后,我带领技术团队第一次到达项目现场。站在这段山区高速公路边,看着陡峭的边坡和已经出现的裂缝,我们深感责任重大。最棘手的问题是如何在这种复杂地形下构建一个稳定的数据传输网络。经过反复论证,我们决定采用星创易联自主研发的SG500系列工业物联网网关作为数据传输核心。

3.3.1 现场感知层搭建历程

第一周的部署工作异常艰难。8月的山区时常有暴雨,我们必须在雨停的间隙抢时间施工。记得在安装第一个GNSS基准站时,为了找到信号最好的位置,我和老王扛着设备在山顶足足测试了一整天。最终选定的位置虽然信号良好,但没有市电供应。这迫使我们临时调整方案,加装了太阳能供电系统。

现场的供电问题着实让我们吃了不少苦头。原本设计的市电接入方案,因为当地电网不稳定,经常出现电压波动。有一次就因为这个原因,烧坏了两个倾斜传感器的采集器。痛定思痛,我们紧急从深圳调来了一批工业级防雷器和UPS,对供电系统进行了全面改造。同时,我们将每个监测分区的供电系统都改成了"市电+太阳能+UPS"的三重保护方案。记得调试那天下着大雨,我和小李穿着雨衣在设备箱前忙活了整整一天,终于实现了供电的稳定切换。

3.3.2 网络传输层的突破

网络传输问题是另一个巨大的挑战。刚开始部署SG500网关时,我们发现山区的4G信号时断时续。通过多次现场信号测试和天线角度调整,我们发现在海拔较高的A区,信号强度和稳定性都比较好,而在山谷的B区则经常出现信号盲区。

记得有一次凌晨三点,监控平台突然显示B区数据中断。我立即赶到现场,发现是山体遮挡导致信号变弱。经过反复测试,我们最终在B区架设了一个5米高的信号增强杆,并调整了天线方向,这才解决了信号问题。为了防止类似情况再次发生,我们在每个网关上都配置了双SIM卡,同时接入移动和联通网络,实现自动切换。


sg500工业网关


后来下了一场大暴雨,持续了整整三天。这场雨也验证了我们网关的可靠性。当时虽然外网中断,但SG500的本地存储完整记录了72小时的监测数据。网络恢复后,历史数据自动补传,一个数据点都没有丢失。这次经历让我们对设备的稳定性更有信心。

3.3.3 应用服务层的优化

边缘计算部署也经历了一次重大调整。最初,我们将边缘服务器放在临时机房,但发现机房空调经常跳闸,导致设备过热。通过与项目部协调,我们在A区监测站旁边专门建了一个小型设备间,配备了工业空调和除湿机,这才解决了环境问题。

系统运行一个月后,我们发现数据量远超预期。每天产生的原始数据就达到了20GB以上。这迫使我们重新设计了数据存储方案,采用分级存储策略:边缘节点保留30天原始数据,云平台则永久存储处理后的数据。同时,我们开发了一个智能数据压缩算法,将传输带宽需求降低了80%。

记得有一次,地质专家反馈说监测数据延迟太大,影响分析判断。我们立即调整了边缘计算策略,将部分分析功能前移到边缘节点。这个改动使得预警时间从原来的5分钟缩短到了30秒以内,得到了专家们的一致好评。

现在,这套系统已经稳定运行了3个月。每当看到监控大屏上源源不断传来的数据,想到这些数据背后承载着保障道路安全的重任,我都倍感自豪。这不仅是一套数据传输网络,更是我们团队用智慧和汗水铸就的安全防线。


3.4 监测预警平台搭建

系统平台的调试阶段,我们在现场住了整整两周。每天早上6点开始工作,常常忙到深夜。记得有一次,凌晨2点收到系统报警,显示C区一个传感器数据异常。我和小李顶着夜色赶到现场,发现是传感器接口松动导致。这次经历促使我们开发了设备自诊断功能,大大提高了系统可靠性。

四、系统运行效果

系统上线三个月来,成效显著。10月中旬的一场暴雨中,系统提前72小时预警到A区滑坡体出现异常变形。运营方及时采取了临时加固措施,成功避免了一次潜在的险情。

监测数据显示:

GNSS监测精度达到水平±2mm,垂直±3mm

实现了毫米级的形变监测

系统可用性达到99.9%

预警响应时间小于30秒

五、经验总结

这个项目让我深刻体会到,在工程实践中,纸上的方案往往需要根据现场情况不断调整。最重要的是要有随机应变的能力和不怕困难的决心。

现在,每次经过这段高速时,看着路边安静工作的监测设备,都会感到由衷的自豪。这不仅是一个技术项目,更是一份守护公共安全的责任。

六、持续优化

我们仍在持续优化系统:

正在开发基于AI的预警模型

计划增加视频监控功能

准备扩展监测范围

通过这个项目,我们不仅积累了宝贵的经验,也为后续类似项目打下了坚实的基础。正如项目负责人在验收会上说的:"这不仅是一个监测系统,更是一个智慧工程的样板。"



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