高速铁路边坡监测、分析及预警装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高速铁路边坡监测、分析及预警装置，包括地下水位信息采集模块、地表位移信息采集模块、存储模块、控制模块、监测预警模块、通讯模块以及显示模块。其中控制模块作为核心模块用于控制地下水位信息采集模块、地表位移信息采集模块、存储模块、监测预警模块、通讯模块以及显示模块的功能实现；监测预警模块对存储模块信息进行处理分析，通过采集到的地下水位信息以及地表位移信息判断高速铁路边坡是否发生滑坡；开始预警后，由显示模块显示预警信息，由通讯模块将滑坡信息发送到相关控制管理部门。本发明专利技术还公开了一种高速铁路边坡监测、分析及预警方法。

High speed railway slope monitoring, analysis and early warning device and method

The invention discloses a high-speed railway slope monitoring, analysis and early warning device, which comprises a groundwater level information acquisition module, a surface displacement information acquisition module, a storage module, a control module, a monitoring and early warning module, a communication module and a display module. As the core module, the control module is used to control the functions of the groundwater level information acquisition module, the surface displacement information acquisition module, the storage module, the monitoring and early warning module, the communication module and the display module; the monitoring and early warning module processes and analyzes the information of the storage module, and collects the groundwater level information. After the early warning, the display module displays the early warning information, and the communication module sends the landslide information to the relevant control and management departments. The invention also discloses a high-speed railway slope monitoring, analysis and early warning method.

【技术实现步骤摘要】
高速铁路边坡监测、分析及预警装置及方法
本专利技术属于高速铁路安全信息监测与预警
，涉及一种高速铁路边坡监测、分析及预警装置及方法。
技术介绍
近些年来，随着经济的飞速发展，人们对交通出行的需求日益多样化。为了尽量满足公众对于出行时间、舒适度等方面的要求，高速铁路应运而生。高速铁路作为一种快速、便捷的交通方式，推广不久即得到出行人群的青睐。同时，高速铁路还具有载客量大的特点，因此交通安全尤为重要。其中，高速铁路沿线的边坡滑坡会引发严重的交通事故，因此需要一种边坡监测装置对边坡滑坡进行预警，避免发生此类交通事故。目前，国内已经有关于边坡滑坡监测的相关专利，但是技术居多，完成的专利技术专利一般是利用光栅位移传感器对边坡滑坡进行监测，监测方式单一。为了提高高速铁路边坡监测的有效性，通过分析边坡滑坡的种类以及原因，设计了两种监测方式同时对边坡滑坡进行监测；另外通过实时通讯可以将预警信息向外界传播，有利于及时采取预防措施。因此，需要一种高速铁路边坡监测、分析及预警装置以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的缺陷，提供一种高速铁路边坡监测、分析及预警装置。为解决上述技术问题，本专利技术的高速铁路边坡监测、分析及预警装置所采用的技术方案为：一种高速铁路边坡监测、分析及预警装置，包括地下水位信息采集模块、地表位移信息采集模块、存储模块、控制模块、监测预警模块、通讯模块和显示模块，所述地下水位信息采集模块、地表位移信息采集模块、存储模块、监测预警模块、通讯模块和显示模块均连接所述控制模块；所述下水位信息采集模块用以对高速铁路边坡的地下水位进行监测，并将监测信息记录在存储模块中；所述地表位移信息采集模块用以对高速铁路沿线边坡的地表岩体移动进行监测，并将监测信息记录在存储模块中；所述存储模块用以储存地下水位信息和地表岩体移动信息；所述监测预警模块用以对地下水位信息和地表岩体移动信息进行监测和预警，根据监测数据的计算结果判断当前地下水位是否超出预警值，以及地表岩体的空间移动距离、速度和加速度是否在安全范围内，两者任意一方达到预警临界值，即启动预警；所述显示模块用以对预警信息进行显示；所述控制模块将预警信息发送到所述显示模块，并通过所述通讯模块将预警信息反馈到控制终端，实现高速铁路边坡监测及预警过程。更进一步的，所述控制模块为单片机。更进一步的，所述地下水位信息采集模块包括超声波水位传感器，置于边坡滑坡影响区的监测井内。更进一步的，所述地表位移信息采集模块包括角位移传感器，置于边坡断面各铰接点连接处。更进一步的，所述显示模块包括警示灯，所述警示灯置于边坡下方的铁路沿线处。有益效果：本专利技术的高速铁路边坡监测、分析及预警装置采用地表位移监测以及地下水位监测两种监测形式，更有利于发现边坡滑坡的趋势，能够有效地避免单一监测的风险，即使一种监测方式出现问题，还有另外一种监测方式能够对边坡的安全性进行监测。本专利技术还公开了一种高速铁路边坡监测、分析及预警方法，采用如权利要求1-5任一项所述的高速铁路边坡监测、分析及预警装置，包括以下步骤：步骤S01：利用地下水位信息采集模块获取地下水位高度h，并记录到存储模块中；步骤S02：利用地表位移信息采集模块获取各个铰接点的角位移αi，其中i＝1,…,n，并记录到存储模块中；步骤S03：对步骤S01中的地下水位高度h和步骤S02中各个铰接点的角位移αi，进行AD转换，其中i＝1,…,n；步骤S04：控制模块调用监测预警模块：判断边坡的地下水位高度h是否超过设定的安全界限h0；根据各个铰接点的角位移αi计算空间移动距离、移动速度和加速度，判断空间移动距离s、移动速度v及加速度a是否在安全范围内；步骤S05：步骤S04的判断结果，只要有一个满足边坡滑坡条件，则进入步骤S06，否则返回步骤S03；步骤S06：控制模块启动警示指令，开启显示模块中的警示灯；步骤S07：控制模块通过通讯模块将预警信息反馈到控制终端。有益效果：本专利技术的高速铁路边坡监测、分析及预警方法采用地表位移监测以及地下水位监测两种监测形式，更有利于发现边坡滑坡的趋势，能够有效地避免单一监测的风险，即使一种监测方式出现问题，还有另外一种监测方式能够对边坡的安全性进行监测。对高速铁路沿线边坡进行实时监测，一旦水位信息或者位移信息发生异常，即刻启动外届显示模块，向列车进行预警。同时，由通讯模块向控制终端发送信息，以便于采取有效预防措施。附图说明图1为本专利技术一个实施例中高速铁路边坡监测、分析及预警装置的结构原理图；图2为本专利技术另一个实施例中高速铁路边坡监测、分析及预警装置的结构原理图；图3为图1实施例中高速铁路边坡监测、分析及预警装置的实现流程示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。图1所示为本专利技术一个实施例中高速铁路边坡监测、分析及预警装置的结构原理图，其中，一种高速铁路边坡监测、分析及预警装置100，包括地下水位信息采集模块1、地表位移信息采集模块2、存储模块3、控制模块4、监测预警模块5、通讯模块6以及显示模块7。控制模块4分别与地下水位信息采集模块1、地表位移信息采集模块2、存储模块3、监测预警模块5、通讯模块6以及显示模块7连接，显示模块7显示由监测预警模块5提供的信息，控制模块4作为核心模块用于控制上述模块的功能实现。如图1所示，控制模块4作为监测及预警装置的核心模块，一方面用以控制和连接地下水位信息采集模块1、地表位移信息采集模块2、存储模块3、监测预警模块5、通讯模块6以及显示模块7，另一方面用以和外界计算机等其它设备连接，以实现装置和其它设备之间的通信。地下水位信息采集模块1用以监测装置100所处位置的高速铁路边坡的地下水位，地下水位信息采集模块1在控制模块4的控制下工作，并将监测信息记录在存储模块3中；作为优选的实施方式，所述地下水位信息采集模块1包括超声波水位传感器，置于边坡滑坡影响区的监测井内，用于监测高速铁路边坡的地下水位高度。地表位移信息采集模块2用以监测高速铁路沿线边坡的岩体移动，地表位移信息采集模块2在控制模块4的控制下工作，并将监测信息记录在存储模块3中；作为优选的实施方式，所述地表位移信息采集模块2包括角位移传感器，置于边坡断面各铰接点连接处，用于监测当前断面发生滑坡的可能性。存储模块3用以储存前述地下水位信息和地表岩体移动信息，并可在控制模块4的控制下由监测预警模块5进行调用；监测预警模块5用以对前述采集得到的地下水位信息和地表岩体移动信息进行监测和预警，根据监测数据的计算结果判断当前地下水位是否超出预警值；以及地表岩体的空间移动距离、速度、加速度是否在安全范围内；两者任意一方达到预警临界值，即启动预警。可在控制模块4的控制下将预警信息发送到显示模块7，并由通讯模块6将预警信息反馈到相关部门的控制终端，从而实现高速铁路边坡监测及预警过程；显示模块7作为警示信息的输出环节，在控制模块4的控制下，将监测预警模块5的预警信息通过警示灯发布，实现边坡滑坡预警。本实施例中，所述的控制模块4采用单片机实现，地下水位信息采集模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速铁路边坡监测、分析及预警装置，其特征在于：包括地下水位信息采集模块、地表位移信息采集模块、存储模块、控制模块、监测预警模块、通讯模块和显示模块，所述地下水位信息采集模块、地表位移信息采集模块、存储模块、监测预警模块、通讯模块和显示模块均连接所述控制模块；所述下水位信息采集模块用以对高速铁路边坡的地下水位进行监测，并将监测信息记录在存储模块中；所述地表位移信息采集模块用以对高速铁路沿线边坡的地表岩体移动进行监测，并将监测信息记录在存储模块中；所述存储模块用以储存地下水位信息和地表岩体移动信息；所述监测预警模块用以对地下水位信息和地表岩体移动信息进行监测和预警，根据监测数据的计算结果判断当前地下水位是否超出预警值，以及地表岩体的空间移动距离、速度和加速度是否在安全范围内，两者任意一方达到预警临界值，即启动预警；所述显示模块用以对预警信息进行显示；所述控制模块将预警信息发送到所述显示模块，并通过所述通讯模块将预警信息反馈到控制终端，实现高速铁路边坡监测及预警过程。

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路边坡监测、分析及预警装置，其特征在于：包括地下水位信息采集模块、地表位移信息采集模块、存储模块、控制模块、监测预警模块、通讯模块和显示模块，所述地下水位信息采集模块、地表位移信息采集模块、存储模块、监测预警模块、通讯模块和显示模块均连接所述控制模块；所述下水位信息采集模块用以对高速铁路边坡的地下水位进行监测，并将监测信息记录在存储模块中；所述地表位移信息采集模块用以对高速铁路沿线边坡的地表岩体移动进行监测，并将监测信息记录在存储模块中；所述存储模块用以储存地下水位信息和地表岩体移动信息；所述监测预警模块用以对地下水位信息和地表岩体移动信息进行监测和预警，根据监测数据的计算结果判断当前地下水位是否超出预警值，以及地表岩体的空间移动距离、速度和加速度是否在安全范围内，两者任意一方达到预警临界值，即启动预警；所述显示模块用以对预警信息进行显示；所述控制模块将预警信息发送到所述显示模块，并通过所述通讯模块将预警信息反馈到控制终端，实现高速铁路边坡监测及预警过程。2.如权利要求1所述的高速铁路边坡监测、分析及预警装置，其特征在于：所述控制模块为单片机。3.如权利要求1所述的高速铁路边坡监测、分析及预装置，其特征在于：所述地下水位信息采集模块包括超声波水位传感器，置于边坡滑坡影响区的监测井内。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡启洲，杨莹，丛子荃，陈杰，周畅，诸云，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32