一种高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统，包括依次连接的监测单元、数据采集单元、数据库管理单元、无线通信单元和远程监管中心。本发明专利技术所述高填方路基变形与土石坝无线实时监测系统，可以克服现有技术中效率低、误差大、成本高、精确度低和自动化程度低等缺陷，以实现效率高、误差小、成本低、精确度高和自动化程度高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及路基与土石坝变形监测系统
，具体地，涉及一种高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统。
技术介绍
路基与土石坝指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为带状构造物，是铁路、公路和水利工程的基础，一般用土料、石料或混合料修筑而成。路基(subgrade, substructure),是由填筑或开挖而形成的直接支承轨道的结构，也叫做线路下部结构。路基与桥梁、隧道相连，共同构成一条线路。路基依其所处的地形条件不同，有两种基本形式:路堤和路暂，俗称填方和挖方。铁路路基的作用是在路基面上直接铺设轨道结构。因此，路基是轨道的基础，它既承受轨道结构的重量，即静荷载，又同时承受列车行驶时通过轨道传播而来的动荷载(参见路基荷载)。路基同轨道一起共同构成的这种线路结构是一种相对松散连结的结构形式，抵抗动荷载的能力弱。建造路基的材料，不论填或挖，主要是土石类散体材料，所以路基是一种土工结构。因而路基经常受到地质、水、降雨、气候、地震等自然条件变化的侵袭和破坏，抵抗能力差。因此，路基应具有足够的坚固性、稳定性和耐久性。对于高速铁路，路基还应有合理的刚度，以保障列车高速行驶中的平稳性和舒适性。路基本体包括用天然土、石所填筑的路堤和在天然地层中挖出的路堑，它直接支撑轨道，承受通 过轨道的列车荷载，是路基的主体。路基本体根据地质条件和填筑材料的不同，又可分为路堤、路堑、半路堤、半路堑、半堤半堑、不填不挖路基六种基本形式。但是，目前路基监测的手段，存在测量效率低、测量误差大、测量成本高、测量参数不全面、不能实现自动监测等不足，不能满足我国道路高速发展特别是客运专线运行的需要。土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝、以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；当两类当地材料均占相当比例时，称土石混合坝。目前，土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。随着科技的进步和国民经济的发展，水利水电工程的建设规模和速度都在快速增长，随之而来的各种工程事故也层出不穷，所以，大坝的变形监测工作就显得尤为重要。我国相关规范规定，大坝变形是安全监测中重要的必测项目，已受到水利水电工程界的广泛重视。土石坝的观测工作是通过各种仪器设备和工具，对正在施工和投入运用的结构物的变形、应力和渗流以及结构内部和其他集中的孔隙水压力，进行经常的、系统的观察和测量是检验、预测、法律和研究所必需的。土石坝自动化监测系统的建设是一项复杂的系统工程，它不仅要实现对现场采集单元的控制和数据远传功能，而且涉及了大量基于水工专业知识和统计理论知识的数据监控和报警问题。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在效率低、误差大、成本高、精确度低和自动化程度低等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述问题，提出一种高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统，以实现效率高、误差小、成本低、精确度高和自动化程度高的优点。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:一种高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统，包括依次连接的监测单元、数据采集单元、数据库管理单元、无线通信单元和远程监管中心。进一步地，所述监测单元，包括依次连接至所述数据采集单元的位移传感器和传感器适配电路。进一步地，所述位移传感器，包括差分GPS位移监测装置。进一步地，所述数据库管理单元，包括微控制单元，以及分别与所述微控制单元连接的存储单元和外部辅助设备；所述数据采集单元与存储单元连接，所述无线通信单元与微控制单元连接。进一步地，所述外部辅助设备，包括分别与所述微控制单元连接的串行接口扩展和并行光电隔离接口。进一步地，所述无线通信单元，包括分别与所述微控制单元连接的GPRS传输模块和GPS模块。进一步地，所述远程监管中心，包括设在室内、且具有数据接收软件的计算机。本专利技术各实施例的高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统，由于包括依次连接的监测单元、数据采集单元、数据库管理单元、无线通信单元和远程监管中心，可以实现对路基变形的全天候、实时监测；从而可以克服现有技术中效率低、误差大、成本高、精确度低和自动化程度低的缺陷，以实现效率高、误差小、成本低、精确度高和自动化程度高的优点。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中: 图1为本专利技术高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统的工作原理示意 图2为本专利技术高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统中数据库管理单元的工作原理示意 图3为用于高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统和监测中心沟通的无线通信单元的工作原理示意 图4为本专利技术高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统的工作流程示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。根据本专利技术实施例，提供了一种高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统，可以实现对路基与土石坝整体沉降变形、局部沉降与变形、截面内不同层的沉降与变形的长时间实时自动监测，主要技术性能指标达到国际先进水平。如图1-图4所示，本实施例的高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统，主要包括监测单元、数据采集单元、无线通信单元和数据库管理单元等。该高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统的设计和应用不仅具有重要的现实意义，而且具有重要的科学意义，将对推动和发展数字化、智能化道路工程发挥积极的作用。在图1-图4中，本实施例的高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统，包括依次连接的监测单元、数据采集单元、数据库管理单元、无线通信单元和远程监管中心。其中，上述监测单元，可以包括依次连接至数据采集单元的位移传感器和传感器适配电路。数据库管理单元，可以包括微控制单元，以及分别与微控制单元连接的存储单元和外部辅助设备；数据采集单元与存储单元连接，无线通信单元与微控制单元连接。无线通信单元，可以包括分别与微控制单元连接的GPRS传输模块和GPS模块。远程监管中心，可以包括设在室内、且具有数据接收软件的计算机。具体地，上述位移传感器，可以包括差分GPS位移监测装置。外部辅助设备，可以包括分别与微控制单元连接的串行接口扩展和并行光电隔离接口。上述实施例的实施例的高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统，利用远程监测的思想，旨在研制一种能对现场仪器进行无线遥测和数据自动回收的远程监测系统，不但可将现场的监测数据传回中心站，也可把中心站的指令传到现场的监测仪器中，这样可以大幅度提高工作效率和提高监测的实时性。上述实施例的实施例的高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统，首先使用激光技术、无线网络传输技术、各种先进传感技术等现代高新成熟技术实现对一段范围的路基沉降与变形的全面实时监测。在研究这四种自动测量与数据采集技术即①路基与土石坝分层沉降自动测量与数据采集技术、②路基与土石坝横向剖面变形自动测量与数据采集技术、③地面激光自动扫描测量技术和④数据采集与远程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统，其特征在于，包括依次连接的监测单元、数据采集单元、数据库管理单元、无线通信单元和远程监管中心。

【技术特征摘要】
1.一种高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统，其特征在于，包括依次连接的监测单元、数据采集单元、数据库管理单元、无线通信单元和远程监管中心。2.根据权利要求1所述的高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统，其特征在于，所述监测单元，包括依次连接至所述数据采集单元的位移传感器和传感器适配电路。3.根据权利要求2所述的高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统，其特征在于，所述位移传感器，包括差分GPS位移监测装置。4.根据权利要求1所述的高填方路基与土石坝变形无线实时监测系统，其特征在于，所述数据库管理单元，包括微控制单元，以及分别与所述微控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘升传，朱建国，张志建，李永荃，杨志峰，张国栋，沈赣华，段辉林，
申请(专利权)人：新疆北新路桥集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：