專(zhuān)利名稱：表面位移法高邊坡穩(wěn)定性遠(yuǎn)程三維數(shù)字預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于公路、鐵路、水利水電等相關(guān)高邊坡地質(zhì)災(zāi)害工程領(lǐng)域，用于高邊坡穩(wěn)定性的安全預(yù)警；具體涉及一種表面位移法高邊坡穩(wěn)定性遠(yuǎn)程三維數(shù)字安全預(yù)警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，高等級(jí)公路、山區(qū)鐵路、大中型水電站和各種邊(岸)坡工程等也在迅速建設(shè)，但滑坡等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，高邊坡穩(wěn)定性越來(lái)越引起人們的關(guān)注，因此開(kāi)發(fā)高邊坡穩(wěn)定性遠(yuǎn)程三維數(shù)字預(yù)警具有十分重要的實(shí)際意義。國(guó)內(nèi)外在高邊坡穩(wěn)定性領(lǐng)域遠(yuǎn)程三維數(shù)字預(yù)警研究方面尚少，根據(jù)國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)，我國(guó)極少數(shù)公路、礦產(chǎn)、海底隧道、鐵路工程中已有構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)、隧道施工多元信息預(yù)警與安全管理，但尚未見(jiàn)集高邊坡穩(wěn)定性三維數(shù)值模型與三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)于一體的表面位移法高邊坡穩(wěn)定性遠(yuǎn)程三維數(shù)字預(yù)警方面的文獻(xiàn)報(bào)道。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種表面位移法高邊坡穩(wěn)定性遠(yuǎn)程三維數(shù)字安全預(yù)警系統(tǒng)；使用實(shí)用新型，能夠?qū)崟r(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)高邊坡表面測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)變化情況，并將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)連續(xù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)處理主機(jī)，根據(jù)高邊坡表面逐級(jí)位移數(shù)據(jù)，完成對(duì)高邊坡穩(wěn)定性分級(jí)預(yù)警。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案如下:一種表面位移法高邊坡穩(wěn)定性遠(yuǎn)程三維數(shù)字安全預(yù)警系統(tǒng)，包括GPS定位系統(tǒng)；其特征在于:還包括依次連接的自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀、GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀、通信發(fā)射基站、商用衛(wèi)星、通信接收基站、互聯(lián)網(wǎng)及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)；自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀輸入端有線連接GPS定位系統(tǒng)、輸出端無(wú)線連接GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀，GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀、通信發(fā)射基站、商用衛(wèi)星、通信接收基站、互聯(lián)網(wǎng)之間依次無(wú)線信號(hào)通訊連接，互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接有F2003GSMDTU短信模塊，F(xiàn)2003GSMDTU短信模塊與數(shù)個(gè)手機(jī)無(wú)線信號(hào)通訊連接。GPS定位系統(tǒng)包括多個(gè)高邊坡表面GPS接收儀與基準(zhǔn)點(diǎn)GPS接收儀，應(yīng)用時(shí)，依據(jù)高邊坡表面地貌形態(tài)、高邊坡穩(wěn)定性三維數(shù)值模型給出的位移特征參數(shù)，確定高邊坡表面GPS接收儀的布設(shè)數(shù)量以及在高邊坡表面的布設(shè)位置。本實(shí)用新型提供了一種基于GPS定位系統(tǒng)的表面位移法高邊坡位移穩(wěn)定性遠(yuǎn)程三維數(shù)字安全預(yù)警技術(shù)，應(yīng)用本實(shí)用新型能使相關(guān)人員根據(jù)預(yù)警信息及時(shí)采取預(yù)防措施，同時(shí)提高了處于高邊坡附近人員安全性。

圖1是高邊坡表面GPS接收儀布置縱斷面圖，圖2是高邊坡表面GPS接收儀、基準(zhǔn)點(diǎn)GPS接收儀以及自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀與GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀平面布置圖，圖3是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)關(guān)系與數(shù)據(jù)采集傳輸示意圖示意圖。圖中:I一高邊坡表面GPS接收儀，2—自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀，3— GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀，4一基準(zhǔn)點(diǎn)GPS接收儀，5—滑坡體，6—高邊坡表面，7—滑動(dòng)面，8—商用衛(wèi)星，9一通信發(fā)射基站，10一互聯(lián)網(wǎng)，11 一遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，12一F2003GSMDTU短彳目模塊，13一手機(jī)，14一通/[目
接收基站。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2與圖3所示:一種表面位移法高邊坡穩(wěn)定性遠(yuǎn)程三維數(shù)字安全預(yù)警系統(tǒng)，包括基準(zhǔn)點(diǎn)GPS接收儀4，三個(gè)高邊坡表面GPS接收儀1，基準(zhǔn)點(diǎn)GPS接收儀4與三個(gè)高邊坡表面GPS接收儀I依次有線連接組成GPS定位系統(tǒng)；還包括依次連接的自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀2、GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3、通信發(fā)射基站9、商用衛(wèi)星8、通信接收基站14、互聯(lián)網(wǎng)10及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)11 ;自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀2輸入端有線連接高邊坡表面GPS接收儀I，自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀2輸出端無(wú)線連接GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3，GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3、通信發(fā)射基站14、商用衛(wèi)星8、通信接收基站14、互聯(lián)網(wǎng)10之間依次無(wú)線信號(hào)通訊連接，互聯(lián)網(wǎng)10與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接；計(jì)算機(jī)11連接有F2003GSMDTU短信模塊12，F(xiàn)2003GSMDTU短信模塊12與數(shù)個(gè)手機(jī)13無(wú)線信號(hào)通訊連接。高邊坡表面GPS接收儀與基準(zhǔn)點(diǎn)GPS接收儀4是同型號(hào)的高精度雙頻GPS。圖1示出高邊坡表面GPS接收儀I布設(shè)情況；在高邊坡表面6設(shè)置多個(gè)GPS接收儀1，高邊坡包括滑坡體5和滑動(dòng)面7。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)11安裝有美國(guó)Ashtech阿什泰克GPS解算軟件solution、建立有高邊坡穩(wěn)定性三維數(shù)值模型以及三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)。高邊坡穩(wěn)定性三維數(shù)值模型的建立是基于高邊坡區(qū)域巖土體物理力學(xué)參數(shù)以及連續(xù)介質(zhì)快速拉格朗日分析程序FLAC3d ;高邊坡穩(wěn)定性三維數(shù)值模型得出整體位移云圖數(shù)據(jù)；三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)基于 VTK(Visualization Toolkit)商業(yè)軟件系統(tǒng)。本實(shí)用新型的使用方法如下:(I)選擇一高邊坡作為表面位移法高邊坡穩(wěn)定性遠(yuǎn)程三維數(shù)字預(yù)警系統(tǒng)實(shí)施的對(duì)象；查明其水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件，收集該高邊坡巖土物理力學(xué)參數(shù)以及實(shí)施預(yù)警系統(tǒng)區(qū)域水文氣象資料；(2)在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)安裝美國(guó)Ashtech阿什泰克GPS解算軟件solution,基于步驟
(I)所得水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件、物理力學(xué)參數(shù)和水文氣象資料，建立預(yù)警系統(tǒng)實(shí)施對(duì)象區(qū)域高邊坡穩(wěn)定性三維數(shù)值模型，三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)。高邊坡穩(wěn)定性三維數(shù)值模型的建立是基于FLAC3d軟件以及高邊坡巖土物理力學(xué)參數(shù)，高邊坡穩(wěn)定性三維數(shù)值模型給出整體位移云圖數(shù)據(jù)；三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)基于VTK(Visualization Toolkit)商業(yè)軟件系統(tǒng)。(3)在高邊坡以外適當(dāng)位置布設(shè)高精度雙頻GPS接收儀作為基準(zhǔn)點(diǎn)，并在高邊坡表面安裝若干同型號(hào)GPS接收儀，完成GPS定位系統(tǒng)布設(shè)，采集高邊坡表面測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀2發(fā)送至GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀2，再通過(guò)GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3附近通信發(fā)射基站9發(fā)至商用衛(wèi)星8，之后傳輸?shù)狡渌ㄐ沤邮栈?4，并進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)10傳輸?shù)接脩暨h(yuǎn)程計(jì)算機(jī)11，經(jīng)GPS解算軟件solution解算處理后輸入高邊坡穩(wěn)定性三維數(shù)值模型；(4)高邊坡穩(wěn)定性三維數(shù)值模型利用得到的最初數(shù)組位移數(shù)據(jù)完成自我參數(shù)修正并給出各參數(shù)模型閾值，之后，高邊坡穩(wěn)定性三維數(shù)值模型將得到后續(xù)位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，與整體位移云圖數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，給出高邊坡的位移穩(wěn)定性分級(jí)預(yù)警參數(shù)，并通過(guò)三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)進(jìn)行展現(xiàn)和分級(jí)安全預(yù)警；所有預(yù)警信息通過(guò)與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)處理主機(jī)連接的短信模塊，以手機(jī)短信方式發(fā)送至相關(guān)人員的手機(jī)，從而完成高邊坡穩(wěn)定性遠(yuǎn)程三維數(shù)字安全預(yù)警。
權(quán)利要求1.一種表面位移法高邊坡穩(wěn)定性遠(yuǎn)程三維數(shù)字安全預(yù)警系統(tǒng)，包括GPS定位系統(tǒng)；其特征在于:還包括依次連接的自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀、GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀、通信發(fā)射基站、商用衛(wèi)星、通信接收基站、互聯(lián)網(wǎng)及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)；自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀輸入端有線連接GPS、輸出端無(wú)線連接GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀，GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀、通信發(fā)射基站、商用衛(wèi)星、通信接收基站、互聯(lián)網(wǎng)之間依次無(wú)線信號(hào)通訊連接，互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接有F2003GSMDTU短信模塊，F(xiàn)2003GSMDTU短信模塊與數(shù)個(gè)手機(jī)無(wú)線信號(hào)通訊連接。
2.按權(quán)利要求1所述的一種表面位移法高邊坡穩(wěn)定性遠(yuǎn)程三維數(shù)字安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:GPS定位系統(tǒng)包括基準(zhǔn)點(diǎn)GPS接收儀與多個(gè)高邊坡表面GPS接收儀，基準(zhǔn)點(diǎn)GPS接收儀與多個(gè)高邊坡表面GPS接收儀依次有線連接。
3.按權(quán)利要求2所述的一種表面位移法高邊坡穩(wěn)定性遠(yuǎn)程三維數(shù)字安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:基準(zhǔn)點(diǎn)GPS接收儀與多個(gè)高邊坡表面GPS接收儀是同型號(hào)的高精度雙頻GPS。
專(zhuān)利摘要表面位移法高邊坡穩(wěn)定性遠(yuǎn)程三維數(shù)字安全預(yù)警系統(tǒng)，包括GPS定位系統(tǒng)；還包括依次連接的自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀、GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀、通信發(fā)射基站、商用衛(wèi)星、通信接收基站、互聯(lián)網(wǎng)及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)；自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀輸入端有線連接GPS、輸出端無(wú)線連接GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀，GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀、通信發(fā)射基站、商用衛(wèi)星、通信接收基站、互聯(lián)網(wǎng)之間依次無(wú)線信號(hào)通訊連接，互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接有F2003GSMDTU短信模塊，F(xiàn)2003GSMDTU短信模塊與數(shù)個(gè)手機(jī)無(wú)線信號(hào)通訊連接。所有預(yù)警信息以手機(jī)短信方式發(fā)送至相關(guān)人員的手機(jī)，完成高邊坡穩(wěn)定性遠(yuǎn)程三維數(shù)字安全預(yù)警，提高了處于高邊坡附近人員安全性。
文檔編號(hào)G08B21/10GK202929802SQ20122065841
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者唐述林 申請(qǐng)人:中鐵二十一局集團(tuán)有限公司