基于北斗卫星定位技术公路边坡智能监测预警综合平台可行性分析

基于北斗卫星定位技术公路边坡智能监测预警综合平台可行性分析摘要：随着“互联网/、大数据、云计算、物联网等技术的蓬勃发展，以及〃十三五“规划实施和供给侧改革的逐步深入，我国智能交通发展步入了新时期，智能交通发展的政策环境、应用环境和技术环境都有了新变化。在这一背景下，高效地对滑坡数据进行存储和管理，直观获得滑坡发展趋势，实时预测预报，成为滑坡监测预报的一个大方向。本综合平台能对数据进行存储、管理，并通过模型对数据进行判据分析。关键词：公路边坡：北斗卫星：左位技术：智能监测；预警：综合平台；为贯彻落实文件要求，交通运输部组织开展了新一代国家交通控制网和智慧公路试点工程，重点实施基础设施数字化建设，应用三维可测实景技术、高精度地图等，实现公路设施数字化采集.管理与应用，构建公路设施资产动态管理系统：选取桥梁、隧逍、边坡等，建设基础设施智能监测传感网，实现交通基础设施安全状态综合感知、分析及预警功能。1、项目总体设计如图1所示，基于北斗卫星立位技术监测大数据综合平台建设主要由四个模块组成：灾害识别模块、北斗边坡智能监测预警模块、判据模型、预警边坡处理模块。1.1灾害识别模块滑坡灾害易造成巨大生命财产损失，受国内外学者关注并研究。进入21世纪，频繁的工程建设和极端天气，导致滑坡灾害频频发生。政策支持及社会需求加快了滑坡灾害的研究。对于滑坡研究不再局限于单一学科，多学科交融为滑坡识别与治理提供了强有力的理论支撑。本系统灾害识别主要采用inSAR技术和公路巡检的病害信息进行识别，最终对识别出的有变形边坡进行滑坡勘察，査明滑坡的规模、滑而的位置、滑坡成因、诱因等信息。1.2北斗边坡智能监测预警模块北斗边坡智能监测预警模块由四个子系统组成：前端数据采集子系统、数据传输子系统（数据通讯）、数据处理分析及管理子系统（控制中心），辅助子系统。四个子系统形成一个有机的整体，前端数据采集子系统负责跟踪GNSS卫星以及各类监测传感器并实时采集数据，数拯由数据通讯网络传输至控制中心.控制中心软件对数据处理并分析，实时监测边坡的位移情况，一旦监测数据出现异常情况，预警系统立即做岀相应的预警反应。1.3公路边坡判据模型滑坡本身是一个非常复杂的地质现象，对这样复杂系统行为进行泄量左性的分析和预测将会是一项十分困难的任务。滑坡灾害的准确预测关键在于分析滑坡在发冇过程中各类内在或外在影响和诱发因素（判据），从而获得稳加性变化规律与演化规则。本平台从地质环境领域的滑坡时间稳泄性和空间易发性问题出发，构建统一的滑坡多结构数据库，通过融合多元数据处理的分析模式，改进传统模型的预测精度，并设讣数据分析平台，为滑坡的形变科学预测、快速预警提供了新型解决方案，并为后期专家滑坡变形评估提供变形数据和相关因素数据，具有十分重要的意1.4预警边坡处理模块在边坡判据模块发出预警后，第一时间由责任巡检人员到边坡现场核实监测系统发出的形变预警信息是否属实，排除监测系统误报：核实后由水工环地质专家对边坡进行综合勘査,对滑坡进行评估，作岀滑坡防治方案。滑坡灾害易造成巨大生命财产损失，受国内外学者关注并研究。进入21世纪，频繁的工程建设和极端天气，导致滑坡灾害频频发生。政策支持及社会需求加快了滑坡灾害的研究。对于滑坡研究不再局限于单一学科，多学科交融为滑坡识别与治理提供了强有力的理论支撑。本综合平台灾害识别主要采用inSAR技术和无人机低空摄影测量技术以及集成公路巡检的病害信息进行识别，判別出有形变的边坡，然后对边坡做边坡勘察，以勘察报告为依据设宜智能监测项目，做到精准监测、科学布置匚2、平台软件建设及判据模型展起来。如当前的互联网的迅猛发展和Web技术的日臻成熟，数据的传递、信息的共享和发布越来越依靠网络平台，这也为解决滑坡地质灾害问题提供了新的契机，将Web技术应用于滑坡监测预报中是未来发展的一个主要方向。2.1平台软件建设平台实现监测信息进行自动采集、实时传输智能处理和建立可感知、互联互通、信息共享、智能化的功能，主要完成以下内容的建设：（1）数据采集及处理：该功能包括前端数据采集、数拯传输（数据通讯）、数据处理共同形成一个有机整体，前端由北斗接收机、各类传感器实时采集数据，数据由数据通讯网络传输并进行数据处理•核心处理分析引擎对数据进行分析，实时监测变形体的位移情况。（2）数据查询：按时间、时间段、空间、项目、设备类型、设备状态、数拯状态查询。（3）数据通道：数据导入，数据导岀，报表生成，报表导出，报表泄时导出，收件人编辑.报表展示（趋势图，比重图.对比图.地图展示）（4）预警告知（短信）：信息发送，发送群组管理，发送频率，信息屏蔽，信息优先级，信息内容编辑，短信发送状态，个性化设置，费用査询，到期查询。（5）数孺展示：以项目，设备为单位展示位移、沉降、裂缝、含水率、综合分析结果,可以对上述数据进行时间维度空间维度的类比，同比，速度对比，速率对比，各类报表。其目的是快速发现险情，分析险情原因，排除险情误报，预知风险趋势。2.2平台软件总体设计B/S结构具有良好的扩充性，对客户端没有特殊要求，对用户数也没有限制，只需支持网络并具有他浏览器即可使用，修改应用程序只与服务器有关，客戸端不作任何改动，操作简单，维护方便。监测平台结构总体设计如图1所示：图1监测平台结构总体设计示意图3、效益分析公路边坡智能监测预警综合平台是智能交通信息化发展的重要部分，英能提升交通基础设施管理智能化水平和安全水平，其能对公路边坡的滑坡灾害提前预警，最大限度地减少人员伤亡，减社会效益和环境效益三方面。31经济效益方而台能为公路边坡的养护治理提供形变依据，使边坡的治理资金能真正的投入到有形变的边坡，做到精准治理；系统能为治理后的边坡提供形变依据，以便评估治理工程的治理效果.治理后形变信息的反馈，有利于未来设计概念和施工技术的更新，减少不必要的防治建设投入，大大的提髙了防治护工作效率，降低了作业成本：项目的实施提升交通基础设施管理智能化水平，能减少公路人力巡检的工作量，使巡检更便利、更髙效。3.2社会效益方而公路边坡智能监测预警综合平台的社会效益主要体现在减少隐患公路边坡的数量，能避免了人员伤亡和经济损失，减轻了人们对公路滑坡的精神负担，同时在社会上造成了极大的影响。因此做好公路边坡智能监测预警综合平台，既能保护公路本身的基础设施，促进公路系统的可持续发展等，同时又可在社会树立平安交通的良好形象。3.