专利名称：一种地质滑坡状态监控预警方法
技术领域：
本发明属于地质稳定状态监测预警技术领域，涉及一种边坡发生地质滑坡状态的昼夜视频监控预警方法，特别是一种地质滑坡状态监控预警方法，用于昼夜持续监控滑坡等地质灾害的远程、实时和无线视频监控预警。
背景技术：
目前，随着资源和能源开发工程的不断发展，矿山开采及降雨等引起的地质活动较为频繁，各个开采矿区普遍面临着滑坡等地质灾害不断发生并造成重大经济损失和人员伤亡的问题。在电子技术迅猛发展的今天，作为滑坡风险控制的主要手段，滑坡监控预警措施受到了普遍重视，现阶段滑坡监控预警技术日趋成熟，监控设备种类繁多。由于昼夜可见度差异较大，现有技术和设备中大多数监控手段在昼夜持续监控方面难以达到理想效果，特别是在远程、实时、无线和视频监控等方面均存在不足，无法准确、及时地将地质滑坡的实时景象反馈，使监控技术人员随时掌握工程现场地质滑坡的稳定态势。因此寻求设计一种能够远程、无线、实时传输视图信息且昼夜持续监控的地质滑坡状态监控预警方法具有良好的社会效益和经济价值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种地质滑坡状态监控预警方法，以实现对地质滑坡稳定性进行远程、无线、实时传输视图信息且昼夜持续监控，防止地质滑坡等灾害的发生。为了实现上述目的，本发明涉及的监控装置分为室外监控系统和室内监控系统两个功能部分，主体结构包括监控桩、边坡、视图采集站、移动侦测摄像机、无线传输模块、声光警笛报警装置、工作平台、电源、无线接收模块、监控计算机和3G通信网络；将监控桩埋设于选择的地质边坡的坡体表面，边坡正前方搭建有房屋结构的视图采集站，视图采集站的内部的工作平台固定架设有移动侦测摄像机，移动侦测摄像机分别与无线传输模块、声光警笛报警装置连接实现声、光、电信息传输与连通，并分别固定安装在工作平台上，移动侦测摄像机、无线传输模块和声光警笛报警装置分别与电源电连接，组成室外监控系统；在监控室内固定安装有无线接收模块，无线接收模块与监控计算机和电源电连接，组成室内监控系统；3G通信网络分别与室内监控系统和室外监控系统电信息连通，实现地质滑坡状态的昼夜视频监控预警信息的传输。本发明涉及的监控桩采用水泥浇筑构成，呈立方体状，截面尺寸为100cm*80cm*50cm;监控桩的表面上制有上右半区、正右半区、侧右半区、上左半区、正左半区和侧左半区；监控桩的表面的半侧区域铺贴锡箔纸，另一半侧区域粉刷蓄光夜光粉树脂防水涂料；贴有锡箔纸的监控桩的半侧区域具有良好的反光效果，能提高监控桩的可见度；蓄光夜光粉具有良好的吸光、蓄光、发光能力，通过日间吸收紫外线和可见光，使光能转化后储存在晶格中，夜间再将能量转化为光能；其锡箔纸发挥反射功效，进一步辅助提升监控桩在夜间的可见度；监控桩埋设时，监控桩的上右半区、正右半区和侧右半区粉刷蓄光夜光粉树脂防水涂料；上左半区、正左半区和侧左半区铺贴锡箔纸；移动侦测摄像机能自主设置移动侦测的灵敏度，当边坡发生变形导致监控桩发生位移，移动侦测摄像机捕捉后自动触发声光警笛报警装置并开启视频录制，声光警笛报警装置发出闪烁光和警报鸣笛进行滑坡灾害预警，现场人员通知边坡下方工作人员及生产设施迅速撤离，减少人员伤亡和经济损失；移动侦测摄像机的视频录制功能将全程录制灾害发生过程，并传送至室内监控计算机进行分析处理和储存，为灾后治理提供数据资料。本发明实现地质滑坡状态监控预警时，先将监控桩埋设完成后，接通室内监控系统和室外监控系统的电源，移动侦测摄像机对监控桩所在的边坡进行昼夜持续实时视频监控；移动侦测摄像机拍摄现场照片及视频，借用公用的3G通信网络并通过无线传输模块传输至室内监控系统中的无线接收模块，无线接收模块再将接收到的照片或视频传输至监控计算机，监控计算机利用图像解析软件，对图像中的信息进行处理分析，得出边坡表面监控桩的位移变化，从而掌握地质滑坡的稳定态势；其具体步骤包括监控桩设置、监控装置安装、视图采集、信息传输、信息接收与分析和监控预警六个步骤
(I)监控桩设置先确定待监测控制的地质环境及其监控位置，作为监测现场的边坡，在选定的边坡处分布固定设置多个监控桩，使监控桩的发光面对应监控装置的室外监控系统，使移动侦测摄像机能够准确及时的抓拍到监控桩的活动状况；(2)监控装置安装监控装置包括室外监控系统和室内监控系统，选定能稳定且能及时抓拍到监控桩活动状态的位置，安装房屋结构的视图采集站，在视图采集站中固定安装有平面式工作平台，在工作平台上固定安装室外监控系统；再在确定的监控室中设置完整的室内监控系统，利用3G通信网络将室内监控系统和室外监控系统实现电信息传输连通，实现监控装置的构成和监控功效；(3)视图采集调整视图采集站内的室外监控系统使侦测摄像机以现场监控桩为参照物，锁定边坡的监控区域，实现昼夜持续的视图信息的采集；(4)信息传输调节和移动侦测摄像机定时拍摄监控桩所在的边坡区域监控桩移动视图信息，再通过无线传输模块并借助3G通信网络，将视图信息或视频信息发回室内监控系统；(5)信息接收与分析室内监控系统借助无线接收模块将视图信息接收并传至监控计算机，利用监控计算机中嵌入的图像解析软件，分析监控桩的位移变化；(6)监控预警设置移动侦测摄像机的灵敏度或监控桩的位移值，当监控桩出现超出允许范围的位移变化时，移动侦测摄像机触发声光警笛报警器，同时录制现场视图信息，并传输至室内监控计算机进行分析处理，实现监控预警。本发明与现有技术相比，采用第三代移动通信技术，建立基于3G通信网络的视图采集、发射、传输、接收、分析和预警一体化的地质滑坡状态监控预警方法，能够对地质滑坡稳定性进行昼夜持续监控，并实现远程、无线、实时传输视图信息，无需耗费大量人力资源且监控效率高；通过及时预警，为边坡下方生产设施和工作人员的安全撤离提供保障；在滑坡等地质灾害发生过程中能全程实时录制并传输至室内监控计算机，为灾后治理及滑坡领域研究工作提供数据资料；其工艺过程简单，监控及时，信息传输快，使用的装置结构简单，原理可靠，制备成本低，监控预警效果好，监控效率高。
图I为本发明涉及的边坡安装监控桩的主体结构原理示意图。图2为本发明涉及的监控装置的组成结构原理示意图。图3为本发明涉及的监控桩局部放大结构原理示意图。
具体实施例方式下面结合附图并通过实施例对本发明的实施方式作出详细说明。实施例本实施例涉及的监控装置分为室外监控系统和室内监控系统两个功能部分，主体 结构包括监控桩I、边坡2、视图采集站9、移动侦测摄像机10、无线传输模块11、声光警笛报警装置12、工作平台13、电源14、无线接收模块15、监控计算机16和3G通信网络17 ;将监控桩I埋设于选择的地质边坡2的坡体表面，边坡2正前方搭建有房屋结构的视图采集站9，视图采集站9的内部的工作平台13固定架设有移动侦测摄像机10，移动侦测摄像机10分别与无线传输模块11、声光警笛报警装置12连接实现声、光、电信息传输与连通，并分别固定安装在工作平台13上，移动侦测摄像机10、无线传输模块11和声光警笛报警装置12分别与电源14电连接，组成室外监控系统；在监控室内固定安装有无线接收模块15，无线接收模块15与监控计算机16和电源14电连接，组成室内监控系统；3G通信网络17分别与室内监控系统和室外监控系统电信息连通，实现地质滑坡状态的昼夜视频监控预警信息的传输。本实施例涉及的监控桩I采用水泥浇筑构成，呈立方体状，截面尺寸为100cm*80cm*50cm ;监控桩I的表面上制有上右半区3、正右半区4、侧右半区8、上左半区5、正左半区6和侧左半区7 ;监控桩I的表面的半侧区域铺贴锡箔纸，另一半侧区域粉刷蓄光夜光粉树脂防水涂料；贴有锡箔纸的监控桩I的半侧区域具有良好的反光效果，能提高监控桩I的可见度；蓄光夜光粉具有良好的吸光、蓄光、发光能力，通过日间吸收紫外线和可见光，使光能转化后储存在晶格中，夜间再将能量转化为光能；其锡箔纸发挥反射功效，进一步辅助提升监控桩I在夜间的可见度；监控桩I埋设时，监控桩I的上右半区3、正右半区4和侧右半区8粉刷蓄光夜光粉树脂防水涂料；上左半区5、正左半区6和侧左半区7铺贴锡箔纸；移动侦测摄像机10能自主设置移动侦测的灵敏度，当边坡2发生变形导致监控桩I发生位移，移动侦测摄像机10捕捉后自动触发声光警笛报警装置12并开启视频录制，声光警笛报警装置12发出闪烁光和警报鸣笛进行滑坡灾害预警，现场人员通知边坡2下方工作人员及生产设施迅速撤离，减少人员伤亡和经济损失；移动侦测摄像机10的视频录制功能将全程录制灾害发生过程，并传送至室内监控计算机16进行分析处理和储存，为灾后治理提供数据资料。本实施例实现地质滑坡状态监控预警时，先将监控桩I埋设完成后，接通室内监控系统和室外监控系统的电源14，移动侦测摄像机10对监控桩I所在的边坡2进行昼夜持续实时视频监控；移动侦测摄像机10拍摄现场照片及视频，借用公用的3G网络17并通过无线传输模块11传输至室内监控系统中的无线接收模块15，无线接收模块15再将接收到的照片或视频传输至监控计算机16，监控计算机16利用图像解析软件，对图像中的信息进行处理分析，得出边坡2表面监控桩I的位移变化，从而掌握地质滑坡的稳定态势；其具体步骤包括监控桩设置、监控装置安装、视图采集、信息传输、信息接收与分析和监控预警六个步骤(I)监控桩设置先确定待监测控制的地质环境及其监控位置，作为监测现场的边坡2，在选定的边坡2处分布固定设置多个监控桩1，使监控桩I的发光面对应监控装置的室外监控系统，使移动侦测摄像机10能够准确及时的抓拍到监控桩I的活动状况；(2)监控装置安装监控装置包括室外监控系统和室内监控系统，选定能稳定且能及时抓拍到监控桩I活动状态的位置，安装房屋结构的视图采集站9，在视图采集站9中固定安装有平面式工作平台13，在工作平台13上固定安装室外监控系统；再在确定的监控室中设置完整的室内监控系统，利用3G通信网络17将室内监控系统和室外监控系统实现电信息传输连通，实现监控装置的构成和监控功效；(3)视图采集调整视图采集站9内的室外监控系统使侦测摄像机10以现场监控桩I为参照物，锁定边坡2的监控区域，实现昼夜持续的视图信息的采集；(4)信息传输调节和移动侦测摄像机10定时拍摄监控桩I所在的边坡区域监控桩移动视图信息，再通过无线传输模块11并借助3G通信网络17，将视图信息或视频信息发回室内监控系统；(5)信息接收与分析室内监控系统借助无线接收模块15将视图信息接收并传至监控计算机16，利用监控计算机16中嵌入的图像解析软件，分析监控桩I的位移变化；(6)监控预警设置移动侦测摄像机10的灵敏度或监控桩I的位移值，当监控桩I出现超出允许范围的位移变化时，移动侦测摄像机10触发声光警笛报警器12，同时录制现·场视图信息，并传输至室内监控计算机16进行分析处理，实现监控预警。
权利要求
1.一种地质滑坡状态监控预警方法，其特征在于先将监控桩埋设完成后，接通室内监控系统和室外监控系统的电源，移动侦测摄像机对监控桩所在的边坡进行昼夜持续实时视频监控；移动侦测摄像机拍摄现场照片及视频，借用公用的3G通信网络并通过无线传输模块传输至室内监控系统中的无线接收模块，无线接收模块再将接收到的照片或视频传输至监控计算机，监控计算机利用图像解析软件，对图像中的信息进行处理分析，得出边坡表面监控桩的位移变化，从而掌握地质滑坡的稳定态势；其具体步骤包括监控桩设置、监控装置安装、视图采集、信息传输、信息接收与分析和监控预警六个步骤 (1)监控桩设置先确定待监测控制的地质环境及其监控位置，作为监测现场的边坡，在选定的边坡处分布固定设置多个监控桩，使监控桩的发光面对应监控装置的室外监控系统，使移动侦测摄像机能够准确及时的抓拍到监控桩的活动状况； (2)监控装置安装监控装置包括室外监控系统和室内监控系统，选定能稳定且能及时抓拍到监控桩活动状态的位置，安装房屋结构的视图采集站，在视图采集站中固定安装有平面式工作平台，在工作平台上固定安装室外监控系统；再在确定的监控室中设置完整的室内监控系统，利用3G通信网络将室内监控系统和室外监控系统实现电信息传输连通，实现监控装置的构成和监控功效； (3)视图采集调整视图采集站内的室外监控系统使侦测摄像机以现场监控桩为参照物，锁定边坡的监控区域，实现昼夜持续的视图信息的采集； (4)信息传输调节和移动侦测摄像机定时拍摄监控桩所在的边坡区域监控桩移动视图信息，再通过无线传输模块并借助3G通信网络，将视图信息或视频信息发回室内监控系统； (5)信息接收与分析室内监控系统借助无线接收模块将视图信息接收并传至监控计算机，利用监控计算机中嵌入的图像解析软件，分析监控桩的位移变化； (6)监控预警设置移动侦测摄像机的灵敏度或监控桩的位移值，当监控桩出现超出允许范围的位移变化时，移动侦测摄像机触发声光警笛报警器，同时录制现场视图信息，并传输至室内监控计算机进行分析处理，实现监控预警。
2.根据权利要求I所述的地质滑坡状态监控预警方法，其特征在于涉及的监控装置分为室外监控系统和室内监控系统两个功能部分，主体结构包括监控桩、边坡、视图采集站、移动侦测摄像机、无线传输模块、声光警笛报警装置、工作平台、电源、无线接收模块、监控计算机和3G通信网络；将监控桩埋设于选择的地质边坡的坡体表面，边坡正前方搭建有房屋结构的视图采集站，视图采集站的内部的工作平台固定架设有移动侦测摄像机，移动侦测摄像机分别与无线传输模块、声光警笛报警装置连接实现声、光、电信息传输与连通，并分别固定安装在工作平台上，移动侦测摄像机、无线传输模块和声光警笛报警装置分别与电源电连接，组成室外监控系统；在监控室内固定安装有无线接收模块，无线接收模块与监控计算机和电源电连接，组成室内监控系统；3G通信网络分别与室内监控系统和室外监控系统电信息连通，实现地质滑坡状态的昼夜视频监控预警信息的传输。
3.根据权利要求2所述的地质滑坡状态监控预警方法，其特征在于涉及的监控桩采用水泥烧筑构成，呈立方体状，截面尺寸为100cm*80cm*50cm ;监控桩的表面上制有上右半区、正右半区、侧右半区、上左半区、正左半区和侧左半区；监控桩的表面的半侧区域铺贴锡箔纸，另一半侧区域粉刷蓄光夜光粉树脂防水涂料；贴有锡箔纸的监控桩的半侧区域具有良好的反光效果，能提高监控桩的可见度；蓄光夜光粉具有良好的吸光、蓄光、发光能力，通过日间吸收紫外线和可见光，使光能转化后储存在晶格中，夜间再将能量转化为光能；其锡箔纸发挥反射功效，进一步辅助提升监控桩在夜间的可见度；监控桩埋设时，监控桩的上右半区、正右半区和侧右半区粉刷蓄光夜光粉树脂防水涂料；上左半区、正左半区和侧左半区铺贴锡箔纸；移动侦测摄像机能自主设置移动侦测的灵敏度，当边坡发生变形导致监控桩发生位移，移动侦测摄像机捕捉后自动触发声光警笛报警装置并开启视频录制，声光警笛报警装置发出闪烁光和警报鸣笛进行滑坡灾害预警，现场人员通知边坡下方工作人员及生产设施迅速撤离，减少人员伤亡和经济损失；移动侦测摄像机的视频录制功能将全程录制 灾害发生过程，并传送至室内监控计算机进行分析处理和储存，为灾后治理提供数据资料。
全文摘要
本发明属于地质稳定状态监测预警技术领域，涉及一种地质滑坡状态监控预警方法，先将监控桩埋设完成后，接通室内监控系统和室外监控系统的电源，移动侦测摄像机对监控桩所在的边坡进行昼夜持续实时视频监控；移动侦测摄像机拍摄现场照片及视频，借用公用的3G通信网络并通过无线传输模块传输至室内监控系统中的无线接收模块，无线接收模块再将接收到的照片或视频传输至监控计算机，监控计算机利用图像解析软件，对图像中的信息进行处理分析，得出边坡表面监控桩的位移变化，从而掌握地质滑坡的稳定态势；其工艺过程简单，监控及时，信息传输快，使用的装置结构简单，原理可靠，制备成本低，监控预警效果好，监控效率高。
文档编号G08B21/10GK102938189SQ201210497229
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者王旭春, 张鹏 申请人:青岛理工大学