專利名稱：山洪地質災害預警系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及自動化監測技術，為一種山洪地質災害預警系統。
技術背景 我國的一些不穩定的山地地貌在受到雨水侵蝕后，容易產生山體滑坡泥石流等地質災害現象，這對居民生命財產安全造成巨大的威脅。相關部門也采取了相應的措施對山體滑坡進行監測和預警，但大多都需要專門觀測人員進行監測及報警，這種方法實時性差，在遇到危險時，往往不能做出及時有效的預警工作，在日常統計數據方面也費時費力。5. 12地震就是一個警示，災難發生之后所有通信設施中斷，在后期只能依靠人力對余震，山體滑坡，堰塞湖等進行監測，不光危險性高，效率低，而且缺乏量化數據進行科學分析預測，更無法做到實時數據更新監測。
實用新型內容本實用新型要解決的問題是山洪地質災害需要實時監測和預警，目前的監測系統不能實現監測數據的實時更新。本實用新型的技術方案為山洪地質災害預警系統，由現場監測設備、傳輸網絡、監測中心服務器、監測中心客戶端和預警終端構成，現場監測設備通過傳輸網絡連接監測中心服務器，監測中心服務器的輸出分別連接監測中心客戶端和預警終端。現場監測設備包括振弦式測縫計、多點位移計、滲壓計、超聲波水位計和一體化雨量站，現場監測設備供電方式均為太陽能；傳輸網絡包括公網、超短波通信和衛星通信；對應現場監測設備，監測中心服務器包括表面位移信息接收處理系統、內部變形信息接收處理系統、地下水信息接收處理系統、地表水信息接收處理系統和降雨量信息接收處理系統；監測中心客戶端包括信息顯示單元、數據分析單元和閾值配置單元；預警終端包括GPRS調頻廣播發射機、GPRS調頻廣播接收機。本實用新型就目前的山洪地質學科水平，設計了一種無人值守的山洪地質災害監測預警系統，克服現有技術缺點。將表面位移監測、內部變形監測、地下水監測、地表水監測、降雨量監測集成在一起，根據表面位移、內部變形、地下水、地表水、降雨量的五種山洪地質災害即將來臨或者已來臨的信號集成表達以達到信號互補綜合判斷。可以分別得到一小時或10分鐘的提前量。與現有技術相比，本實用新型根據易發生山洪地質災害區域的具體情況，將現場監測設備放在不同區域配置，使其成為多級山洪地質災害預警系統。此外，由于采用帶鉗位控制的太陽能加蓄電池直流供電方式，可支持現場監測設備在陰雨天氣情況下連續工作10天以上，振弦式測縫計、多點位移計、滲壓計、超聲波水位計、一體化雨量站能分別自動采集、傳輸表面位移、內部變形、地下水、地表水、降雨量信息，所以可以在野外實現無人值守的管理模式，從而節省人力資源，保證工作人員的安全，更可以做到實時數據更新監測。
圖I是本實用新型的結構框圖。圖2是本實用新型的振弦式測縫計結構框圖。圖3是本實用新型的多點位移計結構框圖。 圖4是本實用新型的滲壓計結構框圖。圖5是本實用新型的超聲波水位計結構框圖。圖6是本實用新型的一體化雨量站結構框圖。圖7是本實用新型的預警終端結構框圖。
具體實施方式
如圖I顯示的結構框圖，由現場監測設備、傳輸網絡、監測中心服務器、監測中心客戶端和預警終端構成，現場監測設備通過傳輸網絡連接監測中心服務器，監測中心服務器的輸出分別連接監測中心客戶端和預警終端。現場監測設備由振弦式測縫計、多點位移計、滲壓計、超聲波水位計、一體化雨量站組成，負責現場表面位移、內部變形、地下水、地表水、降雨量信息的采集處理和傳輸，現場監測設備供電方式均為太陽能；傳輸網絡包括公網、超短波通信和衛星通信；對應現場監測設備，監測中心服務器包括表面位移信息接收處理系統、內部變形信息接收處理系統、地下水信息接收處理系統、地表水信息接收處理系統和降雨量信息接收處理系統；監測中心客戶端包括信息顯示單元、數據分析單元和閾值配置單元；預警終端包括GPRS調頻廣播發射機、GPRS調頻廣播接收機。振弦式測縫計置放在重要滑坡隱患點，用來監測山體的表面變形。采用不銹鋼測桿，具有很高的精度和靈敏度、卓越的防水性能、耐腐蝕性和長期穩定性，當準確測量山體的輕微滑動，主動的確定何時報警。振弦式測縫計的結構框圖如圖2所示，具體包括振弦傳感器、信號采集單元、數據處理單元、數據傳輸單元。振弦傳感器是以拉緊的金屬弦作為敏感元件，當弦的長度確定之后，其固有振動頻率的變化量即可表征弦所受拉力的大小，通過相應的測量電路，就可得到與拉力成一定關系的電信號，然后將電信號傳給信號采集單元，信號采集單元采集電信號并進行濾波，數據處理單元對數據進行過濾和存儲，數據傳輸單元將數據打包傳輸。多點位移計置放在邊坡或滑坡體深層，鉆孔角度與坡面垂直，用來觀測邊坡或滑坡體深層變形。多點位移計的結構框圖如圖3所示，具體包括位移傳感器、信號采集單元、數據處理單元、數據傳輸單元。位移傳感器由振弦傳感單元及經過熱處理應力釋放的彈簧組成，彈簧一端連接在弦上另一端連接在測桿上，當連接測桿從傳感器體中拉出時，彈簧伸長引起張力增加并由振弦單元傳遞，弦的張力與伸長成比例，位移的變化可以準確地通過信號采集單元測量而確定。信號采集單元采集電信號并進行濾波，數據處理單元對數據進行過濾和存儲，數據傳輸單元將數據打包傳輸。滲壓計適用于長期埋設在水工建筑物、基巖內或安裝在測壓管、鉆孔和壓力容器內，測量滲透水壓力或液體液位，并同時測量埋設點的溫度，是一種供長期測量地下水壓的設備。滲壓計的結構框圖如圖4所示，具體包括壓力傳感器、集號采集單元、數據處理單元、數據傳輸單元。壓力傳感器內部有根振動弦承受預定的拉力，然后抽成真空并用電子束焊密封，柔性膜后面的密封環可將傳感器密封在護罩內。用一個電磁線圈激勵振動弦，將電磁線圈與數據采集單元連接，測試其振動周期或頻率。振動周期對施加在傳感元件上的壓力非常敏感，由此可得與壓力成正比的電信號傳給信號采集單元，信號采集單元采集電信號并進行濾波，數據處理單元對數據進行過濾和存儲，數據傳輸單元將數據打包傳輸。超聲波水位計安裝在易發生山體滑波、泥石流等地質災害區域內的河流岸邊，低洼地，用來監測地表水水位，地表水水位高低是衡量山洪地質災害爆發的重要指標。超聲波水位計的結構框圖如圖5所示，具體包括超聲波傳感器、集號采集單元、數據處理單元、數據傳輸單元。超聲波傳感器發射和接收超聲波，根據雪聲波的往返延時計算距離，然后將距離數據發往信號采集單元，信號采集單元采集距離數據了解并進行濾波，數據處理單元對數據進行過濾和存儲，數據傳輸單元將數據打包傳輸。一體化雨量站被置放在泥石流區域的某地(該地為流域形成泥石流的指標性地點)，雨量計可以實時地將逐時(以分鐘計)雨量記錄，儲存和發送至早期警報系統。一體化雨量站的結構框圖如圖6所示，具體包括雨量傳感器、集號采集單元、數據處理單元、數據傳輸單元。雨量傳感器將降雨量轉為脈沖信號，信號采集單元對脈沖進行計數，數據處理 單元對數據進行過濾和存儲，數據傳輸單元將數據打包傳輸。預警終端安裝在山洪地質災害區域內的人聚集的地方，當監測中心服務器處理分板現場監測設備傳來的信息后，認為有可能或已發生山洪地質災害的情況下，自動打開預警終端，廣播報警聲音，也可以在防汛部門討論后人工啟動報警。預警終端的結構框圖如圖7所示，分為發射機、接收機和喇叭，發射機頻率為150MHZ，內置GPRS模塊，通過網絡，手機發給發射機，發射機發送調頻信號給接收機，接收機同樣內置GPRS模塊，能接收網絡和手機發送來的信號，和發射機的調頻信號。采用本實用新型的無人值守的山洪地質災害預警系統，可實現自動采集、處理、統計報表、傳輸、顯示、廣播預警的一系列流程，省時省力，而且迅速準確，能有效及時實現對山洪地質災害的監測和預警。
權利要求1.山洪地質災害預警系統，其特征是由現場監測設備、傳輸網絡、監測中心服務器、監測中心客戶端和預警終端構成，現場監測設備通過傳輸網絡連接監測中心服務器，監測中心服務器的輸出分別連接監測中心客戶端和預警終端。
2.根據權利要求I所述的山洪地質災害預警系統，其特征是現場監測設備包括振弦式測縫計、多點位移計、滲壓計、超聲波水位計和一體化雨量站，現場監測設備供電方式均為太陽能；傳輸網絡包括公網、超短波通信和衛星通信；對應現場監測設備，監測中心服務器包括表面位移信息接收處理系統、內部變形信息接收處理系統、地下水信息接收處理系統、地表水信息接收處理系統和降雨量信息接收處理系統；監測中心客戶端包括信息顯示單元、數據分析單元和閾值配置單元；預警終端包括GPRS調頻廣播發射機、GPRS調頻廣播接收機。
專利摘要山洪地質災害預警系統，由現場監測設備、傳輸網絡、監測中心服務器、監測中心客戶端和預警終端構成，現場監測設備通過傳輸網絡連接監測中心服務器，監測中心服務器的輸出分別連接監測中心客戶端和預警終端。本實用新型的無人值守的山洪地質災害預警系統，可實現自動采集、處理、統計報表、傳輸、顯示、廣播預警的一系列流程，省時省力，而且迅速準確，能有效及時實現對山洪地質災害的監測和預警。
文檔編號G08B21/10GK202383803SQ20112035101
公開日2012年8月15日 申請日期2011年9月19日 優先權日2011年9月19日
發明者周峰, 朱振龍, 樊世穎, 王軍, 趙陽 申請人:南京易周能源科技有限公司