在高速公路建設(shè)中，邊坡監(jiān)測是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，其穩(wěn)定性對高速公路的安全運(yùn)營存在較大影響。利用自動(dòng)化監(jiān)測手段實(shí)時(shí)掌握公路邊坡穩(wěn)定狀態(tài)，能夠有效避免因公路邊坡失穩(wěn)造成的安全事故，這對保障交通運(yùn)輸?shù)捻槙撑c安全具有重要意義。

項(xiàng)目背景

項(xiàng)目位于湖南省西北部的張家界市，每年雨季受持續(xù)降雨或短時(shí)強(qiáng)降水等惡劣天氣影響，轄區(qū)張桑(張家界至桑植)高速公路的邊坡會(huì)發(fā)生不同程度的水毀。為此，張桑高速公路管理局急需加強(qiáng)高速公路邊坡監(jiān)測，提升高速公路防災(zāi)減災(zāi)能力，以保障高速公路運(yùn)營安全。

痛點(diǎn)分析

自2017年建成通車以來，張桑高速公路管理局主要采用人工現(xiàn)場巡查方式進(jìn)行邊坡監(jiān)測，該方式存在以下不足：

1

誤差因素多

受天氣、人工、現(xiàn)場條件等因素影響，人工監(jiān)測無法精準(zhǔn)、全面獲取高速公路邊坡數(shù)據(jù)。

2

效率低

人工監(jiān)測頻率有限，難以發(fā)現(xiàn)高速公路邊坡細(xì)微變化。同時(shí)，人工監(jiān)測時(shí)使用聊天軟件和電話進(jìn)行邊坡預(yù)警預(yù)報(bào)，容易出現(xiàn)紕漏、不及時(shí)。而且在極端天氣情況下，人工監(jiān)測也難以及時(shí)獲取邊坡數(shù)據(jù)。

3

成本高

人工監(jiān)測成本較高，難以維系。

4

風(fēng)險(xiǎn)大

人工監(jiān)測所處環(huán)境復(fù)雜，人身安全得不到保障。

實(shí)施方案

受客戶委托，中海達(dá)提供公路邊坡智能化安全監(jiān)測預(yù)警解決方案。該方案依托北斗技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能傳感器技術(shù)以及無線通信技術(shù)等先進(jìn)手段，通過建設(shè)變形監(jiān)測站、傾角監(jiān)測站、視頻監(jiān)測站、聲光預(yù)警廣播，24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測高速公路邊坡位移、傾角等變化信息，幫助高速公路運(yùn)營部門及時(shí)了解邊坡安全健康狀況和準(zhǔn)確判斷邊坡安全隱患，從而全面提高公路邊坡安全風(fēng)險(xiǎn)綜合防范能力。

▲方案流程示意圖

作業(yè)過程

根據(jù)客戶需求，本次項(xiàng)目選取張桑高速公路2處重點(diǎn)危險(xiǎn)路段的高邊坡進(jìn)行邊坡智能化安全監(jiān)測預(yù)警建設(shè)。

變形監(jiān)測站建設(shè)

每個(gè)邊坡點(diǎn)安裝5套北斗監(jiān)測設(shè)備（含基準(zhǔn)站），分別部署在各個(gè)坡級(jí)，對整個(gè)邊坡表面位移進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)化監(jiān)測，位移達(dá)到事先設(shè)定的預(yù)警值，自動(dòng)觸發(fā)預(yù)警。

傾角監(jiān)測站建設(shè)

每個(gè)邊坡點(diǎn)部署24臺(tái)傾角加速度計(jì)，平均分布在各坡級(jí)。傾角加速度計(jì)擁有高精度角度、加速度、方位角、裂縫(可選)等多種傳感器，可進(jìn)行震動(dòng)、傾斜、裂縫等多種監(jiān)測。

視頻監(jiān)測站建設(shè)

通過在邊坡監(jiān)測點(diǎn)對面部署1臺(tái)視頻球機(jī)，進(jìn)行實(shí)時(shí)在線攝影監(jiān)控，準(zhǔn)確掌握現(xiàn)場情況，以及獲取邊坡整體變形演變過程的視頻資料。

聲光預(yù)警廣播建設(shè)

在邊坡監(jiān)測點(diǎn)前后兩端位置各部署1臺(tái)預(yù)警主機(jī)，外置擴(kuò)音喇叭和閃光警示燈。當(dāng)預(yù)警觸發(fā)時(shí)，設(shè)備可支持語音、警笛、閃光等多種方式發(fā)起警報(bào)，提醒往來車輛規(guī)避危險(xiǎn)。

成果展示

通過中海達(dá)公路邊坡智能化安全監(jiān)測預(yù)警解決方案，張桑高速公路管理局實(shí)現(xiàn)了邊坡無人值守監(jiān)測，改變了人工監(jiān)測邊坡的工作狀態(tài)。一方面依托變形監(jiān)測站和傾角監(jiān)測站，張桑高速公路管理局可以及時(shí)、準(zhǔn)確掌握邊坡體整體運(yùn)行的安全狀態(tài)。同時(shí)依托視頻監(jiān)測站，張桑高速公路管理局可以對邊坡整體變形演變過程進(jìn)行24小時(shí)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)攝像，為以后研究本類地質(zhì)災(zāi)害提供珍貴的科學(xué)依據(jù)。另一方面依托聲光預(yù)警廣播，張桑高速公路管理局可以在邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)征兆或者發(fā)生滑坡后及時(shí)發(fā)出警報(bào)廣播，降低或避免安全事故的發(fā)生。

▲張桑高速公路邊坡監(jiān)測三維模型圖

▲張桑高速公路表面位移監(jiān)測數(shù)據(jù)

項(xiàng)目總結(jié)

通過應(yīng)用，中海達(dá)公路邊坡智能化安全監(jiān)測預(yù)警解決方案解決了張桑高速公路中人工監(jiān)測邊坡的不足。

1

效率高

該方案既能全天候24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測高速公路邊坡，還能在邊坡出現(xiàn)異常時(shí)，第一時(shí)間向指定的養(yǎng)護(hù)部門、監(jiān)控中心、運(yùn)營調(diào)度中心和主管單位發(fā)送預(yù)警通知信息，使各方及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)干預(yù)，從而避免人員傷亡。

2

成本低

該方案一次性投入，可長期監(jiān)測高速公路邊坡。

3

精度優(yōu)

該方案得益于北斗技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)高速公路邊坡毫米級(jí)微小變形的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，幫助張桑高速公路管理局準(zhǔn)確識(shí)別邊坡異常情況和掌握邊坡變化趨勢。

4

誤差少

該方案克服了人為主觀因素產(chǎn)生的誤差，且不受天氣影響，可助張桑高速公路管理局獲取準(zhǔn)確的邊坡數(shù)據(jù)。

5

風(fēng)險(xiǎn)小

該方案通過變形監(jiān)測站、傾角監(jiān)測站、視頻監(jiān)測站、聲光預(yù)警廣播進(jìn)行高速公路邊坡監(jiān)測預(yù)警，無需人員值守，保障了人員安全。

在中海達(dá)公路邊坡智能化安全監(jiān)測預(yù)警解決方案的支撐下，張桑高速公路管理局通過對邊坡風(fēng)險(xiǎn)源監(jiān)測、識(shí)別、預(yù)警及智能化管控，健全了重點(diǎn)危險(xiǎn)路段的預(yù)警預(yù)防體系，提升了高速公路交通的防災(zāi)減災(zāi)能力。