高速公路边坡监测系统分析

高速公路边坡监测系统分析

对于高速公路运输安全来说，公路边坡监测是一项重要的安全保障措施，随着科学技术的不断创新和发展，高速公路边坡监测技术得到有效的发展，通过应用GPS多天线网络技术和传感器技术，有效的提升了公路边坡监测的效率和质量。本文主要从高速公路边坡监测系统概述角度出发，详细阐述了基于传感器网络的高速公路边坡监测系统，论述了基于GPS网络的公路边坡监测系统，并从不同角度进行了有效的分析，从而为高速公路边坡监测系统分析提供参考。

标签：高速公路;边坡监测;监测系统

引言

传统的高速公路边坡监测主要依靠人工巡查来完成，随着科技水平的不断提升，针对高速公路边坡监测的自动化监测系统已经得到了有效的应用，通过对这些高新技术的应用，有效的提升监测的效率和质量，但是在实际的应用过程中要进行不断的探究和分析，降低投入成本，优化监测系统，从而进一步完善高速公路边坡监测系统，为高速公路的使用提供有效的保障。

一、高速公路边坡监测系统概述

随着科学技术的不断创新和发展，大量的科学技术应用到高速公路边坡监测当中，其中主要包括了计算机技术、通信技术、传感器和监测技术以及GPS技术等，在实际的应用过程中，高速公路监测系统具有控制、监测以及通信等功能，利用一系列的监测活动对高速公路边坡的承受力度、结构变化以及岩体移动的数据进行有效的监测，同时会对相关数据进行同步监测和数据上传，通过进一步的汇总和分析来对高速公路边坡的相关数据进行反馈，同时依照数据对未来的发展进行预测，并根据预测信息来做出预警。由此可以看出，高速公路边坡监测系统是一个融入监测、收集、传输、分析以及反馈等功能的综合数据监测系统，集合不同的现代化科学技术来对高速公路边坡的相关情况进行描述，从而对高速公路边坡卖施有效的管理。

二、基于传感器网络的高速公路边坡监测系统分析

1.高精度传感器和数据传输系统探究分析

第一，利用无线传感器网络技术，该系统能够对高速公路边坡实施智能监测，通过传感器的高精度监测功能，对边坡实施安全监测，以C3 BSAC监测系统为例，该监测系统可以将边坡监测的精度提升到毫米级别，实时监测出高坡的动态变化对高速公路边坡的变化进行监控，其中应用C3 BSAC预警高精度传感器监测出高速公路边坡危险部分的效应量，利用无线网络将自动监测的数据信息传输到相应的数据库。第二，利用GPRS/CNMA公共移动数据网络来对高速公路边坡进行监测，如果目标区域的监测要求高，则应利用军用数据电台来进行监测数

据的传输。首先将公共移动数据网络和监控系统进行连接，让数据无线和数据采集平台进行连接，在对一些突发事件频发的区域实施监测时，应利用CNMAIX移动公共数据网络将监测图像传输到管理部门的控制平台中。

2.数据管理和网络管理系统分析

第一，基于传感器网络的高速公路边坡监测系统在实际应用过程中，要通过制定服務器来安装数据管理系统，实现数据汇总的目的，并对其进行科学有序的管理和应用。第二，在构建整个监测系统时，主要以B/S为主，并将系统安装到管理终端当中，通过GIS系统来对高速公路边坡的实施状况进行展现，同时对传感器的运行情况、视频监控的监控图像以及传感器的网络实施全方位的管理，同时可以对自愈式和移动式的无线传感器进行管理，而且为了提升对高速公路边坡的管理效率和质量，有效的利用移动车辆实现GPS定位的指挥和调度。

三、基于GPS网络的公路边坡监测系统分析

1.自动监测系统分析

第一，利用GPS网络实施高速公路边坡监测时，主要分为两种，第一种模式是监测人员通过几台GPS接收机对目标区域实施逐点监测，通过获取的监测数据来分析边坡的变形情况，是一种常规静态相对定位变形监测模式，第二种模式是在监测区域的不同监测点安装GPS监测机，对高速公路边坡进行全天候的自动监测，是一种持续性运行站式的GPS监控系统。在实际的应用过程中，静态定位的高程精度达到了2-3mm，平差后平面精度能够达到1-2mm，但是由于成本比较高，限制了该技术的应用，因此可以利用GPS多天线共享器在目标监测点安装天线，不需要安装多台GPS接收机，通过一部GPS接收机即可对不同的天线进行控制，最多可以控制8个天线。第二，GPS监测系统主要由两部分构成，首先是监测现场，将接收机安装的点位作为基准站、如果是变形监测点，则通过月}PS天线阵列进行安置，并以120m为基准设置GPS放大器，实现信号强度的增加，当数据信号输送到共享中时，按设置要求将信号再传送给接收机，通过GPS接收机对相应的测站信息、载波相位观测值通过串口服务器打包传送给无线路由器，然后转化为WLAN信号。其次是控制中心，控制中心利用路由器获取监测现场的相关监测信息，利用路由器将信息输送到数据库当中，经过进一步的处理和分析，从而达到预警的自的。

2.监测数据处理模型分析

在应用GPS网络实施公路边坡监测时，基于分时原理实现接收机和天线的连接，井依照预先设置的顺序来进行监测数据的采集，但是在实际的应用中会出现连续跟踪中断情况的发生，给数据处理带来了不良影响，严重情况难以获得接收机的位置，对此，利用GPS单历元观测数据处理方法能够改善该现象的发生，其主要过程如下所示。

第一，通过初始坐标、基准点坐标以及卫星坐标来获得距离双差。其中监测

点用j表示，基准点用i表示，观测卫星为1表示，参考卫星用k表示，卫星和测点间位置矢量用r表示。计算公式如下：

第二，对整周模糊度双差进行计算，主要利用L1相位观测双差Φijkl来进行。其中L1载波相位波长用λi表示，具体计算公式2如下：

第三，在计算的模糊度双差±n周范围内构成模糊度搜索空间（n可选择），待测点的可能位置量rj计算公式如下：

待测点的坐标通过最小二乘法来计算，在完成估算后进行检验，上面第三个公式中的未知解应用最小残差来进行优化求解，从而得出最后的结果。

结束语：综上所述，通过高速公路边坡监测系统不仅能够进行数据采集，同时能够将数据进行有效的传输，通过自动化的方式保障高速公路边坡监测能够实时的进行，同时能够有效的降低整个监测的成本，帮助监测人员做出进一步的分析。通过实际的监测，能够降低因高速公路危险地段导致人员伤亡的情况发生，得到公路边坡不同环境下的变形数据，为防止边坡灾害和拖动高速公路管理信息化的发展提供了有效的技术支持。

参考文献：

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