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一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统

阅读：388发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统，集降雨模拟、滑坡体在线监测、数据传输可靠性测试、监测数据校核测试多种功能为一体，设计降雨模拟装置，设定不同强度等级降雨，完成降雨过程模拟；布置滑坡监测传感器，完成滑坡位移、地下水位及雨量监测；搭建无线通信网络系统，采集监测数据并通过北斗卫星传输数据信号，通过计算数据传输成功率、传输延时及匹配概率，完成监测数据传输系统可靠性测试；通过对比滑坡监测点光纤光栅传感器监测数据，完成滑坡位移和地下水位监测数据校核测试；建立数据库，记录不同强度降雨下滑坡体监测数据，分析降雨对滑坡位移的影响规律。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统，其特征在于：包括数据接收机(1)、北斗监测站(21)、北斗基准站(22)、第一雨量计(31)、第二雨量计(32)、第三雨量计(33)、固定式测斜仪(4)、光纤光栅测斜管(5)、第一水位计(61)、第二水位计(62)、光纤光栅水位计(7)、全自动全站仪(8)、拉线式位移计(9)、光开关(101)、光纤光栅解调仪(102)、上位计算机(103)、第一北斗通信终端(104)、地面控制中心(105)、第二北斗通信终端(106)、第三北斗通信终端(107)、监控中心(108)、计算机(109)、第一钻孔(201)、第二钻孔(202)、第一振动装置(210)、第二振动装置(211)、滑坡体(221)、电脑(231)、降雨模拟装置(300)、通信网络(400)；
所述数据接收机(1)通过电缆连接北斗监测站(21)、第一雨量计(31)、第二雨量计(32)、第三雨量计(33)、固定式测斜仪(4)、第一水位计(61)、第二水位计(62)、拉线式位移计(9)、全自动全站仪(8)，所述光开关(101)通过光缆连接光纤光栅水位计(7)、光纤光栅测斜管(5)，所述光开关(101)、光纤光栅解调仪(102)、上位计算机(103)、第一北斗通信终端(104)依次连接，所述第三北斗通信终端(107)与监控中心(108)连接，所述数据接收机(1)连接第二北斗通信终端(106)与电脑(231)，所述监控中心(108)通过通信网络(400)连接第一北斗通信终端(104)、第二北斗通信终端(106)。
2.根据权利要求1所述的滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统，其特征在于：所述降雨模拟装置(300)包括蓄水箱(301)、供水泵(302)、调压阀(303)、压力表(304)、电磁阀(305)、控制器(306)、流量计(307)、固定架(308)、支管(309)、桁架(310)、转动法兰(311)、旋转支管(312)、喷嘴(313)、支架(314)、第一控制电缆(321)、第二控制电缆(322)、第三控制电缆(323)、第四控制电缆(324)、第五控制电缆(325)；
所述供水泵(302)、调压阀(303)、压力表(304)、电磁阀(305)、流量计(307)依次连接，所述控制器(306)通过第一控制电缆(321)与供水泵(302)连接，通过第二控制电缆(322)与调压阀(303)连接，通过第三控制电缆(323)与压力表(304)连接，通过第四控制电缆(324)与电磁阀(305)连接，通过第五控制电缆(325)与流量计(307)连接，所述支管(309)通过转动法兰(311)连接旋转支管(312)，所述支管(309)通过固定架(308)与桁架(310)连接，所述桁架(310)与支架(314)连接。
3.根据权利要求1所述的滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统，其特征在于：所述固定式测斜仪(4)包括保护套管(41)、探测器(42)、测斜管(43)、传输电缆(44)；
所述探测器(42)与传输电缆(44)连接，所述测斜管(43)内衬于保护套管(41)内壁，所述探测器(42)通过滚轮与测斜管(43)内壁点触式连接。
4.根据权利要求1所述的滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统，其特征在于：所述光纤光栅测斜管(5)包括PVC管(51)、柔性护管(52)、光纤光栅(53)、光纤(54)、连接光缆(55)；
所述光纤(54)与连接光缆(55)连接，所述光纤光栅(53)与光纤(54)连接，所述PVC管(51)内衬于柔性护管(52)内壁。
5.根据权利要求1所述的滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统，其特征在于：所述通信网络(400)包括现场网络(401)、网关(402)、监测站(403)、局域无线网络(404)、北斗卫星(405)、数据库(406)、广域无线网络(407)；
所述现场网络(401)、网关(402)、局域无线网络(404)、北斗卫星(405)、广域无线网络(407)依次连接。

说明书全文

一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统，属于滑坡灾害防治领域。

背景技术

[0002] 滑坡是指在一定的自然条件与地质条件下，组成斜坡的部分岩土体在重力等因素的作用下，沿斜坡内部一定的软弱面发生剪切而产生的整体下滑破坏。当管道铺设在滑坡易发地带时，滑坡的变形作用对管道产生了巨大威胁，严重时会导致管道断裂泄漏，产生灾难性后果。

[0003] 滑坡监测一般采用无人值守的自动采集方式，并通过无线网络进行传输。卫星通信具有数据传输距离长、覆盖范围广、无缝覆盖、通信容量大、传输安全性高的特点，被运用于滑坡灾害监测，但是由于其通信容量小，当滑坡灾害监测的监测数据量较大时其数据传输受到制约，且由于卫星移动通信传播距离远、星上处理能力受限，导致信号传播延时大。

[0004] 在滑坡灾害变形发展的漫长过程中，降雨是影响其快速发生变形的主要诱发因素之一，滑坡灾害的发生数量在每年雨季之后总会有所增长。在研究降雨量与滑坡灾害的关系时，想要利用降雨量为滑坡预报提供更为精确标准的依据，必须模拟不同强度等级降雨作用下监测传感器的动态响应情况。实用新型内容

[0005] 本实用新型的目的在于提供一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统，模拟不同强度等级降雨条件下滑坡体变形，测试滑坡监测传感器响应情况，综合分析监测数据传输系统可靠性，校核监测数据的精度，完成不同强度等级降雨条件下滑坡体响应规律分析。

[0006] 本实用新型主要解决以下问题：

[0007] (1)设计降雨模拟装置，通过控制器参数设置，给供水泵提供水量，通过调压阀及电磁阀的协同作用，实现不同强度等级降雨模拟。

[0008] (2)统计北斗通信终端发送与接收的有效数据，计算数据传输成功概率和数据传输延时，计算滑坡监测点现场监测数据与监控中心数据的匹配概率，完成北斗通信系统数据传输可靠性测试。

[0009] (3)在滑坡监测点布置光纤光栅测斜仪、光纤光栅水位计与全自动全站仪，实现滑坡体位移、地下水位监测，完成滑坡监测点监测数据的校核测试。

[0010] (4)在监控中心建立数据库，监测数据通过无线网络传输数据信号至数据库保存，完成监测数据统计及降雨与滑坡位移的规律性分析。

[0011] 为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。

[0012] 一种滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统，包括数据接收机1、北斗监测站21、北斗基准站22、第一雨量计31、第二雨量计32、第三雨量计33、固定式测斜仪4、光纤光栅测斜管5、第一水位计61、第二水位计62、光纤光栅水位计7、全自动全站仪8、拉线式位移计
9、光开关101、光纤光栅解调仪102、上位计算机103、第一北斗通信终端104、地面控制中心
105、第二北斗通信终端106、第三北斗通信终端107、监控中心108、计算机109、第一钻孔
201、第二钻孔202、第一振动装置210、第二振动装置211、滑坡体221、电脑231、降雨模拟装置300、通信网络400。

[0013] 所述数据接收机1通过电缆连接北斗监测站21、第一雨量计31、第二雨量计32、第三雨量计33、固定式测斜仪4、第一水位计61、第二水位计62、拉线式位移计9、全自动全站仪8，所述光开关101通过光缆连接光纤光栅水位计7、光纤光栅测斜管5，所述光开关101、光纤光栅解调仪102、上位计算机103、第一北斗通信终端104依次连接，所述第三北斗通信终端
107与监控中心108连接，所述数据接收机1连接第二北斗通信终端106与电脑231，所述监控中心108通过通信网络400连接第一北斗通信终端104、第二北斗通信终端106。

[0014] 进一步的，所述的降雨模拟装置300包括蓄水箱301、供水泵302、调压阀303、压力表304、电磁阀305、控制器306、流量计307、固定架308、支管309、桁架310、转动法兰311、旋转支管312、喷嘴313、支架314、第一控制电缆321、第二控制电缆322、第三控制电缆323、第四控制电缆324、第五控制电缆325。

[0015] 所述供水泵302、调压阀303、压力表304、电磁阀305、流量计307依次连接，所述控制器306通过第一控制电缆321与供水泵302连接，通过第二控制电缆322与调压阀303连接，通过第三控制电缆323与压力表304连接，通过第四控制电缆324与电磁阀305连接，通过第五控制电缆325与流量计307连接，所述支管309通过转动法兰311连接旋转支管312，所述支管309通过固定架308与桁架310连接，所述桁架310与支架314连接。

[0016] 进一步的，所述的固定式测斜仪4包括保护套管41、探测器42、测斜管43、传输电缆44。

[0017] 所述探测器42与传输电缆44连接，所述测斜管43内衬于保护套管41内壁，所述探测器42通过滚轮与测斜管43内壁点触式连接。

[0018] 进一步的，所述的光纤光栅测斜管5包括PVC管51、柔性护管52、光纤光栅53、光纤54、连接光缆55。

[0019] 所述光纤54与连接光缆55连接，所述光纤光栅53与光纤54连接，所述PVC管51内衬于柔性护管52内壁。

[0020] 进一步的，所述的通信网络400包括现场网络401、网关402、监测站403、局域无线网络404、北斗卫星405、数据库406、广域无线网络407。

[0021] 所述现场网络401、网关402、局域无线网络404、北斗卫星405、广域无线网络407依次连接。

[0022] 该实用新型的有益效果在于：

[0023] (1)本实用新型集降雨模拟、滑坡体在线监测、数据传输可靠性测试、监测数据校核测试多种功能为一体，实现不同强度等级降雨条件下滑坡体动态监测。

[0024] (2)设计降雨模拟装置，通过给水泵、调压阀及电磁阀的协同工作，实现不同强度等级降雨的动态调节，在滑坡监测点布置光纤光栅传感器，动态监测降雨条件下滑坡体位移、地下水位响应数据，为滑坡监测点监测设备数据校核提供基础数据。

[0025] (3)计算北斗通信系统的数据传输成功概率及数据传输延时，结合滑坡监测点现场采集数据与监控中心接收数据的匹配概率，实现数据传输系统可靠性测试。

[0026] (4)统计滑坡监测信息，分析滑坡位移的核心影响因素降雨对滑坡位移的影响，实现降雨与滑坡位移的规律性分析。附图说明

[0027] 图1是本实用新型实施例中滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统结构示意图。

[0028] 图2是本实用新型实施例中降雨模拟装置结构示意图。

[0029] 图3是本实用新型实施例中滑坡体深部位移监测示意图。

[0030] 图4是本实用新型实施例中通信网络连接滑坡监测传感器示意图。

[0031] 图5是本实用新型实施例中喷嘴结构示意图。

[0032] 图6是本实用新型实施例中支管结构示意图。

[0033] 图7是本实用新型实施例中雨量强度调节流程框图。

具体实施方式

[0034] 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本实用新型。

[0035] 实施例

[0036] 本实施例中，图1为滑坡体监测数据传输系统可靠性测试系统结构示意图，包括数据接收机1、北斗监测站21、北斗基准站22、第一雨量计31、第二雨量计32、第三雨量计33、固定式测斜仪4、光纤光栅测斜管5、第一水位计61、第二水位计62、光纤光栅水位计7、全自动全站仪8、拉线式位移计9、光开关101、光纤光栅解调仪102、上位计算机103、第一北斗通信终端104、地面控制中心105、第二北斗通信终端106、第三北斗通信终端107、监控中心108、计算机109、第一钻孔201、第二钻孔202、第一振动装置210、第二振动装置211、滑坡体221、电脑231、降雨模拟装置300、通信网络400。

[0037] 所述数据接收机1通过电缆连接北斗监测站21、第一雨量计31、第二雨量计32、第三雨量计33、固定式测斜仪4、第一水位计61、第二水位计62、拉线式位移计9、全自动全站仪8，所述光开关101通过光缆连接光纤光栅水位计7、光纤光栅测斜管5，所述光开关101、光纤光栅解调仪102、上位计算机103、第一北斗通信终端104依次连接，所述第三北斗通信终端
107与监控中心108连接，所述数据接收机1连接第二北斗通信终端106与电脑231，所述监控中心108通过通信网络400连接第一北斗通信终端104、第二北斗通信终端106。

[0038] 所述第一雨量计31被布置在容易发生滑坡的坡体顶部，所述第二雨量计32被布置在滑坡中央附近，所述第三雨量计33被布置在坡脚附近。所述固定式测斜仪4和光纤光栅测斜管5布置在第一钻孔201，所述第一水位计61、第二水位计62及光纤光栅水位计7布置在第二钻孔202。所述第一振动装置210埋设在距离第一钻孔201边缘0.2～0.4m的位置，所述第二振动装置211埋设在距离第二钻孔202边缘0.2～0.4m的位置。

[0039] 图2为降雨模拟装置结构示意图，降雨模拟装置300包括蓄水箱301、供水泵302、调压阀303、压力表304、电磁阀305、控制器306、流量计307、固定架308、支管309、桁架310、转动法兰311、旋转支管312、喷嘴313、支架314、第一控制电缆321、第二控制电缆322、第三控制电缆323、第四控制电缆324、第五控制电缆325。

[0040] 所述供水泵302、调压阀303、压力表304、电磁阀305、流量计307依次连接，所述控制器306通过第一控制电缆321与供水泵302连接，通过第二控制电缆322与调压阀303连接，通过第三控制电缆323与压力表304连接，通过第四控制电缆324与电磁阀305连接，通过第五控制电缆325与流量计307连接，所述支管309通过转动法兰311与旋转支管312连接，所述支管309通过固定架308与桁架310连接，所述桁架310与支架314连接。所述控制器306可控制供水泵302、调压阀303、电磁阀305运行参数，所述压力表304及流量计307监测水流压力及流量并反馈至控制器306。

[0041] 图3为滑坡体深部位移监测示意图，固定式测斜仪4和光纤光栅测斜管5布置在第一钻孔201内部，用混凝土浇筑空余空间。固定式测斜仪4包括保护套管41、探测器42、测斜管43、传输电缆44，所述探测器42与传输电缆44连接，光纤光栅测斜管5包括PVC管51、柔性护管52、光纤光栅53、光纤54、连接光缆55，所述光纤54与连接光缆55连接。

[0042] 图4为通信网络连接滑坡监测传感器示意图，固定式测斜仪4、第一水位计61、第二水位计62、拉线式位移计9可以获取来自第一雨量计31、第二雨量计32及第三雨量计33的监测数据，网关402连接现场网络401，网关402和监测站403之间建立WiFi网络，网关402采集监测数据通过WiFi网络将数据信号传输至监测站403，借助北斗卫星405，数据信号从局域无线网络404传输至广域无线网络407。在网关402和监测站404之间布置有网络控制器，网络控制器支持WiFi协议。

[0043] 图5为喷嘴结构示意图，喷嘴为楔形锥台状，在锥台底部部有以锥台中心为圆心的一系列呈放散状分布的同心圆出水口。

[0044] 图6为支管结构示意图，支管309和旋转支管312通过转动法兰311连接，旋转支管312上有喷嘴313安装口，旋转支管可沿水平面左右调节30°。

[0045] 图7为雨量强度调节流程框图，设置不同强度等级降雨的雨量阈值，设定雨量等级，流量计监测支管流量，判断流量是否高于阈值，是的话调节电磁阀开度，压力表监测水流压力，判断水压是否波动，是的话调节调压阀开度，程序结束。

[0046] 以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

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