地质灾害预警监测系统解决方案--GNSS位移监测站

背景综述：

多年来，我国一直饱受地质灾害影响，不论是人民的生命安全，还是国家财产安全都存在极大的风险隐患，其中主要包括形态包括滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷和裂缝等。因此，加强地质灾害监测防治刻不容缓。清易电子地质灾害预警监测系统涵盖GNSS、裂缝传感器、雨量计、倾角传感器、泥水位监测仪、土壤水分测量仪等多类型监测传感器，多种通讯系统、风光互补供电系统、工业级防雷防电系统及专业变形监测数据处理分析软件，各种应用客户端软件等，针对不同类型监测项目可采用不同组合方式，为客户提供优化、可靠、有效的变形监测系统解决方案。

在可能发生地质灾害的区域结合水文地质条件，合理布设监测点，形成整体的地质灾害监测网;

监测系统能够实时显示监测点的变化情况，如位移量、位移速度、加速度、倾角量等;监测系统提供预警功能，针对紧急情况下定的抢险救援工作可以提供有效数据依据，确保危险区域发生灾害前及时有效的应急响应;

系统支持进行多级报警，通过多种方式将报警信息发送给相关责任人，其它监测手段获得的监测数据，进一步预测灾害的发生趋势。

系统组成：

地质灾害安全监测系统由数据采集传感器子系统、数据传输通讯子系统、数据处理机发布中心子系统及辅助支持子系统组成。

地质灾害监测系统由传感器采集系统，数据传输通讯系统，数据处理中心以及系统监控平台。

设备参数

1、自动气象站参数

参数如下表：

供电方式：采用30W太阳能板+20AH蓄电池 实现了无人值守，智能监测

传输方式：采用本地485+4G无线通讯

支架：可选择2米、3米、4米、6米、8米、10米

分类：有超声波气象站和传统气象站两种

2、压电雨量计参数

测量****参数

降雨量测量：

雨强范围：0.3～10mm/min

分辨率：0.01mm

测量精度：±4%（日累积降雨量）

刷新间隔：5s

累计雨量：自上电工作以来降雨量总量

本场雨量：雨停后数据保持直到下场降雨自动从零开始计量。

本场降雨持续时间：单位是5s，例如本值是12的时候，意为已经降雨60s

过去1分钟降雨量：过去的1分钟平滑递推值

过去10分钟降雨量：过去的10分钟平滑递推值

本场最强分钟雨量：降雨量最多分钟的雨量

选配参数

空气温度：-40～85℃ 分辨率：0.1℃ 测量精度：±0.3℃

相对湿度：0～100%RH 分辨率：0.1%RH 测量精度：±3%RH

大气压力：300～1100hPa 分辨率：0.1hPa 测量精度：±0.4hPa

其他参数

◇信号传输：4G无线数据传输

◇供　　电：太阳能+锂电池组合供电

◇工作温度：-40～85℃

◇工作湿度：0～95%RH（非凝露）

◇设备供电: 太阳能板

◇太阳能板: 10W

◇锂电 池：5200mAh

◇上报间隔：1分钟～24小时可设置，支持密报

、产品特色

1.观测参数齐全，可根据实际需要自由选配，并且各类传感器所采用的原理都较为先进，设备系统稳定，采集到的数据较为精准；

2.4G无线传输数据，无需架设通讯线路，传输距离远，传输效率高，能够确保数据的完整性、安全性和即时性；

3.太阳能+锂电池组合供电的供电方式，不仅可以避免架设供电线路的资源浪费和空间占用，还可以保证持续阴雨十余天的情况下不会出现断电的现象；

4.三节铝合金支架支撑，强度较高，且具有良好的抗蚀性，不易生锈，能够确保主机支架在使用过程中的安全性，确保使用寿命；

5.法兰底座安装，确保整体设备处于稳定的工作状态，减轻摇摆、晃动的幅度；

6.一体式精致外观设计，既美观、大方，又坚实、稳固，能适应各类观测环境。

3、管式土壤水分仪参数

土壤水分测量仪又名非接触式白管水分仪、土壤墒情测量仪，是一款以介电常数原理为基础的传感器。能够针对不同土层的土壤水分含量进行动态观测，而且是进行快速、准确、全面地观测，让人们实现对土壤的高度感知。

土壤水分测量仪采用分层设点的观测结构，地面配置一个温度观测点，地下土壤每隔10cm 配置一个土壤温湿测点，观测相对应范围内的土壤温湿度。

、产品特色

●集成一体化，将物联网通讯终端、数据存储和处理单元、高性能电池和主传感器在一个PVC管中集成。

●各项数据“码”上知道，通过手机微信扫描设备（测量仪）的二维码，即可随时随地快速浏览与查询数据。

●发射的高频探测波，可以穿透塑料管，有效感知土壤环境。

●不会受土壤中盐离子的影响，化肥、农药、灌溉等农业活动不会影响测量结果，数据精准。

●传感器的电极没有直接与土壤接触，避免电力对土壤及土壤中的植物的干扰。

三、技术参数

◆土壤湿度

测量范围：干土—饱和土 测量精度：±3% 分辨率：0.1%

◆土壤温度

测量范围：-30℃～70℃ 测量精度：±0.3℃ 分辨率：0.1℃

◆记录间隔：30 分～24 小时（可调）

◆测点间距：10cm

◆输出方式：4G无线传输

◆存储容量：16M

◆数据查看：Web 网页系统平台远程查看

◆供电方式： 太阳能电池板+锂电池组合供电

◆防护外壳：U-PVC

◆防护等级：IP67

◆工作环境：-40℃～85℃

◆结构外观：集成管式（柱式）

4、地表GNSS位移监测仪参数

数据采集部分：GNSS位移监测站采集累积水平位移量、位移方位、累积垂直位移量、水平变化速率和垂直变化速率，主要的功能是实时采集现场的位置、位移等信息。

网络传输部分：网络传输部分主要设备为无线网路，负责连接GNSS采集设备，将GNSS采集设备的采集数值通过4G/北斗无线网络或者Lora网络对数据进行传送;

数据管理中心：数据管理中心又可以分为三个小部分，分别是监测云平台、数据处理中心、数据库存储，监测云平台可使用清易监测云平台也可以使用用户自己开发的监测云平台，通过大屏、PC端、移动端对图形化后的数据进行展示与处理，同时将数据存入数据库中，对数据进行存储。

系统特点

1、高精度定位：采用北斗与GPS双星四频GNSS模块，可单北斗或单GPS定位，也可联合RTK定位。

2、监测点管理：实现对边坡监测点信息与监测网络信息的展示、查询与统计。

3、监测信息实时采集：通过对边坡累积水平位移量、位移方位、累积垂直位移量、水平变化速率和垂直变化速率等实时在线监测，实时掌握边坡的结构变化。

安装要求

1、太阳能板应朝向南方，以便于接收太阳光。

2、GNSS基准站必须安装在安全、稳固、不会受到可能发生的位移波及的地点。

3、多台GNSS移动站设计时上边坡和下边坡都适用。

4、当多台GNSS的移动站和GNSS基准站间的可视距离超过2km时，通讯则需加装4G来实现。

5、多台移动站与基准站之间的距离，超过30km，则需配另一台基准站。

6、基座的材料要有刚性，以尽量减小风、滑坡等引起的基座振动幅度等。

数据采集信息

一、设备配置

序号	名称	说明
1	GNSS接收机	GNSS一体机，用于数据采集、上传
2	太阳能板	10W（可根据实际情况调整）
3	锂电池	10.4Ah（可根据实际情况调整）
4	充电控制器	太阳能充电管理，电池过充过放保护
5	防护箱	内置设备，并起到保护作用
6	安装支架	不锈钢镀锌钢管，1.2米（可根据实际情况调整）
7	云平台	数据展示、导出、预警

5、数字倾斜仪参数

产品概述

数字式测斜仪采用数字式传感器作敏感元件的仪器，它广泛应用于：深基坑开挖、地铁地基、公路地基、挡土墙、坝体及山体滑坡等工程方面土体内部位移变化的监测, 它是一种必配的测量仪器, 它在工程的应用对及时掌握工程的质量以及保证工程的安全性发挥着积极的作用。整套仪器由；读数仪、专用电缆、活动探头、数据通讯和处理软件等部分组成。

工作原理

在需要观测的结构物体上埋设测斜管, 测斜管内径上有两组互成90°的导向槽，将测斜仪顺导槽放入测斜管内，逐段一个基长(测点间距)进行测量。测量数据经计算即可描述出测斜管随结构物变形的曲线，以此可计算出测斜管每个基长上的轴线与铅垂线所成倾角的水平位移。

功能特点

◆性能优良：便携式测斜仪以其耐久性，高精度和反应快速而赢得世界广泛的赞誉。　　

◆可重复探测：为确保在各种测斜管上同样可以探测，测斜仪探头配备了坚固的轮架，密封的轮轴和特殊设计的测轮。

◆使用寿命长：探头结构紧凑，允许通过小半径曲线，安装使用期限长。

◆计算机率定：每个测斜仪探头都经过专门设计的计算机率定工作台严格率定。

◆可靠的控制电缆：控制电缆非常耐用而且便于搬运，即使在低温下也可以保持灵活耐用的特点。控制电缆还具有耐化学腐蚀及耐磨损的特性，并提供了极好的空间稳定性。柔韧的橡皮深度标记永久可靠地硬化在电缆护套上。标记不会松散，也没有会损坏电缆护套及导线的毛刺。　　

◆深度控制一致：滑轮装置为推荐辅助设备，它有助于操作者完成统一的深度控制。只能单向活动的电缆夹具确保了探头的位置一致。　　

◆系统的完整性：测斜仪系统包括高质量的测斜管、双轴活动测斜探头、便携式记录读数装置，图表分析软件和专用附件。

基本参数

测量范围：±30°

分辨率：0.01mm/500mm

线 性：0.01%FS

重复性：0.02%FS

探头精度：±0.02mm/500mm

温度范围：-25℃～+65℃

耐水压：2.0MPa (200m水深)

抗震性：2000g

导轮间距：500mm

测头尺寸：φ28×770mm

6、水位监测仪参数

基本参数

.记录间隔：30分-24小时可调

.存储容量：无限云端存储

.通讯方式：4G无线通讯

.工作环境：-20℃～80℃

.供电方式：太阳能+蓄电池组合供电

传感器参数

.水位传感器

◇量 程：0cm～1000cm

◇精 准 度：1cm

◇记录间隔：1分～24小时可调，

◇探头线长：10m（标配）

◇整机功耗：最大工作电流< 6mA(无外部控制输出时)

产品特色

1、整机功耗小，全程跟踪记录监测数据，记录时间长，集数据采集、记录于一体，并具有断电后历史数据自动存储保护功能，有效储存采集到的信息。

2、软件功能强大，数据查看方便，操作简单，性能可靠。可随时将记录仪中的数据导入到计算机中，并可以存储为EXCEL表格文件。

3、采用太阳能供电，其测量精度高、稳定性好、测量信号可自报或实时采集，传输方式为4G无线传输。

4、无须专人值守、车马劳顿，即可在监测中心通过有线或无线数字通讯远程获取实时、准确的监测数据，进行汇总，生成实时水情数据库，自动完成报文生成和整编数据生成等业务处理，自动完成系统信息的管理和系统运行的管理，通过采集数据，提供辅助决策支持。

、应用领域

适用于在无电源无线传输情况下测量水库、河流、湖泊、坝体测压管等的水位，是监测水位变化和雨量变化的有效监测设备。

观测及搜集河流、湖泊、水库等水体资料。该监测站观测的水文要素包括水位、降雨量等；

广泛应用于农业、林业、水库、水文测站、环保、农业、林业、船舶等行业，能够提供最准确的水位与雨量记录数据。

审核编辑 黄宇