[发明专利]高速铁路边坡监测、分析及预警装置及方法

权利要求书

1.一种高速铁路边坡监测、分析及预警装置，其特征在于：包括地下水位信息采集模块、地表位移信息采集模块、存储模块、控制模块、监测预警模块、通讯模块和显示模块，所述地下水位信息采集模块、地表位移信息采集模块、存储模块、监测预警模块、通讯模块和显示模块均连接所述控制模块；

所述下水位信息采集模块用以对高速铁路边坡的地下水位进行监测，并将监测信息记录在存储模块中；

所述地表位移信息采集模块用以对高速铁路沿线边坡的地表岩体移动进行监测，并将监测信息记录在存储模块中；

所述存储模块用以储存地下水位信息和地表岩体移动信息；

所述监测预警模块用以对地下水位信息和地表岩体移动信息进行监测和预警，根据监测数据的计算结果判断当前地下水位是否超出预警值，以及地表岩体的空间移动距离、速度和加速度是否在安全范围内，两者任意一方达到预警临界值，即启动预警；

所述显示模块用以对预警信息进行显示；

所述控制模块将预警信息发送到所述显示模块，并通过所述通讯模块将预警信息反馈到控制终端，实现高速铁路边坡监测及预警过程。

2.如权利要求1所述的高速铁路边坡监测、分析及预警装置，其特征在于：所述控制模块为单片机。

3.如权利要求1所述的高速铁路边坡监测、分析及预装置，其特征在于：所述地下水位信息采集模块包括超声波水位传感器，置于边坡滑坡影响区的监测井内。

4.如权利要求1所述的高速铁路边坡监测、分析及预警装置，其特征在于：所述地表位移信息采集模块包括角位移传感器，置于边坡断面各铰接点连接处。

5.如权利要求1所述的高速铁路边坡监测、分析及预警装置，其特征在于：所述显示模块包括警示灯，所述警示灯置于边坡下方的铁路沿线处。

6.一种高速铁路边坡监测、分析及预警方法，其特征在于：采用如权利要求1-5任一项所述的高速铁路边坡监测、分析及预警装置，包括以下步骤：

步骤S01：利用地下水位信息采集模块获取地下水位高度h，并记录到存储模块中；

步骤S02：利用地表位移信息采集模块获取各个铰接点的角位移α_i，其中i＝1,…,n，并记录到存储模块中；

步骤S03：对步骤S01中的地下水位高度h和步骤S02中各个铰接点的角位移α_i，进行AD转换，其中i＝1,…,n；

步骤S04：控制模块调用监测预警模块：判断边坡的地下水位高度h是否超过设定的安全界限h₀；根据各个铰接点的角位移α_i计算空间移动距离、移动速度和加速度，判断空间移动距离s、移动速度v及加速度a是否在安全范围内；

步骤S05：步骤S04的判断结果，只要有一个满足边坡滑坡条件，则进入步骤S06，否则返回步骤S03；

步骤S06：控制模块启动警示指令，开启显示模块中的警示灯；

步骤S07：控制模块通过通讯模块将预警信息反馈到控制终端。