[发明专利]一种基于BIM平台的边坡稳定性监测系统

说明书

本发明公开了一种基于BIM平台的边坡稳定性监测系统，包括信号采集模块、高精度定位设备、无线通信设备、BIM中心服务器、显示设备、应急报警器和太阳能供电设备。其中信号采集模块包括位移传感器、测斜仪、锚杆测力器、土压力盒、孔隙水压力计以及中央处理器。中央处理器与各传感器相连接，并将各传感器的电信号进行A/D转换成数字信号，通过无线通讯设备将数字信号传输至BIM中心服务器，BIM中心服务器对接收的数据进行计算分析，可以实时的将边坡的位移，倾斜及受力情况以可视化的方式显示在BIM平台上。该基于BIM平台的监测系统可以实时的系统的监测边坡的稳定性，对于正常的边坡变化能进行短期的预测以指导边坡的施工和养护工作，对于边坡非正常的变化则将直接触发报警器，提高施工安全性。

技术领域

本发明涉及边坡监测技术领域，特别涉及公路工程中高边坡的系统监测。

背景技术

我国西南部地区多为山地，边坡是一种常见工程构造物，且边坡的失稳滑坡能对生命财产和工程建设造成极大的损失。虽然在工程设计和施工时都考虑了一定的安全储备，但边坡通常由土体构成，土是极其复杂的三相体，基于极限平衡法和强度折减法的边坡稳定性计算的假设过于理想化，不能保证其计算结果符合实际的工程情况。因此，对边坡是实时动态监测显得尤为重要。

随着我国5G通讯技术的发展，物联网技术也将随着迅速发展，这也使得我们对边坡的实时监控成为可能。基于5G通讯技术，传感器信号处理器可以实时的向BIM中心服务器上传数据。

目前我国对边坡稳定的性的监测，一方面是在施工时派专门的测量人员定时定点的测量边坡的位移，该方法的缺点在于不能实时的反应边坡变化情况，且在项目建设完成后的运行维护中不能保证对边坡的监测。另一方面采用某种自动化仪器进行边坡监测往往测量数据较为单一，不能形成系统，只能片面的反应边坡的变化情况。

为解决上述问题，基于BIM平台和物联网的实时的系统边坡稳定性监测的方法被提出，随着5G通讯技术和物联网技术的发展该监测系统可以有效的用于边坡监测之中。

发明内容

本发明旨在给出一种基于BIM平台的边坡稳定性的监测系统，以实时的系统的对边坡稳定性进行监测，其主具体表现为对位移、倾角、土压力和孔隙水压力的实时监测。

本发明所述的边坡稳定监测系统，包括信号采集模块、高精度定位设备、无线通信设备、BIM中心服务器、显示设备、应急报警器和太阳能供电设备。

信号采集模块包括位移传感器、测斜仪、锚杆测力器、土压力盒、孔隙水压力计以及微处理器。位移传感器用于测量两点间相对距离变化，并以电信号表示；测斜仪用于测量土体水平位移的倾斜角度；锚杆测力器用于测量锚杆所受的拉应力；土压力盒用于测量目标土层的土压力；孔隙水压力计用于测量目标土层的孔隙水压力；中央处理器集成了上述传感器、应急报警器以及定位设备的信号处理程序，能多通道同时接收并处理上述仪器产生的电信号，并转换成数字信号。

高精度定位设备用于定位设备在边坡上的精确位置，以便于给个设备编号并精确的在BIM模型中标识。

无线通讯可以采用4G通讯技术或者光纤网络，但待5G技术的成熟则可以优选5G通讯技术。

BIM中心服务器是融合集成了建设项目管理全过程的数字化、信息化、可视化平台，用于计算分析通讯设备传输的数据并做出可视化处理。

显示设备用于显示经BIM中心服务器处理的可视化曲线或者图形。

应急报警器连接在微处理器上，在边坡发生较大的变形而处于不稳定状态时，直接触发警示灯。

太阳能供电设备包括太阳能光伏板、太阳能发电控制盒和蓄电池，发电控制盒控制光伏板组件发电并将其存储在蓄电池中用于保持系统稳定运行。

附图说明

图1是本发明提供的基于BIM平台的边坡稳定性监测系统基本结构原理图。