[发明专利]管道滑坡智能监测桩组件、监测网系统、监测方法

说明书

本发明公开管道滑坡智能监测桩组件、监测网系统、监测方法。管道滑坡智能监测桩组件包括相互通信连接的1支母桩与大于1支的子桩，母桩安装柱上固定通信装置、数据采集仪、供电装置等部件，各部件间有必要的电路连接、通信连接；子桩的安装柱是空心件，上段外壁固定通信装置、数据采集仪、角度传感器、位移传感器等，各部件间有必要的电路连接、通信连接。上述智能监测组件与监测网监测精细化程度高、数据可利用性高，所获得数据具有分布式监测网数据特征。管道滑坡智能监测网系统，包括上位机与至少一组管道滑坡智能监测桩组件，母桩与上位机通信连接。监测方法利用数据同化平台对监测数据加工整理，采用二步同化+分类标签的数据处理方法，将二维监测数据转为监测坡体四维数据库，更科学全面地显示坡面地质变化特征，提供灾害监测防治的更多决策信息。

技术领域

本发明涉及一种滑坡灾害监测方案，特别是涉及一种用于监测管道滑坡的组件、系统及方法，属于信号装置、地质灾害监测防治技术领域。

背景技术

油气管道是目前最重要的能源运输方式之一，起着输送、存储石油和天然气、调节管网压力等重要作用。管道建设不可避免地会经过一些不良地质地段，由于降雨、人类工程活动、地壳运动等因素触发的管道地质灾害时有发生。管道滑坡是管道地质灾害中危险最大、发生频率最高的灾种，极易造成管道悬空、挤压甚至断裂，管道的破损泄漏不仅污染环境，还存在着爆炸的风险，进而造成严重的经济损失和人员伤亡，因此防治管道地质灾害成为管道安全保护的重要任务。

滑坡对油气管道的致灾过程是一个多参数综合耦合的复杂过程，对其监测预警需要建立在全面的监测数据基础上，尤其是需要对滑坡土体的立体监测，这就要求安装必要的监测装置。出于对管道滑坡特征的分析，构建全面高效的坡体监测方案应当考虑并尽量满足三方面要求：第一，管道滑坡多为浅表层滑坡，这就要求监测仪器必须在满足多参数监测的基础上，还必须灵巧简洁、自重小、对周围土壤扰动小、供电方案周全等。第二，建设有管道的坡体发生滑坡危险时，滑坡体中各位置处土的物理性质、土中应力并非均匀一致，而各位置处土的物理性质、土中应力又必须与该位置的管道敷设特征数据结合，才能提高管道滑坡的监测预警的有效性与减灾措施的科学性。这要求坡体监测数据体具有分布式特征，从而可以为灾害的三维乃至四维的空间建模提供数据基础。第三，影响管道滑坡的主要风险因素包括降雨与原发或次生的地质变动，两者既相互独立，又相互联系(主要是降雨引发地质变动)。一般来说，降雨发生时，监测区域内的降雨数据一致性程度高，而地质变动数据则存在明显的局部异质性。因而，有效率的监测方案应当是，即能满足这两类数据的独立监测，又能满足及时根据降雨量数据调节地质数据监测的频率。

公布号为CN101667325A、名称为“一种管道滑坡监测预警方法和系统及系统的构建方法”的中国发明专利申请公开了一种管道滑坡监测预警系统及方法。该监测系统及方法依赖于应变光纤光栅传感器对管道及其周边土体位移变形的测量来实现其目标，获取的监测数据内容与结构均单一。并且埋入光纤的过程中也容易对浅表层滑坡体产生扰动，可能产生加速滑坡的蠕变等影响。公布号为CN101667326A、名称为“滑坡对管道影响的监测预警方法和系统”的中国发明专利申请，也是有相似的技术缺陷。公布号为CN 110211338A、名称为“一种单体管道滑坡灾害的预警方法”的中国发明专利申请公开了一种管道滑坡灾害预警方法。该方法的数据基础仅为集群结构，非理想高效的监测方案。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种基于智能监测组件采集的分布式监测数据实现的管道滑坡智能监测系统及方法。

为实现上述目的，本发明首先提供一种管道滑坡智能监测桩组件，技术方案如下：

一种管道滑坡智能监测桩组件，用于监测埋设有管道的坡体的滑坡类地质灾害，其特征在于：

包括一支母桩、N支子桩，N≥1；

所述母桩包括安装柱，安装柱上固定通信装置、数据采集仪、供电装置、避雷针，供电装置与通信装置电路连接，通信装置与数据采集仪电信号连接；