[发明专利]一种自供电式公路边坡监测与预警系统

说明书

本发明公开了一种自供电式公路边坡监测与预警系统，包括供电单元、监测单元、信息处理单元和预警单元；供电单元包括埋设在边坡公路车道下方的压电换能器和与压电换能器电连接的储能电池；监测单元包括设置在边坡中的监测管、固设在监测管的外壁上的压电尺和设置在监测管内的压力式水位传感器；信息处理单元包括数据存储模块和与数据存储模块信号连接的边坡安全评级模块；预警单元包括LED信息显示模块、语音箱广播模块和通讯模块；压电尺和压力式水位传感器分别与数据存储模块电连接，储能电池、LED信息显示模块、语音箱广播模块和通讯模块分别与边坡安全评级模块电连接。本发明提高了边坡监测的准确性并能够实现及时预警。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别是涉及一种自供电式公路边坡监测与预警系统。

背景技术

随着我国经济的发展，交通运输行业发展进程加快，公路建设规模不断扩大，公路建设与运营时期的安全问题，越来越受到关注。其中，公路边坡结构失稳，会导致交通中断、附件的建筑物倒塌、甚至会引发滑坡等地质灾害。进而影响交通的正常运行甚至给人民生命财产造成严重威胁。因此，做好道路边坡的监测和预警工作，维护道路边坡的稳定，有着重要的现实意义。

边坡常规的监测技术中，大都需要对传感器进行供电，但在一些特殊地区，特别是在一些山区，通电设施不完备，受地形和经济条件的影响，边坡监测传感器的布设受到很大限制。另外，单一的监测方法由于获取的边坡数据有限，不能全面真实的反映边坡实际变形情况，从而降低了监测的准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种自供电式公路边坡监测与预警系统，以解决上述现有技术存在的问题，提高边坡监测的准确性并实现及时预警。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种自供电式公路边坡监测与预警系统，包括供电单元、监测单元、信息处理单元和预警单元；所述供电单元包括埋设在边坡公路车道下方的压电换能器和与所述压电换能器电连接的储能电池；所述监测单元包括设置在边坡中的监测管、固设在所述监测管的外壁上的压电尺和设置在所述监测管内的压力式水位传感器；所述信息处理单元包括数据存储模块和与所述数据存储模块信号连接的边坡安全评级模块；所述预警单元包括LED信息显示模块、语音箱广播模块和通讯模块；所述压电尺和所述压力式水位传感器分别与所述数据存储模块电连接，所述储能电池、所述LED信息显示模块、所述语音箱广播模块和所述通讯模块分别与所述边坡安全评级模块电连接。

优选的，所述压电换能器埋置于所述边坡公路车道中改性沥青层正下方4厘米处，所述压电换能器能够将车辆移动所产生的机械能转换为电能，并储存在所述储能电池内。

优选的，所述边坡中对应所述监测管设置有钻孔，所述监测管设置于所述钻孔中；所述监测管的底端与边坡中的地下水层相通，所述压力式水位传感器设置于所述监测管的底端，所述压力式水位传感器的顶端连接有固定绳，所述固定绳为所述水位传感器提供向上的拉力，所述监测管中填充有中砂，所述中砂将所述压力式水位传感器压紧以保证所述压力式水位传感器的稳定。

优选的，所述压电片和所述监测管构成边坡位移监测模块，所述压力式水位传感器、所述监测管和所述中砂构成边坡地下水位监测模块。

优选的，所述监测管竖直。

优选的，所述数据存储模块、所述边坡安全评级模块、所述LED信息显示模块、所述语音箱广播模块和所述通讯模块分别设置在交通立柱上；所述交通立柱的顶部设置有防雨罩。

优选的，所述压电换能器包括封装外壳和设置在所述封装外壳中的压电器件。

优选的，所述监测管的材料为聚氯乙烯。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：