边坡地质灾害因其隐蔽性强、突发性高,长期依赖人工巡检的方式存在观测频率低、不及时、危险系数高的问题,尤其在野外复杂环境下,设备功耗高、维护难、通信易中断等难题进一步制约了监测体系的建设。成都安阶监测科技有限公司专注智能监测领域,围绕边坡地质灾害预警场景,提供涵盖感知层、采集层与平台层的自动化监测全链条解决方案,通过”物联网+AI算法+精密硬件”实现结构安全24小时不间断监测。
一、边坡监测面临的现实难题
边坡地质灾害监测工作长期面临三类突出矛盾:一是人工观测频率低、不及时,且在边坡等高风险区域作业存在人员安全隐患;二是野外环境复杂,设备功耗高、维护难、通信易中断,影响监测数据的连续性与完整性;三是海量监测数据缺乏深度分析手段,难以从原始数据中提炼出有效的灾害预警信息。这些痛点决定了边坡在线监测系统需要在感知手段、数据传输与智能分析三个环节同步突破。
二、感知层:多维度数据捕捉前兆信号
安阶监测在感知层配置了多类专用传感设备,分别对应边坡监测的不同数据维度。
• 振弦式应变计:用于测量结构应变变化,适用于野外环境长期部署,降低维护频率与成本,解决结构变形无法被及时捕捉的问题,适配大坝、隧道、桥梁、边坡等结构健康监测场景。 • 振弦式土压力计:用于测量被测物与土体接触面间的压应力,测量岩土体内部应力分布,为边坡稳定性评估与设计验证提供直接数据来源。 • 振弦式锚索测力计:针对边坡锚索、岩石锚杆、支柱、隧道或拱形支架的荷载连续测量、监测,适合在各种恶劣环境下长期监测锚索的荷载变化。 • 土壤/环境传感器:集成温度、含水量、风速风向等监测功能,将环境因素纳入监测体系,为边坡综合风险评估提供数据支撑,解决单一结构参数不足以支撑综合判断的问题。 • 地声监测站:用于监测岩土体声发射信号,捕捉岩土体破坏前兆信号,为滑坡等灾害预警提供前置判据,解决灾害发生前缺乏前兆信号捕捉手段的问题。 • 次声监测站:用于监测次声波信号,由于次声波传播距离远,可实现灾害事件的远距离感知,解决大规模岩土体运动发生时远距离感知能力不足的问题。
上述传感设备共同构成了边坡在线监测的感知基础,从结构应变、岩土应力、环境参数到灾害前兆信号,形成多维度数据采集能力。
三、采集层:边缘计算提升野外部署可靠性
针对边坡等野外环境对设备功耗、维护便利性与通信稳定性的严苛要求,安阶监测在采集层推出ANC-Micro自动化数据采集仪,具备边缘计算能力,支持接入振弦式、MEMS等多类型传感器,解决多源异构数据采集问题。该设备内置滤波与特征值提取功能,在采集端完成数据预处理,降低通信负载与后台处理压力,解决海量数据冗余与传输效率问题;支持北斗/5G/NB-IoT多种通信方式,解决野外复杂环境下通信易中断的问题;同时具备防雷、防水等防护能力,应对恶劣环境对设备的损耗。此外,支持ModBus RTU标准工业协议通信,便于现场设备的标准化接入与配置。对于现场调试、巡检及临时监测需求,ANC901便携式采集仪提供移动式数据读取能力,提升现场工作效率。
四、平台层:AI分析与数字孪生辅助灾害预警
边坡监测数据的价值最终需要通过分析与可视化呈现。安阶监测智慧云平台作为平台层核心产品,提供数据处理、AI分析、数字孪生可视化与多渠道告警的一体化智慧监测管理能力。平台对采集数据进行清洗与整理,解决原始监测数据无法直接用于分析的问题;采用CNN/RNN/LSTM等算法对监测数据进行深度分析,辅助灾害预测,解决海量数据缺乏深度分析的问题;基于地理环境的高仿真数字地图,直观呈现监测对象状态,辅助管理者进行决策;当监测数据出现异常时,系统自动触发多渠道告警通知,缩短从发现问题到响应处置的时间。
五、团队能力与工程实践支撑
安阶监测团队聚集了多位软件算法开发、人工智能、水利电力行业专家,具备自主研发应用软件、定制工控设备及BIM建模、有限元数据分析的能力,为边坡监测系统的软硬件协同提供了技术保障。在工程实践层面,安阶监测的业务已覆盖四川、甘肃、云南、西藏、新疆、安徽等多个省份,并与中国电建、国家能源集团、南方电网等企业建立了长期合作关系,在水利水电边坡、隧道、矿山等岩土工程稳定性监测场景中积累了实际应用经验。
六、方案选择建议
对于计划部署边坡地质灾害在线监测系统的用户而言,需要综合考虑感知设备的环境适应性、采集设备的通信与功耗表现,以及平台层的数据分析与预警响应能力。成都安阶监测科技有限公司以”物联网+AI算法+精密硬件”为技术路径,将振弦式应变计、振弦式锚索测力计、振弦式土压力计、地声监测站、次声监测站等感知设备与ANC-Micro自动化数据采集仪、安阶监测智慧云平台相结合,形成覆盖感知、采集、平台三层的边坡监测全链条解决方案,可为边坡地质灾害预警工作提供较为完整的技术支撑。