公路边坡工程安全监测平台与关键技术研发
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完成单位:葛洲坝集团交通投资有限公司、广西葛洲坝田西高速公路有限公司、广西交通设计集团有限公司、湖南联智科技股份有限公司
登记编号:CAPE-CXCG-2024-J-1-145
登记年份:2024
发布时间:2024-07-17
姚 沅、苟永平、崔培强、苏金亮、赵守阳、叶琼瑶、曾国良、李小青、田孝武、郭 建
现阶段,我国公路高边坡监测多采用人工监测,难度大、间隔长、费用高,而且容易受到人为主观因素的影响,监测实时性和准确性很难达到路高边坡监测预警需要。基于以上问题,本项目重点研究了边坡自动化监测及预警平台的开发和监测设备的研发。开发了高边坡安全自动化监测预警平台,平台功能完善,具备三维地图、数视化、数通讯、数成图与分析、项目信息管理、自动预警等功能模快,实现了对边坡工程监测预警的数字化管理。同时基于北斗卫星导航系统的高精度定位技术,研发了低功耗、高精度定位北斗接收设备,解决了北斗高精度定位设备在工况条件较差地区的大规模应用问题。
通过物联网的发展以及无线传感器网络技术的应用,利用其低成本、实时性、大范围、自动化、灵活性、全天候的特点,有效解决了边坡人工监测存在的不足。将单个边坡单个监测点的单个监测项目连入物联网,有效解决了公路高边坡测数分散、各自独立的问题。将物联网与边坡安全监测设备相连接,实现大量边坡工程监测的实时化、自动化,及时把握边坡的安全状态,评定边坡的稳定性,为保证高速公路正常运行提供依据。
本项目主要创新点有:1.开发了一套高边坡安全自动化监测预警平台,基于累计位移预警与位移速率预警两种常规预警算法,研发了高精度加速度预警算法,提高了边坡监测预警准确性。2.研发了一套低功耗、高精度北斗接收设备,采用低功耗北斗与陀螺仪融合的解算技术以及自适应卡尔曼滤波与新型小波变换融合的数据滤波算法,提高监测解算精度,降低设备功耗。
本项目获得了5项专利授权,其中3项发明专利,2项软件著作权,发表了5篇论文,其中2篇核心期刊。项目成果成功应用于田西高速、延黄高速,取得了良好的经济效益和社会效益,节约成本6307.23万元。