在高速公路建設中，邊坡監測是至關重要的環節，其穩定性對高速公路的安全運營存在較大影響。利用自動化監測手段實時掌握公路邊坡穩定狀態，能夠有效避免因公路邊坡失穩造成的安全事故，這對保障交通運輸的順暢與安全具有重要意義。

項目背景

項目位于湖南省西北部的張家界市，每年雨季受持續降雨或短時強降水等惡劣天氣影響，轄區張桑(張家界至桑植)高速公路的邊坡會發生不同程度的水毀。為此，張桑高速公路管理局急需加強高速公路邊坡監測，提升高速公路防災減災能力，以保障高速公路運營安全。

痛點分析

自2017年建成通車以來，張桑高速公路管理局主要采用人工現場巡查方式進行邊坡監測，該方式存在以下不足：

1

誤差因素多

受天氣、人工、現場條件等因素影響，人工監測無法精準、全面獲取高速公路邊坡數據。

2

效率低

人工監測頻率有限，難以發現高速公路邊坡細微變化。同時，人工監測時使用聊天軟件和電話進行邊坡預警預報，容易出現紕漏、不及時。而且在極端天氣情況下，人工監測也難以及時獲取邊坡數據。

3

成本高

人工監測成本較高，難以維系。

4

風險大

人工監測所處環境復雜，人身安全得不到保障。

實施方案

受客戶委托，中海達提供公路邊坡智能化安全監測預警解決方案。該方案依托北斗技術、物聯網技術、智能傳感器技術以及無線通信技術等先進手段，通過建設變形監測站、傾角監測站、視頻監測站、聲光預警廣播，24小時實時監測高速公路邊坡位移、傾角等變化信息，幫助高速公路運營部門及時了解邊坡安全健康狀況和準確判斷邊坡安全隱患，從而全面提高公路邊坡安全風險綜合防范能力。

▲方案流程示意圖

作業過程

根據客戶需求，本次項目選取張桑高速公路2處重點危險路段的高邊坡進行邊坡智能化安全監測預警建設。

變形監測站建設

每個邊坡點安裝5套北斗監測設備（含基準站），分別部署在各個坡級，對整個邊坡表面位移進行實時自動化監測，位移達到事先設定的預警值，自動觸發預警。

傾角監測站建設

每個邊坡點部署24臺傾角加速度計，平均分布在各坡級。傾角加速度計擁有高精度角度、加速度、方位角、裂縫(可選)等多種傳感器，可進行震動、傾斜、裂縫等多種監測。

視頻監測站建設

通過在邊坡監測點對面部署1臺視頻球機，進行實時在線攝影監控，準確掌握現場情況，以及獲取邊坡整體變形演變過程的視頻資料。

聲光預警廣播建設

在邊坡監測點前后兩端位置各部署1臺預警主機，外置擴音喇叭和閃光警示燈。當預警觸發時，設備可支持語音、警笛、閃光等多種方式發起警報，提醒往來車輛規避危險。

成果展示

通過中海達公路邊坡智能化安全監測預警解決方案，張桑高速公路管理局實現了邊坡無人值守監測，改變了人工監測邊坡的工作狀態。一方面依托變形監測站和傾角監測站，張桑高速公路管理局可以及時、準確掌握邊坡體整體運行的安全狀態。同時依托視頻監測站，張桑高速公路管理局可以對邊坡整體變形演變過程進行24小時遠程實時攝像，為以后研究本類地質災害提供珍貴的科學依據。另一方面依托聲光預警廣播，張桑高速公路管理局可以在邊坡出現失穩征兆或者發生滑坡后及時發出警報廣播，降低或避免安全事故的發生。

▲張桑高速公路邊坡監測三維模型圖

▲張桑高速公路表面位移監測數據

項目總結

通過應用，中海達公路邊坡智能化安全監測預警解決方案解決了張桑高速公路中人工監測邊坡的不足。

1

效率高

該方案既能全天候24小時實時監測高速公路邊坡，還能在邊坡出現異常時，第一時間向指定的養護部門、監控中心、運營調度中心和主管單位發送預警通知信息，使各方及時發現、及時干預，從而避免人員傷亡。

2

成本低

該方案一次性投入，可長期監測高速公路邊坡。

3

精度優

該方案得益于北斗技術，可實現高速公路邊坡毫米級微小變形的實時在線監測，幫助張桑高速公路管理局準確識別邊坡異常情況和掌握邊坡變化趨勢。

4

誤差少

該方案克服了人為主觀因素產生的誤差，且不受天氣影響，可助張桑高速公路管理局獲取準確的邊坡數據。

5

風險小

該方案通過變形監測站、傾角監測站、視頻監測站、聲光預警廣播進行高速公路邊坡監測預警，無需人員值守，保障了人員安全。

在中海達公路邊坡智能化安全監測預警解決方案的支撐下，張桑高速公路管理局通過對邊坡風險源監測、識別、預警及智能化管控，健全了重點危險路段的預警預防體系，提升了高速公路交通的防災減災能力。