一、方案背景
高速公路是国家交通大动脉，高速公路的安全、稳定是人民生命安全的保障。高速公路地基和边坡在线监测系统是交接高速公路运行状态的耳目，是保证高速公路稳定、安全保障人民生命财产安全、充分发挥高速公路国家交通大动脉的重要手段。高速边坡在线监测系统的使用，能有效解决人工检测中路程远、夜间检测不便等问题，通过自动化在线监测系统能实时全天候的监测，了解测区高速公路的安全和稳定，为保障人民生活出行、人民财产安全提供了强有力的保障。且我国的山地、丘陵、高原占国土面积的69%，地势高差大，地质条件复杂。当陡峭的山路在大雨的冲刷下，岩土体便会松软破碎，一旦顺坡方向岩层裂缝较多时，各铁路、公路等沿线的边坡容易发生山体滑坡或山体崩塌等，导致不同程度的人员伤亡、财产损失以及交通路段的堵塞。
二、系统组成
高速公路高边坡监测采用无人值守自动化监测，以物联网、互联网、北斗+等技术为理论基础，以自主研发的监测平台及各类传感器为核心，充分利用各种监测手段，建立地表和地下深部的三维立体监测网，对高速公路边坡滑坡进行监测。实时监测边坡滑坡不同部位各类型裂缝的发展过程，岩土体松弛以及局部坍塌、沉降、隆起活动；地下、地面变形动态（包括滑坡体变形方向、变形速速、变形范围等）；表面位移、深部位移、渗流量、降雨量、裂缝、支护结构等及地震活动等外部环境变化等，据此对边坡滑坡变形发展和变形趋势作出预测，判断其稳定状态给出边坡失稳预警值，指导施工，反馈设计和检验治理效果，了解工程实施后的变化特征，为设计施工及灾害预警提供科学依据。可以把高速公路边坡预警监测系统分为四层：感知层、网络层、平台层、应用层。
感知层：实时感应边坡监测参数传感器的状态，如表面位移、深部位移、渗流量、降雨量、裂缝、支护结构、地下水位、土壤含水率、土压力、表面位移监测仪和视频监控摄像机等前端感知设备；
网络层：支持数据通信，可上、下双向通讯，支持无线蜂窝网络、短信、北斗、PSTN、超短波、ZigBee等通信方式。感应设备M21F2可通过监测预警平台的通讯方式，上行发送至监测控制中心平台。
平台层：整合各层设备和系统功能，通过信号的连接，下发平台对前端感应器的命令，上传监测数据的采集、处理、存储和分析，实时联动前端各大监控设备。
应用层：开启信息发布途径，实时展示信息数据和预警信息。
三、系统功能
●24小时实时监测：通过对边坡表面沉降、深层沉降、应力应变、雨量监测、地表位移监测、视频监控和振动监测等实时在线监测，实时掌握边坡的结构变化。
●报表推送：系统自动生成监测评估报告，包括监测数据图表、变形趋势变化、预警信息评估、应急处理建议等；支持设置报告的章节及内容，灵活创 建和修改报告模版；支持在线预览和下载Word 版本进行整理完善。监测结果实时显示发布，定期将监测报表推送给用户。
●多重分级预警：建立三级报警机制，当检测数据异常时，第一时间以短信、传真、广播、电话与短信报警；报警邮件、微信、QQ等形式通知用户，实现综合预警功能。
●应急预案处理：从专家系统中直接提取相应处理方法，及时采取人员介入、封锁道路等措施，将安全隐患消除在萌芽状态。
●结构趋势分析：通过对边坡的监测数据分析与安全评价，视频远程监测施工现场情况，实时反馈现场情况，可实现结构稳定性趋势分析，防患于未然。
●历史资料存储：监测数据的存储，为今后同类工程设计、施工提供类比依据。
四、系统特点：
●系统核心功能：系统能够实现监测数据自动采集、传输、存储、处理分析及综合预警，并具备在各种气候条件下实现适时监测的能力；
●数据通信和远程通信功能：根据现场环境，可采用无线数据通信，实现企业现场通信畅通，企业各级安全管理职能部门可以通过网络(B/S架构)实现远程对各项在线监测监控数据的查看；
●数据存储及处理分析功能：系统具备数据存储功能，具备基础资料管理存储、监测数据存储;
●统计和报表功能：监测数据统计管理、监测数据分析、图形展示及报表输出；
●综合预警功能：通过软件对监测参数的实时在线分析，和人工监测数据的对比分析，一旦监控参数超限，系统能够进行综合预警，启动声光报警短信报警、邮件报警。提醒相关人员采取措施，预防事故发生；
●多传感器同台管理分析处理功能：系统能够实现表面变形GNSS监测、内部位移监测、地下水面线高度监测、雨量监测、地裂缝监测、视频监控等在同一平台界面上展示、分析、处理，综合把握边坡稳定状况与趋势变化规律；
●权限管理功能：根据各级权限，各级监管部门可以不受时间和地点限制，只要登陆网络，即可实现对监测点的远程督导和检查；
●系统应具有扩展功能：系统在硬件配置及软件设计时应保障能够后续增加监测点后传感器的接入。
五、方案价值
■自动化程度高：与全站仪等传统的测量工具相比，利用高精度进行监测可实现自动监测、自动记录。监测过程不需要人工操作，能够实现一次布置，多年可随时随地获取监测数据。
■监测效率高：传统的监测方法监测效率低，获取数据少，而利用进行监测可实现数分钟内得到一组精确定位数据，实现实时监测边坡的变形、位移。
■系统部署对地形要求低，组成简单、结构清晰、运行稳定、显示直观、维护方便，可直观显示监测数据的历史变化及当前状态，能够快速生成各种报表、曲线、图形等。
