(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211134630.9 (22)申请日 2022.09.19 (71)申请人 中交第一公路勘察设计 研究院有限 公司 地址 710065 陕西省西安市雁塔区高新区 科技二路63号 (72)发明人 党李涛　马明　付廷军　李世强　 张锟　王晓光　高林丽　臧晓宁　 陈团结　战昂　韩宇　岳振民　 李暾　 (74)专利代理 机构 西安唐知 知识产权代理事务 所(普通合伙) 61284 专利代理师 奇敏　马睿 (51)Int.Cl. E02D 33/00(2006.01)G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 公路边坡自动化 监测系统及方法 (57)摘要 本发明涉及一种公路边坡自动化监测系统 及方法。 现有边坡监测方法仅能监测边坡坡面位 移， 无法监测土体沿着深部断面层的滑移。 本系 统包括传感器组件、 数据采集仪和云端服务器， 传感器组件包括设置于边坡的雨量计、 测斜计、 渗压计、 位移计和锚索计； 传感器组件分别接入 数据采集仪， 进而接入云端服务器； 测斜计和渗 压计设置在测斜管中， 测斜管插入边坡上打设的 竖向钻孔内， 底部位于已知 滑动面或潜在滑动面 以下； 测斜计在测斜管内的不同高度设置多个， 渗压计设置在测斜管的底部。 本发 明基于可靠的 传感设备进行边坡自动监测， 能感知边坡周边各 种环境、 荷载， 能实时掌握边坡的滑动趋势， 有效 预防边坡滑移及泥石流等重大灾难性事故的发 生。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115492175 A 2022.12.20 CN 115492175 A 1.公路边坡自动化 监测系统， 其特 征在于： 所述系统包括传感器组件、 数据采集仪(1)和云端服务器， 所述传感器组件(6)包括设 置于边坡的雨量计(2)、 测斜计(3)、 渗压计(4)、 位移计(6)和锚索计(7)； 所述传感器组件分 别接入数据采集仪(1)， 进 而接入云端服 务器； 所述测斜计(3)和所述渗压计(4)设置在测斜管(5)中， 所述测斜管(5)插入边坡上打设 的竖向钻孔内， 底部位于已知滑动面或潜在滑动面以下； 所述测斜计(3)在所述测斜管(5) 内的不同高度设置多个， 所述 渗压计(4)设置在所述测斜管(5)的底部 。 2.根据权利要求1所述的系统， 其特 征在于： 在边坡的不同高度布设有多个竖向的钢管(10)， 多个所述钢管(10)通过钢丝连接， 最 低处的钢管(10)顶部设置有拉绳式的位移计(6)。 3.根据权利要求2所述的系统， 其特 征在于： 所述锚索计(7)设置在斜向打入边坡内的锚索(8)的顶部， 所述锚索(8)在边坡上的不 同位置设置多个并伸入已知滑动面或潜在滑动面以下。 4.基于权利要求3所述的系统实施的公路边坡自动化 监测方法， 其特 征在于： 所述方法包括： 通过边坡上设置的雨量计(2)、 测斜计(3)、 渗压计(4)、 位移计(6)和锚索计(7)采集边 坡监测信息； 边坡监测信息输入数据采集仪(1)， 由数据采集仪(1)将边坡监测信息由模拟量信号转 换为数字信号， 发送至云端服 务器； 云端服务器接收转换后的边坡监测数据， 对边坡监测数据进行预处理， 基于预处理后 的边坡监测数据计算 边坡滑移量， 并进行安全预警。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于： 云端服务器对边坡监测数据进行 预处理的过程 为： 对边坡监测数据进行异常值剔除， 包括： 计算边坡监测数据的均值； 以99.73％的置信度， 根据随机正态分布理论判断是否存在异常值； 若 则剔除xi， 否则保留； xi为边坡监测数据， 为边坡监测数据的均值， σ 为置信度。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于： 计算边坡滑移量， 并进行安全预警的过程 为： 通过神经网络模型计算边坡滑移量， 然后根据边坡滑移量与 预警阈值的对比进行安全 预警， 包括： 从边坡状态数据库中抽取关联度较高的属性子集， 包括边坡服役时间、 监测位移量、 降 雨量影响系数、 加固措施类型影响系数、 加固累计次数， 配置在输入层和输出层的相应位 置， 根据输入、 输出的复杂度调节隐含层的数量和各层中神经元的数量， 最 终生成边坡滑移 量计算模型的神经网络结构； 将边坡状态数据库划分为训练集、 验证集和测试集， 数据量占比分别为70％、 15％、 15％；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115492175 A 2通过计算模型预测边坡未来一段时间的边坡滑移量， 当边坡滑移量连续三天超过预警 阈值时进行安全报警。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115492175 A 3