罗刚 贾普仁 秦洁浩 梁豪鹏 王粤渝（罗刚 贾普仁 秦洁浩 梁豪鹏 王粤渝

◆摘  要：我国西南地区山体众多，道路两旁高危边坡对交通、生命财产安全带来极大隐患，本文介绍了基于北斗加基站的边坡位移实时监测系统，具有且实时性好，提前预警的效果，可广泛应用于对高危边坡的监测。

◆关键词：高危边坡;北斗卫星

根据自然资源部发布的地质灾害灾情数据统计，近3年，全国地质灾害平均每年5423起，滑坡事故占比50%以上，给人民群众生命安全和财产带来极大的隐患。特别是我国西南地区，最基本的地形地貌特征是山体众多，山势陡峻，土壤结构疏松，易积水，极容易形成山体滑坡。据交通运输部统计，2018年底，四川和重庆高速公路总里程合计9916公里，铁路营业里程合计7203公里。大部分的公路和铁路两边山体形成边坡都需要进行实时监测，可以推算，高危边坡监测系统应用前景十分广阔。论文针对高危边坡，使用北斗卫星加基站方式对边坡位移进行实时监测，数据传输出至后台经过大数据分析，结合地质情况，提前进行边坡滑坡预警，防患于未然。

近年来，北斗系统及其相关产业在国家的大力支持下得到了迅猛的发展，北斗系统相关设备本体的电子技术得到了长足发展，成本得以降低、可靠性逐步提升。同时，其在各行各业的应用示范也越来越多，越来越成熟，面向地质灾害三维变形监测的应用是其主要应用领域之一，许多原来基于GPS实现定位监控的厂商开始并行多个定位系统，但是整体系统成本一直无法大幅度降低，导致这一先进的监控系统只能应用于数量较少而投入巨大的监控项目中，例如重大地质灾害点监控、特大桥梁监控、大坝变形监控、大型尾矿库监控等等。这就使得量大面广而单点投入低的公路监控环境难以有效推广这一三维变形监控技术。

1北斗变形监测系统架构

论文设计的基于北斗变形监测系统是针对公路边坡变形监测的需求，适用于公路边坡远程监测的三维绝对变形情况远距离数据采集、传输系统。它的功能模块有三个部分：基于北斗卫星定位系统的地表变形数据感知设备、基于多通信制式的3G/4G自适应无线数据传输平台、基于北斗卫星变形感知数据的分析与展示平台。

系统包括边坡现场设备和服务器云平台。设备部分包括北斗卫星定位感知设备、北斗卫星信号接收天线、4G/5G自适应数据通信平台等主要硬件。

2网络电路设计方案

网络电路主要用于北斗地表变形数据监测设备与4G/5G自适应无线传输平台数据连接交互的作用，实现4G/5G自适应无线传输平台通过以太网通信控制底层设备包括北斗定位感知模块的工作。

以太网电路组成主要包括STM32F429核心以太网外设、LAN8720A芯片及RJ45等外围电路。

3地表变形数据感知设备集成与开发

北斗地表变形数据监测设备包含有北斗卫星定位数据感知模块和与数据感知模块软硬件接口匹配的硬件系统。其功能主要包括负责现场多个北斗卫星定位数据感知模块的电源管理、数据并行采集等。

北斗地表变形数据监测设备包含北斗感知模块、主控芯片最小工作系统、以太网电路三个子模块，本研究内容围绕上述设备硬件组成部分的市场调研、选型对比，再结合RS232/485总线系统、以太网TCP/IP软件系统相关内容，展开对地表变形数据感知设备的集成开发工作。

4实验结果

现场由北斗和基站设备构成，基站设备的安装主要分太阳能供电设备组装、基站固定与安装两步。在監测点上要求监测节点按照特定时间长度返回监测数据，时间长度为每天上传一次，将节点监测设备采集到的边坡数据记录。

根据记录数据显示的时间来看，本系统的功能正常，且实时性好，实时性几乎在10内。

5总结

作为全球性三大地质灾害之的边坡，失稳塌滑严重危害国家财产和人民的生命安全。随着我国基础建设的大力发展，在交通、矿山、水利、建筑等各个建设领域出现大量的边坡工程，不可避免引发一系列由边坡所产生的问题。本系统利用北斗加基站模式设计，通过实地试验，证明了该系统的有效性。

参考文献

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