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物联网与传感器技术在地质灾害监测中的应用效果

时间:2023-11-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:国内外科学家都在致力于研究无线传感器网络在滑坡与泥石流监测与应急处置中的应用。地王大厦高81层,桅杆顶高384m,在现场测试中,将无线传感器沿大厦竖向布置在结构的外表面,系统成功测得了环境噪声沿建筑高度的分布以及结构的风致振动加速度响应。

物联网与传感器技术在地质灾害监测中的应用效果

我国是滑坡泥石流多发国家。边坡的稳定决定人类生存条件与环境,边坡的变形与失稳是对人类的直接性灾害。自然因素(如地震、降雨、洪水)和人为因素(如土地开发、森林滥伐)都是造成边坡变形、失稳的直接因素,边坡由于受到这两个主要因素的影响,越来越频繁地发生崩滑、泥石流等灾害事件。国内外科学家都在致力于研究无线传感器网络在滑坡与泥石流监测与应急处置中的应用。如图7-10所示。

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图7-10 无线传感器网络应用于滑坡与泥石流监测示意图

a)部署在被监测山体上的无线传感器网络 b)无线传感器网络通过卫星通信向控制中心传送山体状况数据(www.xing528.com)

如果我们在重点监控的区域,如山体、公路的边坡安放一定数量的无线传感器节点,这些节点按自组织方式形成无线传感器网络,那么这些节点的传感器就可以定时或到测量值超过预定值范围时,立即将山体、边坡的数据由汇聚节点汇总,然后通过卫星通信信道发送到控制中心。控制中心可以随时掌握山体与边坡的状态信息,当出现滑坡与泥石流危险时,系统会发出警报,工作人员立即启动应急预案进行处置。

我国正处在基础设施建设的高峰期,各类大型工程的安全施工及监控是建筑设计单位长期关注的问题。采用无线传感器网络,选择适当的传感器,例如压力传感器、加速度传感器、超声波传感器、湿度传感器等,可以有效地构建一个三维立体的防护检测网络。该系统可用于监测桥梁高架桥高速公路等道路环境。对于许多老旧的桥梁,桥墩长期受到水流的冲刷,可以在桥墩底部放置传感器用以感测桥墩结构参数,也可放置在桥梁两侧或底部,搜集桥梁的温度、湿度、振动幅度、桥墩被侵蚀程度等,以减少断桥所造成的生命财产损失。

2003年国内就有用于海洋平台和其他土木工程结构健康监测的无线传感器网络。利用多种智能传感器,如光纤光栅传感器、压电薄膜传感器、形状记忆合金传感器、疲劳寿命丝传感器、加速度传感器等进行建筑结构的监测。应用无线传感器网络,针对超高层建筑的动态测试开发了一种新型系统,并应用到深圳地王大厦的环境噪声和加速度响应测试。地王大厦高81层,桅杆顶高384m,在现场测试中,将无线传感器沿大厦竖向布置在结构的外表面,系统成功测得了环境噪声沿建筑高度的分布以及结构的风致振动加速度响应。

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