一种河岸崩塌监测系统及监测装置的制作方法

1.本发明涉及地质灾害监测技术领域，具体为一种河岸崩塌监测系统及监测装置。


背景技术：

2.河岸坍塌属于自然灾害，山区河岸坍塌直接威胁内河航运安全，有时甚至会阻塞河道，造成断航和洪水。平原河岸坍塌活动不仅导致江河主河道不稳定，影响航运，更主要的是破坏河岸，威胁堤防，甚至堤防决口，加剧洪水灾害。
3.为了保证河道的持久通畅和对河水情况的有效掌控，需要对河岸的情况进行定期检查，特别是在河水湍急处，往往还会在河岸进行护坡加固防护，但是其缺乏河岸情况的崩塌预警监测，并且在河道较长的情况下，即时采用分段管理的方式也难以保证对河岸情况的有效排查，往往只能够在实际崩塌情况出现后才能够发现，不能提前治理，为此，特提出一种河岸崩塌监测系统及监测装置，按照河岸结构强度和河水流速将河岸分为易损河岸和耐久河岸，在易损河岸设定固定监测点位，在耐久河岸利用无人机巡检，并以曲线模拟的形式对河岸情况进行模拟分析，节省人力的同时，有效的对河岸变化情况进行监测，以崩塌预警的方式达到提前治理的目的。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种河岸崩塌监测系统及监测装置，解决了现有河岸崩塌情况往往只能够在实际崩塌情况出现后才能够发现，不能提前治理的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种河岸崩塌监测系统，包括河岸监测平台，所述河岸监测平台包括地质分析单元、数据采集单元、数据导入单元和动态警示单元，其中地质分析单元用于根据河岸结构强度和河水流速进行河岸监测区域大小的划分，所述地质分析单元与数据采集单元对接，所述数据采集单元用于对河岸进行易损河岸和耐久河岸的划分，对易损河岸进行长期固定点位的画面采集，对耐久河岸进行无人机巡检来采集画面，所述数据采集单元与数据导入单元对接，所述数据导入单元用于对画面中的易损河岸和耐久河岸进行曲线轮廓模拟，作为河岸起伏判断曲线，所述数据导入单元与动态警示单元对接，所述动态警示单元用于设定崩塌变化预警差值，对不同轮次的河岸起伏判断曲线进行变化值对比，在变化对比差值超出崩塌变化预警差值时，调取对应区域的采集画面，发出崩塌预警。
8.通过采用上述技术方案，将河岸区分成易损河岸和耐久河岸，进行河岸全面线上监测的同时，不用人工检测，不仅检测效率高，且通过河岸起伏判断曲线的模拟，实现河岸实际情况的精准判断，并且通过对河岸起伏判断曲线的对比判断，来进行崩塌预警分析，实现对崩塌情况提前精准的同时，在河岸发生崩塌前提醒人们进行治理，确保河道通畅，避免河道崩塌后产生更大的损失。
9.本发明进一步设置为：所述地质分析单元包括护坡分析模块、监测调整模块和流速分析模块，所述护坡分析模块和流速分析模块均与监测调整模块对接。
10.本发明进一步设置为：所述护坡分析模块用于对河岸的地质信息和护坡信息进行采集，并确定河岸的结构强度；
11.所述流速分析模块用于对河水的流动速度进行采集，建立对应河岸位置与河水流速的关系；
12.所述监测调整模块用于根据河岸结构强度和河水流速进行监测区域的划分，对于河岸结构强度较小的河岸区域加宽监测区域，对于河水流速较快区域对应的河岸加宽监测区域。
13.通过采用上述技术方案，对河岸的地质信息和护坡信息进行采集，判断河岸是否易崩塌，并且通过对河水流速的检测，判断河岸在对应流速下的安全程度，从而进行河岸监测区域的划分，通过对易崩塌、流速较快区域对应河岸的大范围检测，实现河岸易损部分的大范围监测，保证河岸崩塌检测的精准有效。
14.本发明进一步设置为：所述数据采集单元包括定点监测模块、河岸分段模块和无人机巡检模块，所述河岸分段模块分别与定点监测模块和无人机巡检模块对接。
15.本发明进一步设置为：所述河岸分段模块用于将地质分析单元中河岸结构强度较小的区域和河水流速较快区域对应的河岸标记为易损河岸，其余河岸标记为耐久河岸；
16.所述定点监测模块用于在易损河岸设定长期固定监测点位，对河岸画面进行采集；
17.所述无人机巡检模块用于利用无人机按照对耐久河岸进行定期巡航，采集河岸画面。
18.通过采用上述技术方案，进行易损河岸和耐久河岸的划分后，以设定长期固定监测点位的方式对易损河岸进行实时监测，保证易损河岸实时处于监测范围，为河岸崩塌预警数据的采集提供便利条件，且配合无人机巡检的方式对耐久河岸的巡航检测，节省人力的同时，保证了河岸实际情况的整体监测，且通过侧重点不同的方式进行河岸崩塌监测，有效缩减监测成本的同时，为河岸的安全性提供保障。
19.本发明进一步设置为：所述数据导入单元包括数据存储模块和曲线模拟模块，所述数据存储模块与曲线模拟模块对接，所述数据存储模块用于对易损河岸和耐久河岸采集的画面进行分别存储；
20.所述曲线模拟模块用于对画面中的易损河岸和耐久河岸进行曲线轮廓模拟，后坠监测时间值后，作为对应监测时间的河岸起伏判断曲线。
21.本发明进一步设置为：所述动态警示单元包括阈值设定模块、数据对比模块和变化预警模块，所述阈值设定模块与数据对比模块对接，所述数据对比模块和变化预警模块对接。
22.本发明进一步设置为：所述阈值设定模块用于设定易损河岸和耐久河岸的崩塌变化预警差值；
23.所述数据对比模块用于将新一轮采集的河岸起伏判断曲线与前一轮采集的河岸起伏判断曲线进行变化对比；
24.所述变化预警模块用于在变化对比差值超出崩塌变化预警差值时，调取对应区域
的采集画面，发出崩塌预警。
25.通过采用上述技术方案，利用河岸起伏判断曲线对河岸情况进行模拟，实现对河岸位置判断的同时，通过不同轮次获得的河岸起伏判断曲线变化对比，实现对河岸变化情况的精准数据展示，在崩塌变化预警差值的设定下，即可实现河岸崩塌的提前预警，为河岸提前治理提供有效的数据支撑。
26.本发明还公开了一种河岸崩塌监测装置，包括安装底盘、伸缩调节件和高清摄像头构成的定点监测模块，所述伸缩调节件固定安装在安装底盘的顶部，所述伸缩调节件的伸缩端固定有固定框，伸缩调节件包括套筒和套杆，套杆的外表面和套筒的内表面滑动接触，并且套筒和套杆之间通过螺栓进行固定，其中套筒固定安装在安装底盘的顶部，并且安装底盘的顶部开设有若干个安装孔，套杆的顶端与固定框的底部固定连接，所述高清摄像头固定安装在固定框的内部，用于在易损河岸长期固定监测点位对河岸画面进行采集。
27.(三)有益效果
28.本发明提供了一种河岸崩塌监测系统及监测装置。具备以下有益效果：
29.(1)本发明通过将河岸区分成易损河岸和耐久河岸，进行河岸全面线上监测的同时，不用人工检测，不仅检测效率高，且通过河岸起伏判断曲线的模拟，实现河岸实际情况的精准判断，并且通过对河岸起伏判断曲线的对比判断，来进行崩塌预警分析，实现对崩塌情况提前精准的同时，在河岸发生崩塌前提醒人们进行治理，确保河道通畅，避免河道崩塌后产生更大的损失。
30.(2)本发明通过对河岸的地质信息和护坡信息进行采集，判断河岸是否易崩塌，并且通过对河水流速的检测，判断河岸在对应流速下的安全程度，从而进行河岸监测区域的划分，通过对易崩塌、流速较快区域对应河岸的大范围检测，实现河岸易损部分的大范围监测，保证河岸崩塌检测的精准有效。
31.(3)本发明通过进行易损河岸和耐久河岸的划分后，以设定长期固定监测点位的方式对易损河岸进行实时监测，保证易损河岸实时处于监测范围，为河岸崩塌预警数据的采集提供便利条件，且配合无人机巡检的方式对耐久河岸的巡航检测，节省人力的同时，保证了河岸实际情况的整体监测，且通过侧重点不同的方式进行河岸崩塌监测，有效缩减监测成本的同时，为河岸的安全性提供保障。
32.(4)本发明通过利用河岸起伏判断曲线对河岸情况进行模拟，实现对河岸位置判断的同时，通过不同轮次获得的河岸起伏判断曲线变化对比，实现对河岸变化情况的精准数据展示，在崩塌变化预警差值的设定下，即可实现河岸崩塌的提前预警，为河岸提前治理提供有效的数据支撑。
附图说明
33.图1为本发明的系统原理框图；
34.图2为本发明地质分析单元的系统原理框图；
35.图3为本发明数据采集单元的系统原理框图；
36.图4为本发明数据导入单元的系统原理框图；
37.图5为本发明动态警示单元的系统原理框图；
38.图6为本发明定点监测模块的结构示意图；
39.图中，1、河岸监测平台；2、地质分析单元；3、数据采集单元；4、数据导入单元；5、动态警示单元；6、护坡分析模块；7、监测调整模块；8、流速分析模块；9、定点监测模块；10、河岸分段模块；11、无人机巡检模块；12、数据存储模块；13、曲线模拟模块；14、阈值设定模块；15、数据对比模块；16、变化预警模块；17、安装底盘；18、伸缩调节件；19、高清摄像头；20、固定框。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
41.请参阅图1-6，本发明实施例提供一种技术方案：一种河岸崩塌监测系统，如附图1所示，包括地质分析单元2、数据采集单元3、数据导入单元4和动态警示单元5构成的河岸监测平台1。
42.作为优选方案，地质分析单元2用于根据河岸结构强度和河水流速进行河岸监测区域大小的划分，具体的，如附图2所示，为了实现对河岸监测范围的有效划分，地质分析单元2包括护坡分析模块6、监测调整模块7和流速分析模块8，护坡分析模块6用于对河岸的地质信息和护坡信息进行采集，并确定河岸的结构强度，流速分析模块8用于对河水的流动速度进行采集，建立对应河岸位置与河水流速的关系；
43.护坡分析模块6和流速分析模块8均与监测调整模块7对接，监测调整模块7用于根据河岸结构强度和河水流速进行监测区域的划分，对于河岸结构强度较小的河岸区域加宽监测区域，对于河水流速较快区域对应的河岸加宽监测区域。
44.作为详细说明，采集整体河岸的地质信息后，筛选出相对易崩塌的地质，将该地质对应的河岸进行易损标记，对该河岸处有无护坡进行分析，若存在护坡，则删除易损标记，对河段中的河水流速进行分析，在筛选出河水流速相对较快区域对应的河岸，对河岸进行易损标记，对该河岸处有无护坡进行分析，若存在护坡，则删除易损标记。
45.作为优选方案，数据采集单元3用于对河岸进行易损河岸和耐久河岸的划分，对易损河岸进行长期固定点位的画面采集，对耐久河岸进行无人机巡检来采集画面，具体的，如附图3所示，为了实现河岸的侧重监测，数据采集单元3包括定点监测模块9、河岸分段模块10和无人机巡检模块11，河岸分段模块10用于将地质分析单元2中河岸结构强度较小的区域和河水流速较快区域对应的河岸标记为易损河岸，其余河岸标记为耐久河岸；
46.河岸分段模块10与定点监测模块9对接，定点监测模块9用于在易损河岸设定长期固定监测点位，对河岸画面进行采集；
47.河岸分段模块10与无人机巡检模块11对接，无人机巡检模块11用于利用无人机按照对耐久河岸进行定期巡航，采集河岸画面。
48.作为优选方案，数据导入单元4用于对画面中的易损河岸和耐久河岸进行曲线轮廓模拟，作为河岸起伏判断曲线，具体的，如附图4所示，为了实现对河岸变化情况的精准监测，数据导入单元4包括数据存储模块12和曲线模拟模块13，数据存储模块12用于对易损河岸和耐久河岸采集的画面进行分别存储；
49.数据存储模块12与曲线模拟模块13对接，曲线模拟模块13用于对画面中的易损河岸和耐久河岸进行曲线轮廓模拟，后坠监测时间值后，作为对应监测时间的河岸起伏判断
曲线。
50.作为优选方案，动态警示单元5用于设定崩塌变化预警差值，对不同轮次的河岸起伏判断曲线进行变化值对比，在变化对比差值超出崩塌变化预警差值时，调取对应区域的采集画面，发出崩塌预警，具体的，如附图5所示，为了实现河岸崩塌的提前预警，动态警示单元5包括阈值设定模块14、数据对比模块15和变化预警模块16，阈值设定模块14用于设定易损河岸和耐久河岸的崩塌变化预警差值；
51.阈值设定模块14与数据对比模块15对接，数据对比模块15用于将新一轮采集的河岸起伏判断曲线与前一轮采集的河岸起伏判断曲线进行变化对比；
52.数据对比模块15和变化预警模块16对接变化预警模块16用于在变化对比差值超出崩塌变化预警差值时，调取对应区域的采集画面，发出崩塌预警。
53.河岸崩塌监测具体包括如下步骤：
54.s1、河岸分析：护坡分析模块6对河岸的地质信息和护坡信息进行采集，并确定河岸的结构强度，流速分析模块8对河水的流动速度进行采集，建立对应河岸位置与河水流速的关系，根据河岸结构强度和河水流速进行监测区域的划分，监测调整模块7对于河岸结构强度较小的河岸区域进行监测区域加宽，对于河水流速较快区域对应的河岸进行监测区域加宽；
55.s2、监测模式的设定：河岸分段模块10将河岸结构强度较小的区域和河水流速较快区域对应的河岸标记为易损河岸，其余河岸标记为耐久河岸，对于易损河岸而言，在易损河岸设定长期固定监测点位，在点位处进行安装底盘17的固定，后对高清摄像头19的采集画面进行判断，观测其是否能够对对应阶段的易损河岸进行监测，若不能，则调节套杆的高度，直至能够对对应阶段的易损河岸进行全面检测，拧紧螺栓，完成套筒和套杆的固定，对于耐久河岸而言，利用无人机按照对耐久河岸进行定期巡航，采集河岸画面；
56.s3、河岸变化的模拟：易损河岸和耐久河岸采集的画面存储在数据存储模块12中，利用曲线模拟模块13对画面中的易损河岸和耐久河岸进行曲线轮廓模拟，后坠监测时间值后，作为对应监测时间的河岸起伏判断曲线；
57.s4、崩塌提前预警：阈值设定模块14设定易损河岸和耐久河岸的崩塌变化预警差值，数据对比模块15将新一轮采集的河岸起伏判断曲线与前一轮采集的河岸起伏判断曲线进行变化对比，在变化对比差值超出崩塌变化预警差值时，变化预警模块16调取对应区域的采集画面，发出崩塌预警。
58.作为详细说明，易损河岸的崩塌变化预警差值和耐久河岸的崩塌变化预警差值分别设定。

技术特征：
1.一种河岸崩塌监测系统，包括河岸监测平台(1)，其特征在于：所述河岸监测平台(1)包括地质分析单元(2)、数据采集单元(3)、数据导入单元(4)和动态警示单元(5)，其中地质分析单元(2)用于根据河岸结构强度和河水流速进行河岸监测区域大小的划分，所述地质分析单元(2)与数据采集单元(3)对接，所述数据采集单元(3)用于对河岸进行易损河岸和耐久河岸的划分，对易损河岸进行长期固定点位的画面采集，对耐久河岸进行无人机巡检来采集画面，所述数据采集单元(3)与数据导入单元(4)对接，所述数据导入单元(4)用于对画面中的易损河岸和耐久河岸进行曲线轮廓模拟，作为河岸起伏判断曲线，所述数据导入单元(4)与动态警示单元(5)对接，所述动态警示单元(5)用于设定崩塌变化预警差值，对不同轮次的河岸起伏判断曲线进行变化值对比，在变化对比差值超出崩塌变化预警差值时，调取对应区域的采集画面，发出崩塌预警。2.根据权利要求1所述的一种河岸崩塌监测系统，其特征在于：所述地质分析单元(2)包括护坡分析模块(6)、监测调整模块(7)和流速分析模块(8)，所述护坡分析模块(6)和流速分析模块(8)均与监测调整模块(7)对接。3.根据权利要求2所述的一种河岸崩塌监测系统，其特征在于：所述护坡分析模块(6)用于对河岸的地质信息和护坡信息进行采集，并确定河岸的结构强度；所述流速分析模块(8)用于对河水的流动速度进行采集，建立对应河岸位置与河水流速的关系；所述监测调整模块(7)用于根据河岸结构强度和河水流速进行监测区域的划分，对于河岸结构强度较小的河岸区域加宽监测区域，对于河水流速较快区域对应的河岸加宽监测区域。4.根据权利要求1所述的一种河岸崩塌监测系统，其特征在于：所述数据采集单元(3)包括定点监测模块(9)、河岸分段模块(10)和无人机巡检模块(11)，所述河岸分段模块(10)分别与定点监测模块(9)和无人机巡检模块(11)对接。5.根据权利要求4所述的一种河岸崩塌监测系统，其特征在于：所述河岸分段模块(10)用于将地质分析单元(2)中河岸结构强度较小的区域和河水流速较快区域对应的河岸标记为易损河岸，其余河岸标记为耐久河岸；所述定点监测模块(9)用于在易损河岸设定长期固定监测点位，对河岸画面进行采集；所述无人机巡检模块(11)用于利用无人机按照对耐久河岸进行定期巡航，采集河岸画面。6.根据权利要求1所述的一种河岸崩塌监测系统，其特征在于：所述数据导入单元(4)包括数据存储模块(12)和曲线模拟模块(13)，所述数据存储模块(12)与曲线模拟模块(13)对接。7.根据权利要求6所述的一种河岸崩塌监测系统，其特征在于：所述数据存储模块(12)用于对易损河岸和耐久河岸采集的画面进行分别存储；所述曲线模拟模块(13)用于对画面中的易损河岸和耐久河岸进行曲线轮廓模拟，后坠监测时间值后，作为对应监测时间的河岸起伏判断曲线。8.根据权利要求1所述的一种河岸崩塌监测系统，其特征在于：所述动态警示单元(5)包括阈值设定模块(14)、数据对比模块(15)和变化预警模块(16)，所述阈值设定模块(14)与数据对比模块(15)对接，所述数据对比模块(15)和变化预警模块(16)对接。
9.根据权利要求8所述的一种河岸崩塌监测系统，其特征在于：所述阈值设定模块(14)用于设定易损河岸和耐久河岸的崩塌变化预警差值；所述数据对比模块(15)用于将新一轮采集的河岸起伏判断曲线与前一轮采集的河岸起伏判断曲线进行变化对比；所述变化预警模块(16)用于在变化对比差值超出崩塌变化预警差值时，调取对应区域的采集画面，发出崩塌预警。10.一种应用于如权利要求4所述的一种河岸崩塌监测系统的河岸崩塌监测装置，其特征在于：所述定点监测模块(9)包括安装底盘(17)、伸缩调节件(18)和高清摄像头(19)，所述伸缩调节件(18)固定安装在安装底盘(17)的顶部，所述伸缩调节件(18)的伸缩端固定有固定框(20)，所述高清摄像头(19)固定安装在固定框(20)的内部，用于在易损河岸长期固定监测点位对河岸画面进行采集。

技术总结
本发明公开了一种河岸崩塌监测系统及监测装置，包括河岸监测平台，河岸监测平台包括地质分析单元、数据采集单元、数据导入单元和动态警示单元，地质分析单元用于根据河岸结构强度和河水流速进行河岸监测区域大小的划分，本发明涉及河岸崩塌监测技术领域。该河岸崩塌监测系统及监测装置，将河岸区分成易损河岸和耐久河岸，进行河岸全面线上监测，不用人工检测，不仅检测效率高，且通过河岸起伏判断曲线的模拟，实现河岸实际情况的精准判断，并且通过对河岸起伏判断曲线的对比判断，来进行崩塌预警分析，实现对崩塌情况提前精准的同时，在河岸发生崩塌前提醒人们进行治理，确保河道通畅，避免河道崩塌后产生更大的损失。避免河道崩塌后产生更大的损失。避免河道崩塌后产生更大的损失。


技术研发人员：谢连鹏 张吉凯 李枭雄 尹曾 缪仁亮 于丰
受保护的技术使用者：谢连鹏
技术研发日：2022.11.23
技术公布日：2023/5/16