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948项目──“大坝及滑坡变形监测自动化系统”
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我公司和长江勘测技术研究所共同承担了国家“948”项目《大坝及滑坡变形监测自动化系统》的研究工作,项目的主要内容是:将当代测绘技术的最新发展成果——测量机器人技术用于国内水利工程变形监测、水库库岸稳定监测、滑坡监测,通过对其控制、观测技术系统的国产化开发,实现监测的自动化,为工程安全、防灾减灾中水库运行调度提供及时、准确、可靠的数据。

    测地机器人由自动跟踪全站仪、数据传输装置和计算机组成,利用自准直原理和ccd图像处理功能,实现全天候跟踪观测。在“948”项目的研究中,利用测地机器人进行自动化监测,研制开发了系统集成软件──大坝及滑坡变形监测自动化系统,可自动进行数据采集、处理、预报,并建立监测数据库。该项技术的水平属国内领先水平,可广泛应用于大坝变形监测、滑坡监测和大型桥梁自动化监测。该成果在溪洛渡水电站变形监测网工程的应用中取得的良好的效果,被评为优质工程。

利用测量机器人进行监测

    《大坝及滑坡变形监测自动化系统》经过多次试验及工程实际应用,得出以下结论:

    (1)测量机器人自动化监测系统在精度和观测结果具有相当高的可靠性、稳定性,而且测量机器人在每个基站点上的工作时间只需十分钟左右,观测时间短;避免了由人工照准、读数、记录带来的误差,不读气象条件,大大提高了观测效率,减轻了观测工作的劳动强度。在1000m~1500m的距离,平面采用移动式测边交会完全可以达到滑坡监测的精度要求,而且比较适合我国现在的实际国情。

    (2)一站式极坐标自动化监测与移动式自动化监测相比较,距离较长时,精度相应较低,但在500m左右的距离范围内,其可靠性和精度均可满足相关的技术要求,测距三角高程与一等水准的结果相差均在3mm以内,普遍在2mm左右,完全可以代替二等水准测量;采用一站式极坐标自动化监测系统,在距离监测点1500m以内,可以满足5mm左右的精度要求;高程可以达到三等水准要求。

    (3)系统可以实现连续24小时自动监测,实时数据处理、分析、输出,提供图形,多点、多项目、全自动和可视化,达到亚毫米以内的精度;可以自动进行气象改正,克服气象代表性误差。由于测量都是在预定的测站和地段进行,可以较为可靠地求得大气改正的数学模型,从而有效地提高测量精度;该系统可求得被测点的三维坐标,因此根据设计方案的要求,可作全方位的预报,包括位移、沉降、饶度、倾斜等变形监测内容。

    (4)利用gis技术对监测对象的背景信息及监测资料进行管理,能较为详细、直观地掌握所监测对象的各种特征,为管理决策者提供丰富的定量信息和图像、图形信息。利用gis在收集、分析空间数据方面的能力来研究滑坡与其影响因素之间的关系,减少了人为因素在预报中的影响作用,使得预测结果比传统方法更为可靠。

    (5)系统实现了集野外数据采集、数据处理、数据库管理与变形监测资料分析与预报于一体的变形监测自动化;系统所采用的预报模型是苏爱军先生在前人工作的基础上,从岩土体流变特性出发,引入修正的非稳定蠕变型非微分方程,建立了滑坡爆发时间预报模型。

    测量机器人变形监测自动化系统具有观测速度快,自动化程度高,观测精度高、对作业人员要求低的无比优异性,能省时省力,是进行变形监测的好帮手。该监测系统在变形监测中可以实现无人值守及自动进行监测预报的功能,它能代替人工,相当于一个忠实可靠的测量机器人。总之,这是一套相对投资省(包括设备投资和运行中的总投资)、自动化程度高、可靠性强、回报率大的现代化的监测管理方案,有着传统方法所无法比拟的优势和便利。

    测量机器人变形监测自动化系统在生产实践中需要不断地进行优化,达到完全商业化的程度,为我国的经济建设服务。

    

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