一、系统背景

    水闸工程作为防洪保安、调控水资源的重要设施,其安全运行至关重要。为规范水闸安全监测、掌握水闸运行性态、评价施工质量、反馈设计指标、降低失事风险等，有必要在水闸主要结构病害特征分析的基础上，确定了水闸监测项目主要包括闸墩及翼墙变形、闸基扬压力及侧向绕渗、基础沉降及闸墩倾斜、上下游水住及冲刷等，测点布置要能反映水闸运行性态。同时，结合典型水闸缺陷处理实例，针对水闸上下游水位变化频繁、地质条件差等特点，提出了水闸安全监测资料整编分析的关键要素。

    二、主要监测项

    1. 外观监测

    2. 应力监测

    3. 倾斜监测

    4. 振动监测

    5. 裂缝变形监测

    三、系统优势

    1. 连续性：有目的的长期积累监测数据，用于结构损伤识别和趋势分析。

    2. 同步性：各参数同时采集，便于分析不同变量之间的相关性。

    3. 实时性：实时掌控金属结构动态、静态、环境、载荷等响应，及时预警。

    4. 自动化：自动化采集方式克服人工巡检无法到达、无法操作、人员安全等问题。

    5. 项目管理：多项目管理，项目信息配置，灵活分配项目资源。

    6. 在线监测：数据传输云平台，检测人员在线对采集数据进行查看、管理。

    7. 人工巡检：自定义巡检表单，手机端及PC端均能填写、查看和管理。

    8. 大数据绘图：振动检测每秒上传百条数据量，支持进百万级数据绘图。

    四、应用案例展示

    一、背景

    近日，广东梅大高速发生严重塌方事故，造成了严重的人员伤亡和财产损失。这一事件在公众心中敲响了安全的警钟，再次引起了公众对于交通设施运营安全性的重点关注。

    国务院安委会办公室和国家防灾减灾救灾委员会办公室等主管机构先后印发紧急通知，部署各地区、各有关部门，全面做好汛期高速公路等基础设施灾害风险隐患排查处置工作，坚决防范遏制类似事故灾害发生，切实把确保人民群众生命财产安全和社会大局稳定落到实处。

    二、系统介绍

    高速公路边坡在线监测预警系统通过结合北斗、5G、AI等物联网技术对高速公路边坡结构稳定状态，实现对高速公路边坡结构稳定状态的24小时“无人化”实时监测预警，旨在通过科学监测，及时发现并处理潜在的安全隐患，避免悲剧的发生。

    三、主要监测项

    高速公路边坡在线监测预警系统主要监测项是表面位移，其次是深层水平位移的监测，其余是土体内部的含水率、土压力、降雨量及风速风向等辅助监测。高速公路边坡监测解决方案针对表面位移监测、内部位移监测和水文气象监测三大模块，依托北斗卫星导航系统、传感器技术、边坡雷达技术（InSAR）以及物联网技术等，构建边坡“全方位监测体系”，能够精确获取监测体形变趋势。

    1、表面位移监测

    表面位移监测设备采用：边坡雷达、GNSS。通过非接触式监测，无需排线布线，采用太阳能供电，通过4G/5G网络上传到云管理平台，即可在手机或电脑上实时查看边坡监测数据，随时掌握边坡结构的发展趋势及安全状态。实时监测预警联动前端视频监控及应急广播声光警示，及时告知交通参与者区域出现的险情。

    2、内部位移监测

    边坡内部水平位移监测常用的设备是阵列式测斜管，每米一个传感器节段，获取边坡土体结构内部详细的深层水平位移数据，接入网关采集器即可实现远程自动化监测。深部测斜井较深的话，常用串联式固定测斜仪只选取固定距离土体特征点进行监测。

    3、水文气象监测

    边坡受雨季影响，暴雨天气较多，土壤含水率较大，降低土壤的抗剪强度，导致边坡的稳定性降低，结构极易出现垮塌现象，因此仅靠人工定期巡检已经不能满足边坡监测的需求。通过翻斗式雨量计、超声波环境监测设备等物联网技术辅助对公路边坡失稳实时监测。

    4、土壤墒情监测

    土壤墒情监测是指定点定时对土壤含水量及水势进行测定，及时了解土壤水分过多、适宜、缺少与严重缺乏等情况的一项经常性的基础工作，是公路边坡在线监测的重要内容之一，通过 土壤墒情监测仪 适时掌握土壤墒情，对于高速公路边坡情况进行实时监测。

    四、高速公路边坡在线监测预警平台

    高速公路边坡在线监测预警平台，基于本地化部署或云部署的方式搭建，高效完成对前端采集数据的实时监测预警，并无缝对接运维管理单位及相关政府部门。该平台具备测点系统概况、测点统计、测点统计趋势、测点地图定位情况、测点告警记录等多项功能，可轻松实现对各类场景的可视化监测。同时，该平台对各类传感器兼容强，适配多类厂商。

    五、系统功能

    实时监测：在线监测预警系统可以实时监测高速公路边坡的变化情况，包括地表位移、边坡倾斜、地下水平位移、土壤含水量等。通过实时数据的采集和传输，可以及时发现边坡稳定性问题，提前采取措施避免灾害发生。

    全天候监测：高速公路边坡在线监测预警系统可以全天候进行监测，不受天气和环境的影响。即使在恶劣的天气条件下，系统也能够正常运行并提供准确的监测数据。

    远程监控：通过物联网技术和远程传输系统，可以实现对山体滑坡裂缝的远程监控，减少了人工巡查的工作量和危险性。

    大数据分析：高速公路边坡在线监测预警系统能够对采集到的大量数据进行分析和处理，识别边坡变化的趋势和规律，预测可能发生的灾害风险。通过数据分析，可以提供科学的决策依据，指导边坡管理和维护工作。

    预警通知：高速公路边坡在线监测预警系统具有预警功能，当监测数据超出预设的安全阈值时，系统会自动发出警报并提供预警信息，通知相关人员及时采取措施，防止灾害的发生。

    六、系统优势

    1、高精度

    北斗高精度可达毫米级，传感器精度均业内领先。

    2、物联网+云技术

    通过万物互联技术连通各种设备，实现远程监测，云端统一管理。

    3、天空地一体化融合

    将不同源数据统一存储于云端，实现天(卫星)+空(航测)+地(多维传感器)的智能融合。

    4、远程监管

    可以远程监管高速公路边坡失稳情况，提高监管工作效率。

    5、成本把控领先

    合睿达致力整合资源，可为用户定制打造高性价比方案。

一、系统概述

智慧综合监测预警系统是一款集数据采集、远程传输、智能预警、音视频对讲、GIS地图展示、多传感器监测于一体的综合管理平台。系统具备高度集成化、智能化、网络化的特点，广泛应用于环境监测、地质灾害预警、水利监测、工业治理、供排水系统管理等多个领域。

二、系统特点

1.多网络通信支持：支持4G全网通、有线以太网、Lora、蓝牙、WiFi等多种通信方式，实现数据远程采集、存储与控制。

2.智能预警广播：支持平台下发音频文件、文字广播，支持多文件多模式播放，并与监测数据阈值联动告警。

3.AI音视频对讲：具备全双工双向音视频对讲功能，支持按键求助或语音关键词触发，实时查看现场情况。

4.声光报警联动：支持警示灯、声光报警器，告警时自动触发灯光闪烁与声音提示。

5.多合一气象地面自动监测：主要包括温度、湿度、PM2.5、PM10、噪声、大气压、光照度等气象要素。

6.水文监测与显示：支持水位、流量、雨量监测，具备预报值联动告警功能；LED屏实时显示监测数据与平台信息。

7.高精度GNSS监测：五星十六频通信，自适应跟踪监测，精度高、功耗低，适用于地表位移、建筑结构形变、沉降、倾斜、裂缝等监测。

8.视频监控与事件联动：支持平台查看录像、配置摄像头联动事件，摄像头回传现场时间后，联动广播播放告警音频。

9.远程视频监控与实时指挥：支持通过指挥主机远程查看现场视频画面，支持视播一体功能，可实现查看画面同时，对特定终端进行实时喊话。

10.GIS地图集成：支持在线/离线地图，点位标记、状态查看、圈选播放、搜索定位等功能，满足不同网络环境需求。

11.系统日志与报表：支持任务记录、设备状态、登录日志等多维度查询与导出。

12.现场录音回传：支持内置/外接声音检测探头，回传现场音频。

13.灵活供电方式：支持市电与太阳能双模供电，适应多种部署场景。

14.适用于环境监测，地质灾害监测，水利监测，工业治理监测，供排水系统监测等管理与预警。

三、应用场景

环境监测与污染预警

地质灾害监测与预警（如滑坡、沉降、裂缝）

水利水文监测与防洪预警

工业安全与治理监测

城市供排水系统监测

应急指挥与公共广播系统

四、安装与使用注意事项

请严格按照使用指南操作，注意安全符号与警告提示。

使用规定电压，避免电线破损、潮湿操作。

确保设备安装稳固，通风良好，避免高温、多尘环境。

定期清理设备与电源接口，防止积尘引发故障。

出现异常（如冒烟、异味、进水、破损）立即断电并联系售后。

五、责任声明

本系统由四川合睿达科技有限公司提供，产品规格如有变更，恕不另行通知。请以实物为准。在使用过程中，请遵守相关法律法规，禁止用于非法或不安全用途。公司不承担因不当使用、网络攻击、数据丢失等引起的间接或偶然损失。

六、联系我们

如需最新产品资料或技术支持，请访问四川合睿达官方网站。如果有需要修改或者补充的地方，可以随时告诉我。

一、政策背景

国家层面核心政策包括《关于进一步提升公路桥梁安全耐久水平的意见》（交公路发〔2020〕127号）及后续的《公路长大桥梁结构监测时空大数据应用指引》。其核心目标是推动从“被动应对”转向“主动预警”，要求2025年底前完成特定桥梁监测，2030年扩大覆盖，并建立长效闭环管理机制。

近年来，多地频发的桥梁安全事故，例如近日青海尖扎黄河特大桥发生的桥体断裂事件，令人痛心的同时，也再次敲响了桥梁安全管理的警钟。这一系列事件凸显出对桥梁结构健康状态进行实时、自动化监测的紧迫性与重要性。国家政策的持续推动与真实事故的深刻教训，共同加速了行业从传统管理向智慧监测与主动预警的转型。

二、方案概述

桥梁在线自动化监测预警系统方案通过安装在桥梁关键部位的各种高精度传感器，实时采集环境、荷载与结构响应数据。数据通过无线/有线传输方式发送至云平台或本地服务器，经过专业算法和模型进行分析处理。最终通过可视化平台呈现桥梁健康状况，并在异常时自动触发多级预警，为桥梁管养单位提供决策支持，实现从“定期检测”到“实时监测”、从“被动养护”到“主动预警”的智慧管理养护模式升级。系统可有效避免因监测盲区或响应滞后导致的突发结构事故，提升类似青海桥梁突发垮塌事件的防范能力。

三、监测内容与传感器选型

根据桥梁类型（梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥等）和薄弱环节，四川合睿达可以定制化选择监测项目：

四、系统架构

桥梁监测预警系统采用分层式设计，通常为四层结构：

1.感知层（数据采集）

核心：各类传感器、数据采集仪（DAQ）。

功能：实时采集物理、化学、力学参数，并将其转换为电信号。数据采集仪负责自动收集、初步处理（如A/D转换）和存储传感器数据。

2.传输层（数据通信）

方式：

有线传输：光纤、网线。稳定可靠，适合供电方便、距离较近的场景。

无线传输：4G/5G、LoRa、ZigBee、NB-IoT。部署灵活，适合大跨度桥梁、野外环境，是主流选择。

功能：将采集到的数据安全、可靠、高效地传输至数据平台。

3.平台层（数据处理与存储）

核心：云服务器或本地服务器。

功能：

数据存储：海量时序数据库，长期存储原始数据和特征数据。

数据处理：利用数字滤波、降噪、压缩等算法清洗数据。

数据分析：核心价值所在。包括：

结构分析：模态识别（频率、振型、阻尼比）、应变能分析、挠度线形分析。

趋势分析：长期数据跟踪，识别性能退化趋势（如预应力损失、刚度下降）。

损伤识别：通过算法对比实时数据与健康基线模型或有限元模型（FEM）的差异，定位潜在损伤。

荷载分析：统计车流量、轴重，评估疲劳荷载谱。

4.应用层（数据可视化与预警）

核心：Web端或移动端可视化平台。

功能：

可视化看板：以图表、曲线、三维模型、列表等形式直观展示所有监测数据的实时值和历史趋势。

多级预警机制：

一级预警（黄色）：监测值超过日常波动阈值，系统提示注意。

二级预警（橙色）：监测值超过规范限值或健康基线，系统发出警报，通知工程师分析。

三级预警（红色）：监测值达到危险临界值，可能危及结构安全，系统立即通过短信、邮件、App推送等方式通知相关负责人，启动应急预案。

报表生成：自动生成日、周、月、年报，支持导出和打印。

权限管理：不同级别的用户（领导、工程师、巡检员）拥有不同的数据查看和操作权限。

五、实施方案步骤

1.前期调研与设计：收集桥梁设计图纸、竣工资料、历史检测报告，进行现场勘察，确定监测目标、内容和测点布设方案。

2.设备采购与集成：根据方案选型采购传感器、采集仪、通信设备等，并在实验室进行系统联调测试。

3.现场安装与调试：在桥梁上安全、规范地安装传感器和数据采集箱，完成所有设备的供电、组网和系统调试。

4.系统试运行与基线建立：系统投入试运行（通常1-3个月），采集数据建立结构的“健康基线”模型，并校准和设定初始预警阈值。

5.正式运行与维护：系统进入全自动监测状态。提供定期设备巡检、维护和数据解读服务。

6.持续服务与迭代：提供长期的数据分析报告，并根据运行情况优化算法和阈值，升级系统功能。

六、方案优势与价值

安全保障：实时掌握结构状态，对突发事件（如地震、船撞、超载）和隐性损伤（如疲劳裂纹、索力变化）及时预警，避免灾难性事故发生。类似青海尖扎黄河特大桥桥梁断裂的悲剧可通过持续监测与预警在很大程度上得以避免。

科学管养：变“按时养护”为“按需养护”，基于数据决策，优化养护计划和资金分配，延长桥梁使用寿命，降低全生命周期成本。

提高效率：减少人工巡检的强度、频率和主观误差，解放专业技术力量专注于数据分析与决策。

数字档案：形成完整的桥梁结构数字档案，为未来的设计、科研和类似项目提供宝贵数据支撑。

提升形象：展示先进的管理理念和技术水平，是社会公共基础设施管理现代化的重要标志。

六、投资与预算

预算因桥梁规模、监测项目数量、传感器精度和品牌、通信方式等因素差异巨大。一般从数十万到数百万不等。建议分阶段实施，优先部署对安全影响最大、最关键的监测项目。

桥梁监测预警系统凭借其先进的监测技术和智能的管理平台，为桥梁安全构建了一道坚固防线。它不仅提升了桥梁监测的效率和准确性，更为桥梁的长期安全运行提供了有力保障。

一、背景

管道会因地质沉降产生非均匀应力集中效应导致形变，进而诱发周边生态系统的渐进式结构损伤，严重情况下可能引发管道完整性管理失效风险。传统人工巡检模式存在监测盲区大、响应滞后等缺陷，难以满足现代管道全生命周期管理的需求。建立基于多源传感物联网的管道本体变形监测，通过实时感知管道力学状态演变，可以及时预警地质灾害的发生，实现管道的安全控制，减少因地质灾害造成的管道破坏，为管道的运行维护策略提供保证。

二、监测方案概述

管道通过地质灾害区域的部分管线通常要承受增长的纵向应变，因此获取管道纵向应变的变化是管道力学监控的主要内容。取得了管道的应变变化数据，就可以利用材料的应力应变关系判别管道的力学状态。

依据材料力学强度理论及弹塑性失效机理，管道结构在外部载荷作用下，当主应力组合或等效塑性应变达到材料屈服强度或极限应变阈值时，即发生强度失效或屈曲失稳。因此管道设计时根据管材和管道的几何尺寸规定了管道的容许应力或容许应变。

通过监测数据能够掌握管道在外力作用下的力学行为和变形趋势，因此与操作条件下荷载（内压、温差）引起的应力或应变和管道弹性敷设产生的弯曲应力或应变进行组合，与容许应力或容许应变进行比较，就可以对管道的力学状态进行评价，通过将加速度转换为信号的传感器，测量空间加速度，就可以全面准确地对管道本体变形趋势进行监测，此外还可以利用位移传感器测量管道的裂缝和位移量，对管道的裂缝进行长期的相对位移变化监测。

三、 合睿达管道位移自动化监测方案介绍

（一）、监测目标

支墩稳定性：实时监测支墩位移、沉降、倾斜等形变参数。

应力应变：检测支墩结构应力变化，预防因荷载超限导致的破坏。

（二）、监测技术选型

2.1感知层（传感器）

2.2设备参数

①GNSS监测一体机

②一体式智能采集仪

③振弦式应变计

3. 数据处理与分析

边缘计算：在网关端进行数据预处理（滤波、异常值剔除）。

云平台：各类传感器数据整合分析，并进行可视化显示。

4. 通讯、供电方案

太阳能+锂电池（适用于无电源场景）。

4.1.供电系统：

GNSS监测主机与采集仪供电采用太阳能供电。主要设备有：100W太阳能板，100AH蓄电池，太阳能控制器，监测主机。连接示意图如下：

4.2.通讯系统：

普适型监测数据传输采用4G 传输模块，应用 4G 网络传输至部署在云平台上的物联网系统，并通过物联网云平台进行网络发布转发到服务器。

服务器通过解算软件解析数据，输出原始坐标值，解算后数据传输至展示平台，平台展示累计位移量。

图4.1数据传输物联网系统

（三）、系统架构

感知层（传感器） → 传输层（网关/通信模块） → 数据处理层（边缘计算+云平台） → 应用层（可视化、预警）

3.1设备安装部署

位移监测：安装在支墩侧边表面或基础连接处。

倾角传感器：布设在支墩顶部及关键支撑点。

应变计传感器：嵌入支墩混凝土内部，监测应力集中区域。

3.2数据分析场景

实时报警：位移超限（如>5mm）、倾角突变（>0.5°）触发声光报警。

长期趋势：通过历史数据预测支墩寿命，优化检修周期。

（四）、方案优势

优势：

实时性：分钟级数据更新，快速响应突发风险。

可扩展性：支持新增传感器与算法模型迭代。

成本优化：

减少人工巡检频率，降低维护成本。

（五）、预期效果

支墩失效预警时间提前≥72小时。

维护成本降低30%-50%。

延长管道系统使用寿命15%-20%。