[发明专利]一种用于山体滑坡监测的雷达装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及雷达监测技术领域，具体涉及一种用于山体滑坡监测的雷达装置。

背景技术

目前还没有一种较为有效的措施对山体滑坡进行监测，有些监测点采用双电网监测技术。在较容易发生山体滑坡地段架设金属防护网，防护网上面敷设两根绝缘导线，当发生山体滑坡时，会有石块或大面积泥土滑落到防护网上，当落物重量超过防护网的承受能力时，会切断导线产生报警信息。该技术不会误报，只要有横截面大于双电网的网格，质量大于电网导线的承受能力的物体落在防护网上，就会产生报警。但是，这种双电网监测技术主要存在以下几个问题：第一，对网格横截面和电网导线的承受能力有一定要求，当落物重量小于电网导线的承受能力时，电网不会被压断，因此不会产生报警信息。这种方法反应速度慢，电网线一般距离铁路较近，报警后被保护对象往往来不及作出响应。另外，对于滑坡落石等在防护网上的积累情况无法通过监测信息上传。电网被压断后，需要重新更换维护，会增加工程量；第二，电网监测属于接触式监测方案，需要在监测坡体上安装现场监测设备，当发生山体滑坡后，监测装置易损坏，而近期还有可能出现新的滑坡事件，需要继续对目标山体进行监测，即电网监测不具备重复使用性。另外，金属网自身也存在一定的安全隐患，有一定的使用寿命，一旦损坏可能会对铁路行车安全造成危害。第三，无法上报滑坡过程中的一些实时参量，对落石、泥土等进行实时的定位跟踪，也无法判断滑坡的面积。

还有一些试验点利用光纤光栅检测技术实现监测点的实时监测，该技术根据应力发生变化时，光纤光栅反射光的峰值波长漂移的原理，通过对波长漂移量的度量就可以实现对应力的感测。光纤光栅检测技术受地形、成本限制，应用具有一定的局限性。大面积滑坡容易造成光纤损坏，不易维护，且施工初期工程量较大。

总之，接触式监测方案在造成侵限时才能上报告警，无法监测侵限过程中的一些实时参量，无法做到事前预警。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种用于山体滑坡监测的雷达装置，以提高监测精度，满足使用的可靠性，实现对目标物进行动态监测，使其具有报警响应速度更快、上报更及时，并可以遥控测量等功能。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于山体滑坡监测的雷达装置，包括现场控制器、监测雷达、电源、旋转支架和信号电缆/光纤；其中：

监测雷达：固定在旋转支架上，用于监测现场滑坡导致的异物侵限情况，将含有速度和距离信息的数据传送到现场控制器；

电源：为监测雷达供电；

现场控制器：与监测雷达之间采用信号电缆/光纤电连接，对监测雷达天线的发射与接收功能进行设置以及对天线的编组形式进行控制，并对监测雷达传送来的信息进行综合分析处理，提供侵限报警并上传至监测点附近基站监控中心。

所述的监测雷达包括两幅天线，编组成一发一收或一发两收两种形式。

所述的现场控制器嵌入在监测雷达内部或作为独立模块单独设置。

所述的旋转支架为三维旋转支架，包括手动云台和底座支架，可以调节雷达相对于山体及铁轨的照射角度。

还包括与监测雷达相配合使用的角反射器，所述的角反射器设置在山坡上。

所述的现场控制器为装有滑坡监测报警分析软件的现场控制器。

有益效果：本发明的用于山体滑坡监测的雷达装置，具有的突出优点包括：

（1）监测滑坡事件可靠性提高，满足铁路行业的高可靠性要求。本发明主要应用于铁路沿线的山体、隧道口上方等较易发生滑坡的监测点处，利用天线的不同编组形式以及差分干涉技术使监测更加精确，对监测范围内的滑坡、落石等事件进行实时状态监测并报警。

（2）能够对目标物进行动态监测。对监测范围内的落石、滑坡等的运动方向、运动速度进行实时动态监测。另外，通过对整个目标进行分解并解析各分单元的位移信息，得到整个目标的位移量。

（3）提高了远程监测精度，监测更加灵活。雷达装置安装灵活，不受各种地形影响，尤其是一些施工人员很难到达的地区，监测现场无须靠近或进入监测区域。监测距离远，最远监测距离可达500m；范围广，雷达波束覆盖范围50m×60m（长×宽）；精度高，直径0.5m以上的落石、滑落泥土等物体都可以监测到，并且，可以根据反射强度估计滑坡面积或落石的大小。雷达可确保24小时不间断监测，保证连续的数据采集，可以提前报警。