[发明专利]一种公路采空区路基稳定性监测预警系统及方法

权利要求书

1.一种公路采空区路基稳定性监测预警系统，其特征在于：所述公路采空区路基稳定性监测预警系统包括用于实时监测公路采空区路基压力数据及形变数据的监测装置（100）、北斗传输装置（200）、对监测装置（100）监测得到的公路采空区路基压力数据及形变数据进行处理的数据处理装置（300）以及根据数据处理装置（300）处理后的数据信息进行即时预警的报警装置（400）；所述监测装置（100）依次通过北斗传输装置（200）以及数据处理装置（300）与报警装置（400）相连。

2.根据权利要求1所述的公路采空区路基稳定性监测预警系统，其特征在于：所述监测装置（100）包括用于测量采空区上方岩层、覆盖层和公路路基的沉降变形位移值且布置在采空区上覆层下的基岩顶面的单点沉降计（110）、用于测量路基和覆盖层土体中的土压力值且布设在上覆层的各土层中的土压力盒（120）、布设在路基上方并采集采空区上方基岩、上覆层和公路路基的总变形值的沉降板（130）以及用于接收单点沉降计（110）、土压力盒（120）以及沉降板（130）监测得到数据的数据采集器（140）；所述单点沉降计（110）、土压力盒（120）以及沉降板（130）分别与数据采集器（140）相连；所述数据采集器（140）通过北斗传输装置（200）与数据处理装置（300）相连。

3.根据权利要求2所述的公路采空区路基稳定性监测预警系统，其特征在于：所述监测装置（100）还包括供电太阳能板以及四芯屏蔽线；所述供电太阳能板分别通过四芯屏蔽线与单点沉降计（110）、土压力盒（120）、沉降板（130）以及数据采集器（140）相连；所述单点沉降计（110）、土压力盒（120）以及沉降板（130）分别通过四芯屏蔽线与数据采集器（140）相连。

4.根据权利要求3所述的公路采空区路基稳定性监测预警系统，其特征在于：所述数据处理装置（300）包括数据接收单元（310）以及对数据接收单元（310）接收得到的数据进行降噪处理的数据处理单元（320）；所述北斗传输装置（200）依次通过数据接收单元（310）以及数据处理单元（320）与报警装置（400）相连。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的公路采空区路基稳定性监测预警系统，其特征在于：所述北斗传输装置（200）是北斗卫星。

6.一种基于如权利要求5所述的公路采空区路基稳定性监测预警系统的预警方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1）采用监测装置（100）获取监测数据并将监测数据整合至数据采集器（140）；所述监测数据是采空区岩层、上覆层以及公路路基中的岩土体压力值和变形值；

2）北斗传输装置（200）将步骤1）所监测采集到的监测数据传输至数据处理装置（300）；

3）数据处理装置（300）的数据接收单元（310）接收北斗传输装置（200）传输的监测数据，通过数据处理装置（300）的数据处理单元（320）对数据进行降噪处理，并根据预设阀值对监测数据进行判断是否需要发出预警信号，若是，进行步骤4）；所否，返回步骤1）继续监测；

4）报警装置（400）根据预警信号发出相应的预警信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤3）中的预设阀值是岩土体压力小于预设岩土体压力阀值或岩土体变形值大于预设位移阀值；所述岩土体压力阀值包括第一压力阀值以及第二压力阀值，所述第一压力阀值以及第二压力阀值依次减小；所述位移阀值包括第一位移阀值以及第二位移阀值；所述第一位移阀值以及第二位移阀值依次增大。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述预警信号是安全预警信号、中风险预警信号以及高风险预警信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述步骤4）的具体实现方式是：

当岩土体压力大于第一压力阀值或位移小于第一位移阀值时，数据处理装置（300）发出安全预警信号，预警装置（400）发出安全预警信息；

当岩土体压力介于第一压力阀值和第二压力阀值之间或位移介于第一位移阀值和第二压力阀值之间时，数据处理装置（300）发出中风险预警信号，预警装置（400）发出中风险预警信息；

当岩土体压力小于第二压力阀值或位移大于第二位移阀值时，数据处理装置（300）发出高风险预警信号，预警装置（400）发出高风险预警信息。