(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211017594.8 (22)申请日 2022.08.24 (71)申请人 凯丰智慧 （山 东省） 市政工程有限公 司 地址 250000 山东省济南市高新区经十路 7000号汉峪金谷A 2-4-2202 (72)发明人 孟祥伟　孟兴煜　侯郡召　高维　 巩炜　王巧俏　李傲　胡昌冬　 徐保德　刘笑　周国英　张旭　 彭静　冯斌　赵梦亭　 (51)Int.Cl. G08B 21/10(2006.01) G08B 25/08(2006.01) H04N 5/232(2006.01) H04N 7/18(2006.01) G01B 11/02(2006.01) (54)发明名称 一种隧道边坡地质灾害预警系统 (57)摘要 本发明提供一种隧道边坡地质 灾害预警系 统， 包括摄像机、 太阳能光板、 锂电池、 弱电箱、 立 杆、 wifi路由器、 物联网视频网关、 标靶、 信号传 输线缆等， 标靶沿着隧道边坡竖向错位均匀布 设， 满足摄像机焦距捕捉需求， 太阳能光板为摄 像机、 物联网视频网关提供电能， 摄像机与物联 网视频网关依次通讯连接， 标靶采用黑底白字硬 质板材制作而成， 下部设置杆状支座并固定在边 坡上， 摄像机记录初始标靶安装 经纬度及位移坐 标， 当受到外部滚石、 泥石流、 滑坡地质侵入时， 标靶会发生倾倒、 位移变化， 经摄像机捕捉至物 联网视频网关进行数据位移对比分析， 平台发布 预警信息， 达到灾害发生报警的目的。 本发明设 计新颖简洁， 数据分析 快速， 预警可靠 。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 115331393 A 2022.11.11 CN 115331393 A 1.本发明提供一种隧道边坡地质灾害预警系统， 包括摄像机、 太阳能光板、 锂电池、 弱 电箱、 立杆、 wifi路由器、 物联网视频网关、 标靶、 信号传输线缆等， 标靶一般沿着隧道边坡 竖向错位均匀布设或者沿 隧道边坡防抛网水平方向依 次布设， 摄像机采用800万像素及以 上高清摄像机， 在焦距上满足摄像机捕捉最远距离标靶的要求， 太阳能光板为摄像机、 物联 网视频网关提供电能， 太阳能供电系统采用两块60W及以上功 率的光板组成， 摄像机与 物联 网视频网关依 次通讯连接， 摄像机捕捉标靶位移信息及边坡图像， 物联网视频网关对摄像 机捕捉信息进行运算对比分析， 标靶通常利用硬质 板材制作成黑底白字的磨砂正方形板 面， 正方形板面的下部安设不锈钢立杆， 固定在边坡上， 摄像机通过立杆固定在边坡底部的 稳定地层上， 向上倾斜 获取标靶信息， 当隧道边坡发生滚石、 泥石流等地质灾害时可对标靶 的原始坐标产生 位移变化， 摄 像机进行捕捉。 2.根据权利要求1所述的一种 隧道边坡地质灾害预警系统， 其特征在于， 标靶为正方 形， 通常尺寸为300mm*300mm， 也可根据监测距离适当增大标靶尺寸， 标靶中心为方形黑色 图案， 大小为200mm*200mm， 方形图案外边缘区域为白色， 外边缘区域宽度为50mm， 方形图案 中心为数字1 ‑9之一， 字体颜色为白色， 字体样式为黑体加粗， 字体高度为方形图案高度的 1/3， 同时在数字和外边缘白色区域贴反光膜， 避免太阳光线照射对摄像机在捕捉标靶过程 中造成视 觉影响。 3.根据权利要求1所述的一种隧道边坡地质灾害预警系统， 其特征在于， 标靶沿隧道边 坡竖向错位布设， 也可沿 隧道边坡已支设的防抛网水平方向依 次布设， 标靶板面布设的角 度应与摄 像机画面捕捉方向垂直， 有效保障摄 像机获取 标靶位置的准确性。 4.根据权利要求1所述的一种隧道边坡地质灾害预警系统， 其特征在于， 摄像机和物联 网视频网关通过信号传输线缆接入太阳能光板锂电池供电系统， 2 块及以上60w太阳能板组 成供电系统， 也可接入2 20v电压电源， 能够有效保障系统供电的稳定性。 5.根据权利要求1所述的一种隧道边坡地质灾害预警系统， 其特征在于， 物联网视频网 关遵循全球统一的技术标准和通讯协议TCP /IP,通过wifi路由器或4G网卡进行数据的运算 处理及报警信息的远程发布。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115331393 A 2一种隧道边坡地质灾 害预警系统 技术领域 [0001]本发明涉及一种预警系统， 尤其是一种隧道边坡地质灾害预警系统。 背景技术 [0002]随着国家经济和社会的不断发展， 交通运输体系建设不断的完善， 铁路和公路穿 越山体建设的现象不断地增多， 穿越山体目前最常用的方法为隧道施工法， 隧道出入口边 坡地质的稳定性直接影响着公路、 铁 路运输线路的安全， 近年来在铁路、 公路隧道出入口发 生多起泥石流、 滑坡、 滚石等地质灾害， 对铁 路、 公路运输车辆和人员的安全造成重大伤害， 造成了重大人员伤亡和财产经济损失， 隧道边坡地质灾害的预警预报亟需进行系统研究。 [0003]国家相关部门在2019年批准和推荐了行业标准:公路滑坡防治设计规范， 规范对 滑坡勘察、 滑坡稳定性分析评价、 滑坡防治工程设计、 滑坡防治监测与预测预警等方面进 行 了论述， 特别是滑坡防治与预测预警中提出对地表位移、 深部位移、 地下水动态、 支挡结构 物等部位的监测方式提供了参考， 根据防治设计规范滑坡预警是一个涵盖多因素的系统性 工程， 整个工程既要支设锚杆、 锚索， 布设测力计， 又要设立基本桩监测点， 还要设置气候监 测系统、 倾角传感器、 裂隙传感器等监测设备， 工程施工种类繁多， 施工周期较长， 同时， 多 因素耦合状态下进行 数据分析比较繁琐。 [0004]雷达设备近些年被广泛应用于工程技术领域， 特别是在隧道围岩监测、 矿山尾矿 库稳定性监测、 地下管线探测、 地质超前探测等领域， 都取得了良好的应用效果， 但在隧道 边坡地质灾害预警方向上未能得到大范围有效地应用， 主要原因是地质监测雷达造价高， 普通造价达到200万/台， 进口品牌的售价达到500万/台， 其次因为地质监测雷达不能24小 时不间断的对隧道边坡稳定性进 行监测， 在应用时通常采用周期性监测的模式对隧道边坡 岩层的稳定性进行分析， 数据分析需花费较长时间， 而在 间断监测的周期 内又极易发生泥 石流、 滚石等地质灾害， 特别是在雨季， 隧道边坡地质监测雷达的应用也需借助其他辅助技 术工具进行辅助监测。 [0005]随着AI摄像机捕捉技术不断地发展和其他行业应用取得良好的效果， 采用AI摄像 机辅助进 行隧道边坡 预警变得可行， 但需对应用场景进 行大量素材图片、 图像采集， 借助人 工辅助判断学习， 让AI摄 像机变得 更加智能精准。 [0006]为了保障隧道边坡地质灾害预警系统应用的准确性和可靠性， 保障系统运行的稳 定性， 现有技术存在施工工程量大、 施工周期长、 误报频发等缺点， 需对现有技术进一步改 进。 发明内容 [0007]针对上述现有技术的不足， 本发明的目的是提供一种隧道边坡地质灾害预警系 统， 解决现有隧道边坡预警工程量大、 施工周期长、 监测任务重、 预警不准确的难题， 同时， 本发明的应用能够替代部分隧道边坡巡视人员， 若隧道边坡发生地质灾害， 能够在第一时 间发布地质灾害报警提醒， 提高解决问题的时效性。说　明　书 1/3 页 3 CN 115331393 A 3