在高速公路建设中，边坡监测是至关重要的环节，其稳定性对高速公路的安全运营存在较大影响。利用自动化监测手段实时掌握公路边坡稳定状态，能够有效避免因公路边坡失稳造成的安全事故，这对保障交通运输的顺畅与安全具有重要意义。
项目背景
项目位于湖南省西北部的张家界市，每年雨季受持续降雨或短时强降水等恶劣天气影响，辖区张桑(张家界至桑植)高速公路的边坡会发生不同程度的水毁。为此，张桑高速公路管理局急需加强高速公路边坡监测，提升高速公路防灾减灾能力，以保障高速公路运营安全。
痛点分析
自2017年建成通车以来，张桑高速公路管理局主要采用人工现场巡查方式进行边坡监测，该方式存在以下不足：
1
误差因素多
受天气、人工、现场条件等因素影响，人工监测无法精准、全面获取高速公路边坡数据。
2
效率低
人工监测频率有限，难以发现高速公路边坡细微变化。同时，人工监测时使用聊天软件和电话进行边坡预警预报，容易出现纰漏、不及时。而且在极端天气情况下，人工监测也难以及时获取边坡数据。
3
成本高
人工监测成本较高，难以维系。
4
风险大
人工监测所处环境复杂，人身安全得不到保障。
实施方案
受客户委托，中海达提供公路边坡智能化安全监测预警解决方案。该方案依托北斗技术、物联网技术、智能传感器技术以及无线通信技术等先进手段，通过建设变形监测站、倾角监测站、视频监测站、声光预警广播，24小时实时监测高速公路边坡位移、倾角等变化信息，帮助高速公路运营部门及时了解边坡安全健康状况和准确判断边坡安全隐患，从而全面提高公路边坡安全风险综合防范能力。
▲方案流程示意图
作业过程
根据客户需求，本次项目选取张桑高速公路2处重点危险路段的高边坡进行边坡智能化安全监测预警建设。
变形监测站建设
每个边坡点安装5套北斗监测设备（含基准站），分别部署在各个坡级，对整个边坡表面位移进行实时自动化监测，位移达到事先设定的预警值，自动触发预警。
倾角监测站建设
每个边坡点部署24台倾角加速度计，平均分布在各坡级。倾角加速度计拥有高精度角度、加速度、方位角、裂缝(可选)等多种传感器，可进行震动、倾斜、裂缝等多种监测。
视频监测站建设
通过在边坡监测点对面部署1台视频球机，进行实时在线摄影监控，准确掌握现场情况，以及获取边坡整体变形演变过程的视频资料。
声光预警广播建设
在边坡监测点前后两端位置各部署1台预警主机，外置扩音喇叭和闪光警示灯。当预警触发时，设备可支持语音、警笛、闪光等多种方式发起警报，提醒往来车辆规避危险。
成果展示
通过中海达公路边坡智能化安全监测预警解决方案，张桑高速公路管理局实现了边坡无人值守监测，改变了人工监测边坡的工作状态。一方面依托变形监测站和倾角监测站，张桑高速公路管理局可以及时、准确掌握边坡体整体运行的安全状态。同时依托视频监测站，张桑高速公路管理局可以对边坡整体变形演变过程进行24小时远程实时摄像，为以后研究本类地质灾害提供珍贵的科学依据。另一方面依托声光预警广播，张桑高速公路管理局可以在边坡出现失稳征兆或者发生滑坡后及时发出警报广播，降低或避免安全事故的发生。
▲张桑高速公路边坡监测三维模型图
▲张桑高速公路表面位移监测数据
项目总结
通过应用，中海达公路边坡智能化安全监测预警解决方案解决了张桑高速公路中人工监测边坡的不足。
1
效率高
该方案既能全天候24小时实时监测高速公路边坡，还能在边坡出现异常时，第一时间向指定的养护部门、监控中心、运营调度中心和主管单位发送预警通知信息，使各方及时发现、及时干预，从而避免人员伤亡。
2
成本低
该方案一次性投入，可长期监测高速公路边坡。
3
精度优
该方案得益于北斗技术，可实现高速公路边坡毫米级微小变形的实时在线监测，帮助张桑高速公路管理局准确识别边坡异常情况和掌握边坡变化趋势。
4
误差少
该方案克服了人为主观因素产生的误差，且不受天气影响，可助张桑高速公路管理局获取准确的边坡数据。
5
风险小
该方案通过变形监测站、倾角监测站、视频监测站、声光预警广播进行高速公路边坡监测预警，无需人员值守，保障了人员安全。
在中海达公路边坡智能化安全监测预警解决方案的支撑下，张桑高速公路管理局通过对边坡风险源监测、识别、预警及智能化管控，健全了重点危险路段的预警预防体系，提升了高速公路交通的防灾减灾能力。