摘要：露天采场边坡的安全稳定在矿山安全生产和环境保护中具有十分重要的意义。GNSS是一种对边坡外部变形监测的设备，与传统监测方法相比具有诸多优点。基于GNSS技术的边坡安全在线监测系统，包含了中控室与企业监控中心之间的通信子系统、监控中心计算机系统、web查询报表系统和声光与短信报警系统。边坡安全在线监测系统能对边坡的安全状态进行实时的监测、分析与预警，确保了边坡的安全。
关键词：采场边坡 在线监测 GNSS 形变
前言
基于GNSS的边坡安全在线监测系统的实施，便于企业和安全监管部门快速掌握与采场边坡安全密切相关的技术指标的最新动态，有利于及时掌握采场边坡的运行状况和安全现状，可以提高露天采场的安全性。
1总体思路
基于GNSS技术的边坡安全在线监测系统是由边坡监测终端、网络通讯子系统、监测数据处理服务中心、预警发布系统四部分组成。系统的实施目标是发现及预报边坡形变问题，便于企业和安全监管部门快速掌握与边坡安全密切相关的技术指标的最新动态，有利于及时掌握边坡的运行状况和安全现状，发现问题预先处理，提高采场的安全性。
基于GNSS技术的边坡安全在线监测系统具有多项功能，它既可实现边坡位移监测指标在各种气候条件下的全天候连续实时监测，还具有数据自动采集功能、现场网络数据通讯和远程通讯功能、数据存储及处理分析功能、定量预警功能和防雷及抗干扰功能。
2技术方案
本系统的实施范围是建立一整套基于GNSS技术的边坡在线安全监测系统，包括利用GNSS监测终端对边坡的实时安全监测、监控中心与企业监控中心之间的通信子系统、监控中心计算机软件数据处理系统、web查询报表系统和生产预警系统。
建立企业逐级边坡在线安全监测系统，从宏观上实时控制、监督、指挥调度，微观上实时监控边坡的安全运行，从安全监测技术上和安全管理上消除边坡的安全隐患。
系统要保证数据的准确性、实时性、连续性、通讯的可靠性，拥有更加友好的人机界面。建立企业逐级边坡在线安全监测系统，从宏观上实时控制、监督、指挥调度，微观上实时监控边坡的安全运行，从安全管理和检测技术上消除边坡的安全隐患。
2.1边坡形变位移监测
边坡发生滑坡等灾害，边坡位移是灾害演化过程的直观反应指标，因此对于边坡变形的掌握，可以及时发现边坡变形率和变形加速度，有利于安全监管部门和企业进行科学的应急决策，并及时采取有利可靠的应急措施，从而避免灾害的发生或者减少灾害发生造成的危害。
2.1.1布置原则
在采场易发生滑坡的位置布设2排位移监测，采用太阳能电池板供电及4G模式传输信号，测点和土基上基点的底座埋入土层的深度不小于1.0m。冰冻区应深入冰冻层以下0.5m。
2.1.2设备选型
表面位移测主要是监测边坡本身及局部位置随时间的变化，即确定测点在某一时刻的空间位置或特定方向的位移，可分为水平位移监测和垂直位移监测。本项目采用GNSS位移监测。
各GNSS监测点与基准点接收机实时接收卫星信号，并通过数据通讯网络实时发送到控制中心，控制中心服务器边坡安全在线监测数据处理软件实时差分解算出各监测点三维坐标，数据分析软件获取各监测点实时三维坐标，并与初始坐标进行对比而获得该监测点变化量。
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2.2数据采集模块
软件系统通过网络将现场GNSS接收机现场监测设备接入系统，系统通过各类设备的数据接口对现场设备进行数据采集。
2.3数据解算模块
监测系统采用GNSS解算软件，该软件支持GPS\GLONASS\BDSA联合解算。系统对采集的各类原始数据进行处理，最终解算出基准站和监测站的原始坐标。监测系统基于变形监测中所有基准站和监测站的原始数据，调用系统的解算软件接口，生成高精度单历元变形信息，并将变形信息实时存入数据库，供其他系统进行调用。
2.4数据处理模块
监测系统需要将多系统采集的传感器数据以及解算的GNSS接收机数据进行计算处理。处理后的数据推送至数据分析系统进行分析运算，同时推送至实时数据页面进行数据展示，另外处理后的数据进入数据存储模块进行存储与应用。
2.5数据存储模块
为了应对实际应用中的各种需求对于各类监测设备所得到的原始数据、解算结果数据均需要进行保存。
2.6数据查询模块
系统具有统计查询功能，可对基准站、监测站的实时数据、历史数据、报警信息等进行多种方式的查询和统计，可查询实时数据、某时间段数据和累积数据。
2.7数据分析模块
数据分析模块主要是对监测解算数据以图形化的方式统计分析，数据传输部分在存储到数据库的同时，也将解算结果传输给数据分析部分，以实现实时分析，也可以调用数据库的历史数据实现历史统计分析。
同时，系统可根据采集数据在页面自动生成动态曲线、柱形图等直观图形，以便现场指挥人员直观的判断边坡情况。
2.8预警报告功能
系统提供了多种现在采用的多种预警分析方法，有设置阀值报警等，从不同的角度来预测边坡的安全性。
2.9通讯
现场设备采用4G网络传输至服务器，并将服务器数据web发布，通过公司内外网皆能访问。
3总结
基于GNSS的采场边坡监测系统实施后可及时发现及预报边坡当前存在的问题及不足，避免了人工测量的系统误差和人工误差，便于企业和安全监管部门快速掌握与边坡安全密切相关的技术指标的最新动态，有利于及时掌握边坡的运行状况和安全现状，提高采场的安全性。
基于GNSS的采场边坡监测系统的逐步实施和推广，可以大幅度提高我国对于采场边坡滑坡灾害机理的认识水平，全面提升边坡安全监管和日常管理水平，增强企业、社会、政府对于滑坡灾害的预警响应能力，建立滑坡风险综合评判的科学方法，有效保障人民的生命财产安全和生态环境安全。
参考文献
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论文作者:马东升,戚志刚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/12
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