Бердиев А. А. Разработка комплекса дистанционного мониторинга оползневых процессов

Бердиев А.А.


Разработка комплекса дистанционного мониторинга оползневых процессов

Мониторинг смещения земного грунта важен для отслеживания динамики оползневого процесса, тенденции его непрерывного развития и разработки мер по снижению негативного воздействия. Использование этой технологии не получило широкого распространения из-за ее дороговизны, а также необходимости интеграции множества дополнительных датчиков для отслеживания факторов и контроля движения оползней. Для решения этих проблем мы разработали систему удаленного мониторинга предварительного разрушения земного грунта на основе оптоволоконного датчика и датчика влажности. Система регистрирует определенные параметры, действует как датчик смещения грунта, а также передает данные на сервер (Центр наблюдения).

Введение. В области геофизических исследований система раннего предупреждения оползней является чрезвычайно актуальной. За последние несколько десятилетий было проведено большое количество исследований в данной области. Разработаны различные методы и системы мониторинга оползней. Существует метод мониторинга оползней с помощью снимков спутников на основе интерпретации геоморфологических спутниковых данных [1]. Широко распространяется метод оценки малых смещений земной поверхности, основанной на применении радаров синтезированной апертурой (спутниковая PCA-интерферометрия или InSAR). С помощью РСА интерферометрии можно зафиксировать увеличение скорости движения оползня с 10 до 30 мм/мес [2-4]. Применяется метод наземного лазерного сканирования на основе технологий ГИС для оценки состояния оползневых тел, для мониторинга и прогнозирования их развития [5]. Мониторинг оползней также осуществляется с помощью оптоволоконного кабеля с распределёнными датчиками. Данный метод позволяет слежение за смещением оползня в двух направлениях (вертикальный и горизонтальный) [6]. Разработан метод с применением датчиков вибрации для исследования оползневых тел [7]. Система мониторинга оползней с использованием датчика экстензометра и датчика температуры обеспечивает диапазон измерения 1023 мм с точностью измерения ±1 мм (номинальная точность 0,1%) [8].
В целом, обзор вышеперечисленных методов мониторинга оползневых процессов свидетельствует об огромном внимании, уделяемом разработке различных датчиков и технологических систем. Однако ни один из вышеупомянутых методов [1-8], вероятно, не имеют комплексную структуру как предложенная система, разработанная в этой работе. Предложенный метод интегрирует GSM технологию с волоконно-оптическими сенсорами и отличается недорогивизной. Мы исследуем вопрос интеграции различных датчиков с интернет-технологиями, разрабатывая многопараметрическую систему мониторинга и прогнозирования состояния земной почвы в реальном времени.
Преимущественно используя волоконно-оптических технологий в процесса передачи аналоговых, цифровых и других сигналов, появились другие отличительные особенности, благодаря их можно использовать и в других целях. В частности, с помощью измерений характеристик оптических сигналов осуществляется обнаружение механических повреждений, нарушений и дефектов конструкций, мостов, путепроводов и эстакад, подпорных стенок, армогрунтовых насыпей, зданий и т.п.