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应用案例

铁路沿线山体滑坡智能预警布防方案


春季即将来临,积雪渐渐融化,每年立春过后多地将出现连续降雨,受水流冲刷,公路易发生边坡坍塌的事故,严重危害人们的生命和财产安全,面对此类事故,防患于未然,才是好的处置方法。


方案背景

山体滑坡,属自然灾害的一种。自然灾害包括山洪、干旱、地震、洪涝、霜冻等,是人们赖以生存的自然环境中所发生的异常现象,往往有着极强的破坏力,并具有突然发生、影响范围广、无法避免等特点,能够给人类社会带来大的危害。因此,为尽可能减少灾害所带来的人员伤亡与财产损失,人们还需倾力研发可靠的智能监测系统,预测各类灾害的到来,以积极采取相应的预防措施,保障民众的生命财产安全。

需求分析

“高铁”是国家闪亮的名片,是国家“一带一路”战略的先行者,也是综合国家竞争力的有力体现。至2019年底通车里程超过3.5万公里。随着高铁路网的快速扩张、运输规模的持续扩大,技术装备的迭代升级,高铁安全工作面临的形势日趋严峻和复杂。由于铁路运行速度快、距离长,沿线基础设备设施自身状态、恶劣气候环境、地质灾害、内外部人员等多种因素均影响着铁路的运行安全。

由于山体滑坡、设备故障、风险获知滞后、人为处置不及时等原因导致的列车脱轨等重大事件频频发生。如何全天候实时获知铁路沿线安全信息,有效保障铁路运营安全问题急需解决。

通过建立山体滑坡监测预警系统,实现危险山体的24小时不间断监测,便于各级管理部门实时掌握边坡的运行状况和安全现状,提高边坡的安全性,在出现报警的情况下便于及时采取应急措施,确保人民群众的安全,避免因边坡滑坡等事故而造成环境污染,保护生态环境。


系统概述

在漆黑的环境及各种天气条件下进行观测的工具,通过使用红外热像仪"看清"物体散发出的热能。红外热像仪可生成可见红外线或"热"辐射图像。根据物体间的温差生成清晰的图像,即使较小的细节也能纤检测到,实现昼夜工作。

本方案产品可对指定目标的特定状态进行设定,实现灵活、实用的监控布防模式。热势能传感器,在具有挑战性的成像环境中获取清晰的图像,自动检测出视频画面中的运动行为特征,为整个智能分析监控系统提供了清晰原始的数据,从而减少了误报事件。

系统设备通过不间断监测发现边坡的变形态势对超阈值变形和崩塌、掉块等灾害进行预警,减少交通事故的发生,保证铁路运营的安全。

视频的方式采集边坡形态信息。利用AI深度学习法,建立初始边坡模型,可以完成目标分类、检测、分割、识别等任务,得到较精确的探测距离,定位信息,而且不易受光照、恶劣天气条件的影响。

红外热成像仪的优势:

1.全天候工作,无需光源,不怕强光。

2.穿透雾雨雪能力较强,能适应全天候条件下成像。

3.识别伪装能力强。

4.具备温度探测能力,相对于可见光,更有利于提高智能分析的准备性。

5.同时观察1~2km纵深的大场景范围内发现目标。


(1)铁路沿线山体监测

由于红外热像仪根据场景发散的红外辐射产生热图像画面,因此它们可以提供各种条件下的高对比度热图像。无论天气和照明条件如何,热画面都能以高对比度的热图像清晰显示入侵目标物,这使得安保系统在探测性能方面具有更高的一致性。


热成像摄像机可以全天候侦查周界动向,可在系统中设定个性化的智能分析策略在避免误报的同时具备较高的准确率。


以铁路监控为例,常规的铁路防护报警主要有桥梁和隧道通知报警、落石检测报警、滑坡和塌方检测报警、雪崩检测报警、水位检测报警等。随着铁路沿线安全视频监控的投资不断增大,同时热成像技术成本的逐渐下降,采用热成像+长焦大镜头摄像机组成的多波段夜视设备,很大的优势就是充分利用各波段成像原理的优势,满足各部门间统筹兼顾的需求。


(2)隧道出入口山体监测


热像系统可部署在隧道出入口,可以实现两种功能:

第一,实现对人员入侵的监测;

第二,实现对山体滑坡的监测、和落石的监测(可配备带山体滑坡分析的热影像设备)

 

红外热成像仪可应对严峻的室外环境,防尘防风防雨防宠物,降低了误报的可能性,配合预警软件平台,一旦探测到有山体滑坡的的现象发生,就会立刻报警。嵌入式智能分析技术的监控跟踪系统,可以用到它所具有入侵检测和自动跟踪功能模块,使边界入侵防范的问题得以解决,内置报警分析模块,性能可靠,降低误报率。

·系统功

1、系统可以全天候运行,在恶劣环境及气候条件下仍能正常进行监测数据采集。

2、较高精度、较高可靠性、较低功耗监测。

3、自动采集数据,监测周期可根据实际情况下进行选择,远程控制。

4、多种信号传输模式,根据不同野外条件选择较合适的传输模式。

5、支持多级、多种类型(现场直接预警+数据中心远程预警)报警、预警功能,并可通过软件界面、短信等多种报警方式通知相关责任人。

方案特点

1、滑坡全域位移形变追踪监测

在滑坡监测中加入热成像技术,实时监测滑坡体全部特征点,实现对滑坡的全域位移形变监测,且24H全天候实时动态监测。

2、实时智能自动化

滑坡智能监测系统由多款一体化监测站、数据通讯系统、自动化监测预警平台组成,智能监测。根据滑坡规模、形态、地质特征、发育机理综合布设监测仪器,实现长期实时动态监测预警。

3、支持多维数据对比分析

支持滑坡同一监测点不同要素,如位移变形、降雨量、地下水位的对比分析;支持不同监测点同一要素,如滑坡后缘与滑坡舌的位移形变的对比分析;支持自定义维度、要素、图型、取值方式、时间区间等,进行多维对比分析。

4、支持分布式多级多点部署

支持多点部署,滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降等多灾种管理,可根据实际需要灵活部署多套系统;支持数据归集,各级各点系统可向指定的目标系统归集数据。

方案优势

a) 检测可以设定多个任意形状的防区,多个防区位置可以重叠,互不影响;各防区内各类型的参数可以独立设定,互不影响; 

b) 满足预设条件的多个目标进入警戒区域,可以同时对所有目标分别检测、分类和跟踪;

c) 根据预设条件,可以自动区分防区内入侵者突发事件的类型,只有符合指定特征的突发事件才会引发报警,而其他不符合条件的入侵将会被忽略; 

d) 扩展性强,具有联动报警功能,一旦有突发事件发生在我们布防的区域,那么红外周界报警系统对周边监控产生联动,自动转向报警区域,中心监视器画面自动切换到报警防区,硬盘录像机自动对该防区图像进行录制,现场警灯警视。



滑坡泥石流是地质灾害中的重要组成部分,我国地质和地理环境复杂,气候条件时空差异大,地质灾害种类多、分布广、危害大,是世界上地质灾害严重的国家之一。

充分利用热成像技术在滑坡监测方面的应用,建立一套科学完善的滑坡监测预警系统,实现了滑坡防治管理的科学化、信息化、标准化和可视化。为防灾减灾决策提供科学依据,为地质灾害防治工作质量、效率和管理水平的提高奠定基础,提供一套较可靠、实用的滑坡监测与预警系统解决方案。