晨穹TSD1-02全柔性測斜儀在廣州公路邊坡監測體系構建中的應用探索

摘要

隨著粵港澳大灣區交通網絡的快速發展，廣州地區公路邊坡安全監測需求日益迫切。針對廣州地形起伏多變，降水充沛且臺風頻發，特殊的地貌與氣候條件導致公路邊坡地質災害風險較高。結合近年來，因邊坡維護不到位引發的滑坡、崩塌等事故時有發生，對交通運輸安全構成嚴重威脅。本文系統分析了公路邊坡監測的關鍵技術與政策要求，并重點探討了晨穹TSD1-02線纜式全柔性測斜儀在深部位移監測中的應用價值。該設備憑借±0.03°高精度、-40℃~+80℃寬溫域適應能力及模塊化設計，可滿足《廣東省公路邊坡監測技術指南》試行版中對設備可靠性、環境適應性與通信功能的要求。同時，本文闡述了TSD1-02與全場景智能柔性測斜監測系統在多級預警中的協同效能，為提升公路邊坡災害防控能力提供技術參考。

廣州地處珠江三角洲丘陵地帶，地形起伏大、降雨集中，公路邊坡受地質構造與人類活動影響，易發生滑坡、崩塌等災害。近年來，廣州某高速公路因邊坡維護不足導致局部垮塌，造成交通中斷及經濟損失，凸顯邊坡智能監測的迫切性。據統計，2019—2023年間，廣州地區因邊坡失穩導致的交通中斷事故達17起，直接經濟損失超2.3億元。2021年廣河高速增城段邊坡滑塌事故更暴露出傳統監測手段在時效性與精度上的不足。 傳統公路邊坡存在維護不到位的典型問題，其監測依賴人工巡查與簡易測量，存在監測頻次低、數據滯后、覆蓋范圍有限等缺陷。部分項目因監測設備穩定性不足、抗干擾能力弱，導致數據失真或設備頻繁故障，無法及時捕捉邊坡早期變形跡象。例如，某繞城高速邊坡雖安裝了傳統測斜儀，但因設備未滿足防水防潮標準，雨季多次出現電路故障，錯失處置時機，最終引發中型滑坡。 

為此，相關部門明確提出邊坡監測設備需滿足穩定可靠、雙向通信、環境適應性強等要求，并針對高風險邊坡（如臨河臨崖路段、變形病害史區域）要求監測等級提升一級。《廣東省公路邊坡監測技術指南》明確提出需根據地域特征升級監測等級，而晨穹TSD1-02全柔性測斜儀憑借其高精度、全柔性設計及環境適應性，成為滿足政策要求的代表性設備。

（一）晨穹TSD1-02全柔性測斜儀的設備技術突破  

1.1 核心參數與創新設計  

TSD1-02采用微型化結構設計（尺寸101mm×20mm×20mm），內置高靈敏度MEMS傳感器，其技術亮點包括：  

超高測量精度：常溫下傾角誤差小于0.03°，可捕捉毫米級位移變化；  

環境適應性：工作溫度覆蓋-40℃~+80℃，IP68防護等級滿足臺風季防水防塵需求；  

雙模通信架構：通過RS485接口實現本地高速數據傳輸，支持與衛星通信模塊集成，解決山區網絡盲區問題。  

該設備通過柔性線纜布設方式，可沿坡體縱深部署50個以上監測點，形成三維位移場動態模型，較傳統剛性測斜管成本降低40%。

1.2 政策符合性分析  

可靠性設計：模塊化結構支持熱插拔更換，維護時間縮短至15分鐘內；  

能源適配方案：內置4800mAh鋰電池+10W太陽能板，陰雨天氣可持續工作30天；  

防雷抗震保障：采用陶瓷封裝電路與法拉第籠屏蔽技術，雷擊耐受電壓達10kV。

（二）全場景智能監測系統適配性  

晨穹配套的“全場景智能柔性測斜監測系統”采用“云-邊-端”協同模塊化架構，實現數據分級管理與多平臺互通：  

1. 數據標準化管理：統一傳輸協議兼容省級平臺，支持市、縣、項目三級數據歸集。針對廣州“市－縣－項目”三級管理體系，系統可構建分級監測平臺，各下級平臺數據實時上傳至上級平臺，實現跨區域協同防控。例如，廣州市交通可通過省級平臺實時調取全市重點邊坡監測數據，統籌應急資源調配。  

2. 應急響應機制：無網絡環境下前端解算觸發聲光報警，同步推送至管理終端。系統內置多級預警閾值（黃色、橙色、紅色），當監測數據超過閾值時，自動觸發以下響應。 現場報警：監測設備本地聲光報警，提醒周邊人員撤離。遠程推送：通過短信、APP消息向業主單位、相關部門及應急管理局發送預警信息，附帶實時數據與定位坐標。 預案聯動：對接公路養護應急系統，自動啟動應急預案，如封閉車道、調配搶險設備等。  

該系統通過“感知－傳輸－決策”閉環，滿足政策對監測等級提升的六大條件（如變形歷史、臨河風險等），尤其適用于廣州地下水發育邊坡與重要構筑物周邊區域。

（三）應用場景與技術創新

深部位移監測：通過鉆孔埋設，沿邊坡潛在滑帶布置多個測斜儀，實時監測不同深度巖層的相對位移。

地表傾斜與支擋結構監測：在擋土墻、抗滑樁頂部或坡體表面安裝設備，監測結構物與土體的協同變形。

柔性組網與抗干擾能力：線纜式設計支持多節點串聯組網，減少布線復雜度；內置抗電磁干擾模塊，可抵御公路沿線車輛荷載、電力設施等外部干擾，確保數據真實性。  

（四）政策導向下的監測等級提升與實施建議  

4.1 監測等級提升條件與廣州實踐 根據政策要求，廣州以下類型公路邊坡需提高監測等級： 歷史變形邊坡、臨崖臨河邊坡、高風險區域邊坡、城市規劃區內邊坡。

4.2 實施路徑與保障措施技術升級：對現有監測系統進行智能化改造，優先選用晨穹柔性測斜技術，替換老舊設備，提升數據可靠性。標準完善：結合廣州實際，推行《廣東省公路邊坡監測技術指南》試行版，明確設備選型、安裝工藝與數據應用規范、驗收及維護標準。人才培養：組織監測技術培訓，提升養護人員對智能設備的操作與數據分析能力，強化基層應急響應水平。

廣州特殊的地貌與氣候條件決定了公路邊坡監測的復雜性與必要性。晨穹TSD1-02線纜式全柔性測斜儀以其高精度、強適應性及智能組網能力，為邊坡變形監測提供了可靠工具，而全場景智能監測系統則通過數據融合與多級聯動，構建了“感知－傳輸－分析－預警－處置”的完整閉環。未來，隨著物聯網、人工智能技術的深度應用，公路邊坡監測將向“全息感知、動態預測、精準防控”方向發展，為廣州建設安全韌性交通網絡提供更強技術支撐。