晨穹TSD1-02全柔性测斜仪在广州公路边坡监测体系构建中的应用探索

摘要

随着粤港澳大湾区交通网络的快速发展，广州地区公路边坡安全监测需求日益迫切。针对广州地形起伏多变，降水充沛且台风频发，特殊的地貌与气候条件导致公路边坡地质灾害风险较高。结合近年来，因边坡维护不到位引发的滑坡、崩塌等事故时有发生，对交通运输安全构成严重威胁。本文系统分析了公路边坡监测的关键技术与政策要求，并重点探讨了晨穹TSD1-02线缆式全柔性测斜仪在深部位移监测中的应用价值。该设备凭借±0.03°高精度、-40℃~+80℃宽温域适应能力及模块化设计，可满足《广东省公路边坡监测技术指南》试行版中对设备可靠性、环境适应性与通信功能的要求。同时，本文阐述了TSD1-02与全场景智能柔性测斜监测系统在多级预警中的协同效能，为提升公路边坡灾害防控能力提供技术参考。

广州地处珠江三角洲丘陵地带，地形起伏大、降雨集中，公路边坡受地质构造与人类活动影响，易发生滑坡、崩塌等灾害。近年来，广州某高速公路因边坡维护不足导致局部垮塌，造成交通中断及经济损失，凸显边坡智能监测的迫切性。据统计，2019—2023年间，广州地区因边坡失稳导致的交通中断事故达17起，直接经济损失超2.3亿元。2021年广河高速增城段边坡滑塌事故更暴露出传统监测手段在时效性与精度上的不足。 传统公路边坡存在维护不到位的典型问题，其监测依赖人工巡查与简易测量，存在监测频次低、数据滞后、覆盖范围有限等缺陷。部分项目因监测设备稳定性不足、抗干扰能力弱，导致数据失真或设备频繁故障，无法及时捕捉边坡早期变形迹象。例如，某绕城高速边坡虽安装了传统测斜仪，但因设备未满足防水防潮标准，雨季多次出现电路故障，错失处置时机，最终引发中型滑坡。 

为此，相关部门明确提出边坡监测设备需满足稳定可靠、双向通信、环境适应性强等要求，并针对高风险边坡（如临河临崖路段、变形病害史区域）要求监测等级提升一级。《广东省公路边坡监测技术指南》明确提出需根据地域特征升级监测等级，而晨穹TSD1-02全柔性测斜仪凭借其高精度、全柔性设计及环境适应性，成为满足政策要求的代表性设备。

（一）晨穹TSD1-02全柔性测斜仪的设备技术突破  

1.1 核心参数与创新设计  

TSD1-02采用微型化结构设计（尺寸101mm×20mm×20mm），内置高灵敏度MEMS传感器，其技术亮点包括：  

超高测量精度：常温下倾角误差小于0.03°，可捕捉毫米级位移变化；  

环境适应性：工作温度覆盖-40℃~+80℃，IP68防护等级满足台风季防水防尘需求；  

双模通信架构：通过RS485接口实现本地高速数据传输，支持与卫星通信模块集成，解决山区网络盲区问题。  

该设备通过柔性线缆布设方式，可沿坡体纵深部署50个以上监测点，形成三维位移场动态模型，较传统刚性测斜管成本降低40%。

1.2 政策符合性分析  

可靠性设计：模块化结构支持热插拔更换，维护时间缩短至15分钟内；  

能源适配方案：内置4800mAh锂电池+10W太阳能板，阴雨天气可持续工作30天；  

防雷抗震保障：采用陶瓷封装电路与法拉第笼屏蔽技术，雷击耐受电压达10kV。

（二）全场景智能监测系统适配性  

晨穹配套的“全场景智能柔性测斜监测系统”采用“云-边-端”协同模块化架构，实现数据分级管理与多平台互通：  

1. 数据标准化管理：统一传输协议兼容省级平台，支持市、县、项目三级数据归集。针对广州“市－县－项目”三级管理体系，系统可构建分级监测平台，各下级平台数据实时上传至上级平台，实现跨区域协同防控。例如，广州市交通可通过省级平台实时调取全市重点边坡监测数据，统筹应急资源调配。  

2. 应急响应机制：无网络环境下前端解算触发声光报警，同步推送至管理终端。系统内置多级预警阈值（黄色、橙色、红色），当监测数据超过阈值时，自动触发以下响应。 现场报警：监测设备本地声光报警，提醒周边人员撤离。远程推送：通过短信、APP消息向业主单位、相关部门及应急管理局发送预警信息，附带实时数据与定位坐标。 预案联动：对接公路养护应急系统，自动启动应急预案，如封闭车道、调配抢险设备等。  

该系统通过“感知－传输－决策”闭环，满足政策对监测等级提升的六大条件（如变形历史、临河风险等），尤其适用于广州地下水发育边坡与重要构筑物周边区域。

（三）应用场景与技术创新

深部位移监测：通过钻孔埋设，沿边坡潜在滑带布置多个测斜仪，实时监测不同深度岩层的相对位移。

地表倾斜与支挡结构监测：在挡土墙、抗滑桩顶部或坡体表面安装设备，监测结构物与土体的协同变形。

柔性组网与抗干扰能力：线缆式设计支持多节点串联组网，减少布线复杂度；内置抗电磁干扰模块，可抵御公路沿线车辆荷载、电力设施等外部干扰，确保数据真实性。  

（四）政策导向下的监测等级提升与实施建议  

4.1 监测等级提升条件与广州实践 根据政策要求，广州以下类型公路边坡需提高监测等级： 历史变形边坡、临崖临河边坡、高风险区域边坡、城市规划区内边坡。

 4.2 实施路径与保障措施技术升级：对现有监测系统进行智能化改造，优先选用晨穹柔性测斜技术，替换老旧设备，提升数据可靠性。标准完善：结合广州实际，推行《广东省公路边坡监测技术指南》试行版，明确设备选型、安装工艺与数据应用规范、验收及维护标准。人才培养：组织监测技术培训，提升养护人员对智能设备的操作与数据分析能力，强化基层应急响应水平。

广州特殊的地貌与气候条件决定了公路边坡监测的复杂性与必要性。晨穹TSD1-02线缆式全柔性测斜仪以其高精度、强适应性及智能组网能力，为边坡变形监测提供了可靠工具，而全场景智能监测系统则通过数据融合与多级联动，构建了“感知－传输－分析－预警－处置”的完整闭环。未来，随着物联网、人工智能技术的深度应用，公路边坡监测将向“全息感知、动态预测、精准防控”方向发展，为广州建设安全韧性交通网络提供更强技术支撑。