测量机器人自动监测系统在边坡远程监测中的应用研究

陈子江，姜亚飞

1.贵州地矿基础工程有限公司，贵州 贵阳 550081

2.贵州地质工程勘察设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550081

影响边坡稳定性因素比较复杂，无法准确判断出边坡的实际状态，为了帮助相关人员进一步了解边坡稳定情况，做好相应的监测工作特别重要，在边坡远程监测工作中，通过积极应用测量机器人自动监测系统，不仅能够帮助工作人员更好地了解边坡发展趋势，而且可以明显提高边坡监测工作效率。为了确保测量机器人自动监测系统得到更好的运用，文章重点分析边坡远程监测工作中测量机器人自动监测系统的具体应用要点，主要内容如下。

1 测量机器人自动监测系统的特点

第一，系统的测程比较大。利用该系统可以帮助工作人员更好地判断边坡是否处于安全状态，以及边坡的稳定性是否满足规定要求[1]。该自动监测系统的最大测程能够达到3000m左右，同时精度能够达到毫米级，各项仪器设备的灵活性与安全性均比较高，可有效躲避危险点，适合应用到远距离、非接触边坡监测工作中。

第二，系统的监测精度比较高。工作人员固定好测量机器人和棱镜之后，测量机器人能够实现自动搜索与识别，而且可以准确照准棱镜，在较短的时间内，快速记录下各项观测数据，明显减少人为观测误差的出现，同时能够自动改正错误的气象数据，可以避免出现较多的气象误差。

第三，系统的自动化水平比较高。测量机器人自动监测系统具有较高的自动化水平，能够实现24h连续自动化监测，并且可以将各项数据进行全面处理，经过有效的分析之后，快速输入系统中，如果发现某项数据出现异常，或者边坡某个部位出现失稳现象，该系统能够自动发出报警信号[2]。

大量的实践证明，将测量机器人自动监测系统运用到边坡自动化、远程监测工作中，能够明显降低监测人员的工作强度，确保边坡稳定性监测工作效率得到有效提升。

2 案例概况

文章主要以某露天矿边坡为例，该边坡的高度为235m，边坡下部剥离废石已经开挖到200m左右，边坡的上部布置了4个台阶，结合此矿山开采特点能够得知，该边坡需要向下部延伸80m左右，此时边坡的总高度会超出300m，达到315m，为了进一步满足矿山安全生产需求，相关部门需要加大边坡监测力度。

3 测量机器人自动监测系统的具体运用

3.1 建立科学的监测体系

结合此边坡的自动化监测特点可知，监测人员需要合理确定出具体的边坡监测范围，并全方面了解此边坡四周地形地貌，以及该地区的水文条件，并有效运用测量机器人自动监测系统实时自动化监测。在测量机器人自动监测系统中，主要由四部分组成，分别为测量机器人、棱镜、监测软件、有关的通信设备。其中，测量机器人具备较高的精度，而且最大测程能够达到3000m，通过运用自动化全站仪，能够明显提高边坡稳定性远程监测精度[3]。棱镜选择徕卡GPR112棱镜，监测软件采用徕卡GeoMos专业监测软件。

通过建立科学的测量机器人自动监测系统，不仅能够明显提高边坡稳定性监测效率，而且可以确保最终监测结果更加准确。边坡稳定性监测人员要科学操作相关设备，对测量机器人自动监测系统所呈现的各项监测数据进行全面分析，进而确保边坡自动化、远程监测工作可以顺利进行。

3.2 合理布置监测站与监测点

结合此边坡四周的地形地貌，包括设站所在区域的水文条件，合理布置监测站和监测点，通常监测站需要布置在距离边坡较近的位置，同时监测站和监测点之间还要具备良好的通视条件。在此边坡远程监测工作中，监测人员通过将监测站布设在陡峭边坡正对面位置，并在规定的时间内针对各个监测站内部的观测点进行科学校核[4]。监测站和自由面的平直距离不宜超过246m，进而可以更好地保障构筑物安全。

确定好监测站点的具体位置后，监测人员还要在监测站周围设置观测墩，可以采取强制对中的方式确定出测量机器人的具体安装位置。为了进一步提升各项仪器设备的防护效果，为后期的观测提供更多便利，工作人员还要建设相应的监测房，安装门锁，也可以直接在监测房四周安装摄像头，针对各项仪器设备进行全面的监控，加大安全管控力度。

根据边坡监测点布置特点能够得知，要求监测人员结合边坡的具体情况，合理确定出边坡的实际监测范围，在此边坡稳定性监测项目中，监测人员需要准确判断出地裂缝边界范围，并以边坡东部的风化带为次要监测对象。因为该边坡稳定性监测工作难度比较大，为了不断减小矿山开采对边坡监测工作带来的影响，监测人员需要密切观察边坡的实际变形情况，通过在边坡主要滑坡方向合理设置监测点，满足边坡稳定性监测要求。

此外，在边坡监测点部位，监测人员需要充分利用工作面，并结合边坡监测工作要求，在边坡上部台阶的下部6m部位，从上向下形成一个较为稳定的监测剖面，采取此方法，不但可以有效满足边坡变形监测需求，而且能够显著减少监测点的数量，进一步降低边坡自动化监测作业成本。对于边坡稳定性监测人员而言，其还要合理确定出棱镜的具体位置，可以将其布置在坡面位置，不断提高边坡变形监测效率[5]。

3.3 数据的快速采集和传输

边坡稳定性监测人员通过合理设置测量机器人观测程序，能够有效实现监测数据的快速采集和传输，通常测量机器人观测程序主要包括测量的次数、正倒镜的具体位置、时间间隔与各项通信参数等一系列内容。通过启动测量机器人自动监测系统的自动监测功能，测量机器人能够对各个固定监测点三维坐标实施循环测量，真正实现边坡稳定性的自动化监测目标。

除此之外，根据测量机器人自动监测系统的运用特点可知，各项监测数据的有效传输主要是利用GPRS模块实现数据的远程传输。待全站仪所传输的信号传送到GPRS模块中后，该模块能够将RS232信号快速转换为TCP或IP信号，同时传送到指定IP地址中，控制服务器系统和互联网接收模块稳定相连，有效接收TCP或IP信号数据，系统能够实现数据的有效转换，从而帮助边坡自动化监测人员更好地分析各项数据。

3.4 数据的高效处理

结合测量机器人自动监测系统的应用现状能够得知，将其运用到边坡稳定性监测工作中，能够实现各项监测数据的高效处理，监测人员通过采用徕卡GeoMos软件，针对各项数据进行实时处理。同时，系统具备良好的数据分析能力，可以在短时间内准确输出报表，并显示出图形，从而帮助相关监测人员更加全面地了解各监测点的具体变形情况，如果边坡出现较大的位移，或者发生大面积突变，系统可以实现自动报警[6]。

3.5 注意事项

在边坡监测工作中，监测人员要在各个固定的监测点与控制点部位，合理设置反射棱镜，进而快速获取各个固定监测点的实际三维坐标，通过利用各个固定监测点三维坐标，针对测量机器人实施学习与训练。与此同时，监测人员还要调整测量机器人自身的观测程序，然后开启系统的自动化测量功能，此时测量机器人能够按照系统所设置的具体时间间隔，包括系统设定的各项程序，针对各个固定监测点进行全面监测，监测人员可结合具体的三维坐标值，包括其变化情况，精确判断边坡是否稳定。

此外，在数据传输系统中，监测人员需要合理选择数据通信技术，常见的通信技术主要包括两种，分别是有线通信技术与无线通信技术。通过结合边坡稳定性监测实际情况，科学采用通信技术，并将系统之前所采集到的各项数据信息，快速而准确地传输到服务器中，实现数据信息的高效存储与入库。此时监测系统内部的各项分析软件可以对系统之前所采集到的各项数据实施高效处理，经过数据分析之后显示出具体的边坡变形监测图形，监测人员可以结合具体的位移时间，以及相应的图形数据，更加全面地了解边坡体的总体变形情况，进而采取良好的控制措施。

4 结束语

综上，文章通过对边坡远程监测工作中测量机器人自动监测系统的具体应用和注意事项进行全面的分析，应用测量机器人自动监测系统不但可以明显提高边坡远程监测工作的效率，而且能够进一步提高各项数据信息的测量准确度，促进边坡远程检测工作的顺利开展。