一、背景

    在当今快速发展的交通网络中，高速公路作为连接城市与区域的重要纽带，其安全与畅通直接关系到国家经济的发展与民众生活的便捷。随着科技的不断进步，高速公路自动化安全监测预警系统应运而生，它集成了现代信息技术、物联网技术、大数据分析及人工智能等前沿科技，为高速公路的安全管理提供了强有力的技术支撑。

    二、系统构成

    高速公路自动化安全监测预警系统是一个复杂而精密的综合体系，主要由前端感知设备、数据传输网络、数据处理中心及预警发布平台四大部分组成。

    1、前端感知设备：包括高清摄像头、雷达测速仪、气象监测站、路面状态传感器等多种传感器。这些设备遍布高速公路沿线，实时采集路况、车流、气象及路面状态等关键信息。

    2、数据传输网络：利用光纤通信、无线传输等技术，构建高效稳定的数据传输通道，确保前端采集的数据能够迅速、准确地传输至数据处理中心。

    3、数据处理中心：作为系统的核心，数据处理中心负责接收并分析来自前端的海量数据。通过大数据分析和机器学习算法，对交通流进行预测，对潜在的安全隐患进行识别与评估。

    4、预警发布平台：一旦系统检测到异常情况或预测到潜在风险，预警发布平台将立即启动，通过路侧显示屏、手机APP、广播等多种渠道，向驾驶员及相关部门发布预警信息，提醒其采取相应措施。

    三、主要监测项

    高速公路自动化安全监测预警系统主要监测项是表面位移，其次是深层水平位移的监测，其余是土体内部的含水率、土压力、降雨量及风速风向等辅助监测。高速公路边坡监测解决方案针对表面位移监测、内部位移监测和水文气象监测三大模块，依托北斗卫星导航系统、传感器技术、边坡雷达技术（InSAR）以及物联网技术等，构建边坡“全方位监测体系”，能够精确获取监测体形变趋势。

    1、表面位移监测

    表面位移监测设备采用：边坡雷达、GNSS。通过非接触式监测，无需排线布线，采用太阳能供电，通过4G/5G网络上传到云管理平台，即可在手机或电脑上实时查看边坡监测数据，随时掌握边坡结构的发展趋势及安全状态。实时监测预警联动前端视频监控及应急广播声光警示，及时告知交通参与者区域出现的险情。

    2、内部位移监测

    边坡内部水平位移监测常用的设备是阵列式测斜管，每米一个传感器节段，获取边坡土体结构内部详细的深层水平位移数据，接入网关采集器即可实现远程自动化监测。深部测斜井较深的话，常用串联式固定测斜仪只选取固定距离土体特征点进行监测。

    3、水文气象监测

    边坡受雨季影响，暴雨天气较多，土壤含水率较大，降低土壤的抗剪强度，导致边坡的稳定性降低，结构极易出现垮塌现象，因此仅靠人工定期巡检已经不能满足边坡监测的需求。通过翻斗式雨量计、超声波环境监测设备等物联网技术辅助对公路边坡失稳实时监测。

    4、土壤墒情监测

    土壤墒情监测是指定点定时对土壤含水量及水势进行测定，及时了解土壤水分过多、适宜、缺少与严重缺乏等情况的一项经常性的基础工作，是公路边坡在线监测的重要内容之一，通过 土壤墒情监测仪 实时掌握土壤墒情，对于高速公路边坡情况进行实时监测。