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交通部運輸研究所中文版交通部運輸研究所Institute of Transportation, MOTC

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公路邊坡崩塌無線感測網路監測模組(106-108)

  • 資料發布日期:109-10-07
  • 最後更新日期:109-10-08
  • 資料來源:運輸研究所

計畫概述: 

       本計畫目的為針對公路土壤邊坡可能遭遇之淺層崩塌破壞,應用解析法進行分析並研發搭配之無線感測土層反應模組,發展不同於現有以雨量監測為指標之預警模式,以提高預警之準確與時效性。模組設計引用各種消費性電子產品之微機電感測元件,監測並獲取地表傾角、地表位移及土中分層含水量等即時數據,並結合無線通訊技術,撰寫控制韌體,架構成一分布式感測網路,為一易安裝、低成本、拋棄式之監測模組,提供公路土壤邊坡淺層崩塌監測之應用。106年度工作重點:針對本所已架設之公路土壤邊坡淺層崩塌監測無線感測網路模組2處場址,持續進行監測與現地測試,並精進本所現有模組;107年度工作重點: 精進適用於土壤邊坡深層滑動之低成本易安裝之無線監測模組,並於選定場址進行監測模組原型測試;108年度工作重點:選定潛在滑動場址一處,於雨季前安裝無線開孔液位計及雨量計,發展地下孔隙水壓升降與降雨特徵之推估模式。

研究成果: 

  • 完成無限邊坡入滲引致淺層滑動之水力力學耦合邊坡穩定理論分析,建立無線監測模組及整合測試與資料系統架構。
  • 完成2處公路土壤邊坡淺層崩塌監測無線感測網路模組試驗場址(阿里山五彎仔及甲仙場址),進行現地長期監測、資料判釋及模式精進。
  • 整合場址水位變化與降雨特徵關聯分析,提出以擋土牆體反應與地下水位為指標之預警值。
  • 建構個別場址之雲端顯示與管理平台,後續可擴充預警值更新及通知之功能。

成果推廣與效益: 

  • 整合微機電(MEMS)感測元件與物聯網(IoT)通訊技術,發展公路邊坡崩塌無線感測網路監測模組,應用4G網路並整合高功率無線傳輸元件,有助於設備佈設與系統推廣應用。
  • 目前研發成果適用於淺層土壤邊坡崩塌監測,未來將賡續探討邊坡深層破壞理論,發展適用於深層破壞之監測軟硬體模組。
  • 106年11月辦理「2017年道路橋梁災害防治技術研討會」,邀集高速公路局、公路總局、臺鐵局、高鐵局及地方政府進行成果交流,推廣成果應用與研討未來精進方向。
  • 開發可快速布設且具依時特性之公路土壤邊坡監測模組技術,108年10月24日於公路總局第四區養護工程處辦理教育訓練,推廣成果應用,並將監測場址相關設備,移轉該處維護管理。

研究成果精華摘整:

 133

圖7.2.1無線感測網路監測示意圖

104

圖7.2.2雲端整合即時監測示意圖

研究成果報告: 

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