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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

  • 資料發布日期:110-08-06
  • 最後更新日期:110-08-20
  • 資料來源:運輸技術研究中心

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。107-109年度工作重點分別為:107年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;109年落實應用解析法邊坡與支撐系統結構體反應分析及對應之分佈式監測技術之研發,以提供降雨地層入滲及滲流量對實際土中水壓與支撐結構反應。

研究成果:

  • 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。
  • 建構各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。
  • 完成台20線及南市道175線兩飽和土層滑動場址FLAC擋土系統耦合分析,並以雨季資料進行反算與驗證,提出擋土牆體反應與地下水位為指標之建議預警值。

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。
  • 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。
  • 本計畫未來將以長期觀測之場址降雨特徵與滑動層水位統計或解析結果,取代現地地下水位觀測需求,以利於長期維護。

研究成果精華摘整:

121

圖7.2.1無線感測網路監測示意圖

 

 

 

 

122

 

 

圖7.2.2雲端整合即時監測示意圖

研究成果報告:

公路土壤邊坡滑動無線感測網路監測系統研發
公路土壤邊坡崩塌監測系統維護及模組功能提升
公路土壤邊坡與擋土支撐監測系統精進及預警系統測試

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