Schnelle Erkennung von Erdrutschen mit batteriebetriebenen drahtlosen Kippmessern mit großer Reichweite

Abstrakt

Infrastrukturanlagen sind zunehmend von Erdrutschen und Hanginstabilitäten betroffen, die durch intensivere Stürme und extreme Wetterereignisse verursacht werden. Künftige Veränderungen des Klimas und der Bodenbedeckung werden sich auf die Anfälligkeit für Erdrutsche auswirken und das Risiko über große Gebiete hinweg erhöhen. In den letzten Jahren wurden drahtlose Low-Power-Überwachungssysteme mit großer Reichweite zur vorbeugenden Kontrolle von Hanginstabilitäten, potenziellen Erdrutschen und Erdarbeiten, die Infrastrukturen beeinträchtigen könnten, eingesetzt. Die Möglichkeit, mit der richtigen Abtastfrequenz auf Messungen mehrerer Parameter zuzugreifen,
ermöglicht die Analyse des Verhaltens und der Leistung von Böden, Felsen und Bauwerken. Die ordnungsgemäße Durchführung von Abhilfemaßnahmen wie Evakuierungen, Straßensperrungen oder die Zuweisung von Ressourcen erfordert jedoch eine sofortige Alarmierung. In diesem Beitrag stellen wir eine Methode zur schnellen Erkennung eines Erdrutsches durch ein Netz batteriebetriebener, drahtloser Kippmesser mit großer Reichweite vor. Um die Daten nahezu in Echtzeit zu analysieren und eine Überlastung der Netzwerkkapazität zu vermeiden, basiert die Lösung auf Edge Computing. Die mit 3,9 Hz erfassten Neigungsmessungen werden von einem drahtlosen Kantensensor mit zwei voreingestellten Schwellenwerten verglichen, die den akzeptierten Bereich für eine bestimmte Achse definieren. Diese einfach einzurichtende Lösung gibt sofort eine Warnung aus, wenn die Neigung einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet. In dem unwahrscheinlichen Fall, dass mehrere Neigungsmesser ein Ereignis genau zur gleichen Zeit erkennen, beträgt die vom System angegebene Latenzzeit weniger als 2 Sekunden bei 10 Neigungsmessern und weniger als 5 Sekunden bei 25 Neigungsmessern. Die Möglichkeiten und Grenzen des Systems werden vorgestellt, einschließlich der Ergebnisse von Leistungstests und Schätzungen der Batterielebensdauer für verschiedene Szenarien. Außerdem werden die geschätzten Kosten für den Einsatz der drahtlosen Lösung dargelegt.