云邊端三體協(xié)同的地質災害監(jiān)測預警體系

傳感即服務“云-邊-端”三體協(xié)同的地質災害監(jiān)測預警體系目錄CONTENT0203新體系在全國應用及成功預警案例01“云-邊-端”三體協(xié)同的地質災害監(jiān)測預警體系地質災害監(jiān)測預警體系建設的一些思考自然災害防治技術演變路徑200520201985主動防御人+工程+監(jiān)測單一應用+云應用數據+科技防御數據+技術云+邊+端被動防御人+工程電臺+GSM防御模式防御方法防御技術由單一災種向多災種轉變讓數據服務于業(yè)務，服務于人數據精準推送，數據找人業(yè)務過程數字化業(yè)務構建注重體驗開始注重數據融合應用以人防為主，缺少監(jiān)測手段部分區(qū)域修建抵御災害的工程防御… ………人防+技防傳統(tǒng)災害防御人工智能早起識別預警分析數據服務智能防災時代早期識別風險評估風險防控圖像識別、內因識別、誘因識別、形變識別、位移識別和綜合識別等技術的應用一縱一橫一端“云-邊-端”結合一縱：即云服務能力，監(jiān)視、分析、洞察、決策一橫：即邊緣計算能力，分析、預警、最后一公里安全保障一端：即監(jiān)測即服務、預警即服務的智能邊端產品，實現預警“快/準/穩(wěn)”云報警近地組網報警人工報警專群結合的普適型預警鏈路國信物聯(lián)大數據平臺24小時穩(wěn)定安全在線實現100萬量級的物聯(lián)網終端并發(fā)接入每秒接入100萬以上的數據包觸發(fā)器規(guī)則，實現傳感器間自由交互全景數據，全生命周期管理監(jiān)控、管理、運維智能化提供統(tǒng)一的對接協(xié)議和數據安全服務使各類智能硬件在平臺上實現互聯(lián)互通云—數據入云端、實現萬物互聯(lián)邊緣計算-預警模型的技術應用1.影響因素監(jiān)測降雨量為代表按照臨界經驗值設置，設備嵌入臨界報警模型采用邊緣計算發(fā)布提示性預警！2.變形監(jiān)測按照保底原則設置閾值，設備嵌入累計值和變化率相結合發(fā)布報警。GNSS接收機和拉線位移計為代表。3.宏觀現象監(jiān)測按照按需設置，斷線報警器和泥水位計的接觸式測量要素為代表，提醒監(jiān)測員組織轉移和撤離！4.視頻圖像監(jiān)控加以佐證。形成短期預報加精確預警。報警閾值實際應用示例報警閾值設置原則降雨量報警閾值設置預警級別1/6h1h12h24hⅣ級（藍色）5154060Ⅲ級（黃色）10206080Ⅱ級（橙色）152580100Ⅰ級（紅色）2030100120地表位移和地表裂縫閾值設置參考閾值類型土質滑坡巖質滑坡崩塌累計變形200mm200mm200mm變形速率10mm/d5mm/d5mm/d泥水位與斷線報警閾值設置報警方式注意安全準備轉移立即轉移泥水位200mm300mm500mm斷線閉合閉合斷開端-智能終端產品、實現預警“快/準/穩(wěn)”預警即服務監(jiān)測即服務通過智能終端產品的應用打破傳統(tǒng)的“以人為本”的預警模式實現數據找人的精準預警服務Mesh自組網技術與現有的公共網絡互相補充，結合地質災害常用的降雨、裂縫、位移、傾角、加速度，融合群測群防與專業(yè)監(jiān)測體系。解決復雜條件下傳統(tǒng)監(jiān)測數據傳輸速度慢、不穩(wěn)定、燈下黑等問題，實現地質災害實時監(jiān)測，并將險情及時發(fā)送至報警設備。新技術-Mesh自組網技術新技術-Mesh自組網技術第一代Mesh組網技術基于LoRa通信技術的LoRa-Mesh組網成本低一次建站，終身無需額外付費速度快傳輸速度快，一秒鐘可傳至千家萬戶距離遠超長距離通信，實測通信距離>15Km范圍廣最大覆蓋范圍達到30Km2紅山根社區(qū)滑坡監(jiān)測預警在皋蘭山上布設降雨量、傾斜、加速度監(jiān)測設備，采用LoRa-Mesh自組網全面覆蓋預警對象集中的紅四村。系統(tǒng)建成后在蘭州市環(huán)路上進行了LoRaMesh信號質量測試。間隔500m做一次通信質量測試，僅存在4處信號質量不滿足預警信號傳輸。測試日期：2020年5月10日環(huán)境天氣：小雨環(huán)境溫度：17℃環(huán)境濕度：60%RH測試工具：Mesh測試工裝最遠組網通信距離：14公里測站皋蘭山上的雨量監(jiān)信號測試工裝測試室內信號覆蓋新技術-Mesh自組網技術新技術-Mesh自組網技術第二代Mesh組網技術，基于國產自主α通信技術的Star-Mesh組網國產自主低功耗距離遠多路徑自分析自預警地質災害常用傳感接入方案符合地質災害監(jiān)測要求的通信數據規(guī)范網絡分組不少于5個，最大進入設備數量不少于具有防碰撞機制，實時數據傳輸頻次不小于1分鐘/次網絡覆蓋范圍不小于新技術-Mesh自組網技術基于自主研發(fā)的自組網協(xié)議棧，針對實際應用場景，窄帶物聯(lián)網協(xié)議棧提供單播、組播和廣播服務，適應復雜多變的現場環(huán)境。另外，為了方便遙測設備集成，我們開發(fā)了基于AT指令集的易用通信接口，實現預警數據在窄帶物聯(lián)網中的發(fā)送和接收。我公司愿意向行業(yè)開放“多跳”近地自組網通信技術助力打通地質災害監(jiān)測預警“最后一公里”！新技術-Mesh自組網技術ReadCommandAT+<x>?Thiscommandreturnsthecurrentlysetvalueoftheparameterorparameters.WriteCommandAT+<x>=<…>Thiscommadsetstheuser-definableparametervalues.易于集成的AT指令接口自組網模組硬件群眾行政責任人市（州）自然資源管理部門縣（區(qū)）自然資源管理部門市（州）、縣（區(qū)）政府領導統(tǒng)籌規(guī)劃地質災害監(jiān)測預警體系的建設工作計劃統(tǒng)籌下達年度建設任務運行及維護的督促、檢查、指導等工作值班值守、應急響應和處置、加強宣傳和應急演練，提高應急響應和處置能力熟知巡查內容和方法定時巡查和加密巡查，并做巡查記錄收集災情、安全隱患等信息并通過手機APP上報在行政責任人和技術責任人的指導下完成日常演練，并提交演練報告總結一旦發(fā)生突發(fā)情況，立即組織人員疏散撤離和應對處置巡查責任人群測群防員網格化管理地質勘查設計院駐縣聯(lián)鄉(xiāng)單位技術責任人

總承建單位解決地質災害監(jiān)測預警體系建設中核心技術問題地質災害監(jiān)測預警體系建設工作提供技術支撐前期規(guī)劃、系統(tǒng)平臺、數據中心、標準規(guī)范、示范研究、技術指導地質災害監(jiān)測預警項目實施、服務期內駐地指導服務支撐協(xié)助做好監(jiān)測預警信息分析、處置和應急響應技術診斷現場巡查視頻會商險情診斷新方法

構建社區(qū)防災三個責任人體系新應用-減輕行政責任人壓力的不可逆證據鏈體系一“碼”掃盡通過掃描監(jiān)測點銘牌上二維碼就能快速查看監(jiān)測曲線和視頻信息。4G雨量站邊坡探針GNSS拉繩位移監(jiān)測站泥水位監(jiān)測站新體驗一“碼”掃盡，避免燈下黑新裝備

普適型地質災害監(jiān)測預警設備雨量站GNSS泥水位邊坡探針入戶報警器聲光報警站裂縫計新裝備

場景應用免維護雨量計新產品1：第一代免維護雨量計呼之欲出設計理念:此方案使用一體化設計語言，太陽能板與產品主體融合，使產品更整體;造型靈感來源于荷葉，抽象后的荷葉造型給人簡約的感覺，結合雨量計的不銹鋼模塊，下雨時像荷葉上的水滴，與使用場景呼應。下一步升級計劃：新算法：采用矩陣式測量，如gnss從單點定位到差分定位一樣應該在準確度上的飛躍。新材料：采用壓電薄膜替換壓電陶瓷，做到功耗更低，受老化和環(huán)境污染影響微乎其微。第一代免維護雨量計測量方法參考歐洲借鑒VISALA經典90mm設計設備組成傾角加速度傳感器裂縫傳感器PCBA傳感模塊采集模塊通信模塊充電模塊天線（自組網、定位、通信）鋰電池（低溫有效）土壓力計滑輪新產品2：邊坡探針新產品3：一體化GNSS接收機支持RS232/RS485/RJ45可擴展；BDSB1/B2，GPSL1/L2，GLONASSG1/G2；平面±(2.5+1*10^-6D)mm，高程±(5.0+1*10^-6D)mm；DC12V，其平均功耗≤2W；全網通4G；TCP/MQTT協(xié)議；4G全網通/NB_IoT；9﹣18VDC；≤2W；IP68；-30℃~80℃。外部接口跟蹤頻點定位精度工作電壓通訊模塊通訊協(xié)議通訊方式供電范圍主機功耗防護等級工作溫度高集成:衛(wèi)星接收板卡、4G通信模塊集成于一體高可靠:IP68防護等級易安裝:減少現場組裝調試時間，安裝效率提升200%拉繩式位移監(jiān)測站是基于4G/LoRa通信技術研發(fā)的一款新型裂縫拉伸監(jiān)測設備，內置無線智能采集器，最多可同時接入8個無線智能拉繩式位移傳感器，并對各個傳感器采集的數據進行分組存儲、分析、上傳，支持各傳感器分組分級預警。適用滑坡崩塌、公路/鐵路邊坡、景區(qū)/保護區(qū)等地質災害監(jiān)測預警。自組網 裂縫計傳感即服務，一體化智能傳感技術多點接入：最大可達8個傳感器LoRa通信，支持MESH組網2G/3G/4G/NB-IoT通信實時在線待機功耗20uA,降低85%費用下降40%新產品4：裂縫計新產品5：普適型泥位計傳統(tǒng)泥水位監(jiān)測站普適型泥水位監(jiān)測站優(yōu)勢：傳感即服務，一體化智能傳感技術0-7m量程24G平面雷達微波技術低功耗，平板陣列雷達天線方向性好;一體化設計，內置供電系統(tǒng);外觀小巧,安裝方便易于維護。穩(wěn)定性強，不受凝露、結蛛網影響。費用下降50%傳感即服務聲光報警站是集多要素采集、多預警輸出的大功率聲光報警裝置，內置預警終端控制器、4G/LoRa/UHF通信單元、太陽能供電系統(tǒng)?？山邮沼炅?、位移、傾斜、應力等監(jiān)測站發(fā)來的預警信息，也可接收平臺和群策群防員發(fā)來的預警通知。適用于地質災害、山洪災害、森林防火、交通安全、應急安全等應用領域。普適型 聲光報警站完全符合《地質災害監(jiān)測通訊技術要求(報批稿)》；通過本地自組網接收現場傳感器異動后的報警信號；通過對講機、電話、短信發(fā)布預警語音；通過平臺下發(fā)緊急報警和文字轉語音報警；具有100W/300W/600W多種功率配置；斷電斷網條件下仍可工作，可連續(xù)個30陰雨日。本地報警喊話報警平臺報警新產品6：聲光報警站互聯(lián)互通全面覆蓋極限續(xù)航普適型 入戶報警器入戶報警器是一款基于4G/LoRa、UHF等無線通信技術開發(fā)的預警設備，可接收本地監(jiān)測站、云平臺、無線對講發(fā)來的預警信息，具有聲、光、語音、數據顯示等形態(tài)的預警通知。結合萬年歷親民元素設計，便于居民及時掌握預警信息，可提高居民的自主防災意識。適用于自然災害、公共安全、應急管理等應用領域。完全符合《地質災害監(jiān)測通訊技術要求(報批稿)》；通過本地自組網接收現場傳感器異動后的報警信號；通過對講機、電話、短信發(fā)布預警語音；通過平臺下發(fā)緊急報警和文字轉語音報警；具備萬年歷、溫度顯示等高頻次使用的附加功能；在斷電斷網條件下可工作24h。本地報警喊話報警平臺報警新產品7：入戶報警器親民實用極限續(xù)航互聯(lián)互通目錄CONTENT0203新體系在全國應用及成功預警案例01“云-邊-端”三體協(xié)同的地質災害監(jiān)測預警體系地質災害監(jiān)測預警體系建設的一些思考四川省宜賓市敘州區(qū)大脈溪滑坡示范基地2019年11月，攜手宜賓市自然資源局敘州分局共同開展了以“提高災害防御水平,構筑生命安全防線”為主題建設“大脈溪地質災害智能監(jiān)測預警示范”項目建設?；谥悄芨兄?、物聯(lián)網通信技術，構建了一套自動化、智能化、網絡化、信息化、立體化、無線互聯(lián)的全方位“地質災害智慧防災預警系統(tǒng)”，通過多途徑、多手段完善“叫應”機制，實現預警信息精準入戶到人，成為社區(qū)預警的“消息樹”為老百姓“站崗放哨”。最大限度減輕突發(fā)事件和災害造成的損失解決預警信息發(fā)布的“最后一公里”。1#微芯樁累計傾斜0.5°2#微芯樁累計傾斜0.3°3#微芯樁累計傾斜1.2°1#、2#、3#裂縫計無變化至10月15日累計降雨量為682.6mm。紅山根社區(qū)普適型地質災害監(jiān)測預警示范建設紅山根社區(qū)地質災害監(jiān)測預警示范建設智能網關宣傳欄聲光報警站入戶報警器雨量監(jiān)測站傾角加速度設備名稱數量專業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)一體化雨量監(jiān)測站1傾角加速度計3群測群防系統(tǒng)巡查APP1聲光報警器1入戶報警器15對講手機1宣傳欄1昆明市東川區(qū)地質災害監(jiān)測預警示范建設GNSS地聲監(jiān)測泥水位預警廣播裂縫監(jiān)測雨量站入戶報警加速度計專業(yè)監(jiān)測預警系統(tǒng)設備組成雨量自動監(jiān)測站泥水位監(jiān)測站泥石流地聲監(jiān)測站泥石流次聲監(jiān)測站泥石流斷線報警器激光夜視攝錄儀裂縫計加速度計無線預警顯示終端無線預警廣播站地質災害監(jiān)測預警系統(tǒng)平臺巡查APP機房設備等針對東川區(qū)銅廠箐、深溝和大橋河這3條泥石流溝和三十六灣小組1個滑坡，進行專業(yè)監(jiān)測預警工作的勘察和設計，后安裝地質災害專業(yè)監(jiān)測預警設備進行實時監(jiān)測，建成后形成野外采集裝備、東川監(jiān)測預警平臺、昆明市監(jiān)測預警指揮中心和專業(yè)監(jiān)測技術服務實施單位多級互連互通的監(jiān)測體系。在發(fā)生險情時，自動預警預報，受威脅人員能及時撤離，避免人員傷亡和財產損失。實現對地質災害的動態(tài)監(jiān)測和險情預警預報。同時對重要監(jiān)測數據進行存儲，可實時查詢、統(tǒng)計和分析，并結合現場調查，綜合分析研究，逐步提高昆明市地質災害監(jiān)測預警技術水平，為云南省防災減災做出貢獻。有效預警4次，屬地自然資源主管部門支持當地政府及時現場踏勘確認并組織人員撤離，采取相應措施，減免約161人傷亡?；旅Q災險情日期主要傳感器及預警設備避險措施1四川省涼山州普格縣花山鄉(xiāng)紅星村滑坡2020年6月9日至10日凌晨拉線位移計1臺雨量計1臺聲光報警器一臺撤離/自組網預警2四川省涼山州冕寧縣曹古村2020年6月26日雨量計1臺入戶報警器一臺撤離/自組網預警3湖北省十堰堰市茅箭區(qū)華悅社區(qū)2020年7月19日傾角加速計7臺入戶報警器8臺撤離/平臺發(fā)布預警4四川通江縣學堂村滑坡2020年8月29日GNSS3臺雨量計1臺聲光報警器1臺撤離/平臺發(fā)布預警161人2020年成功預警統(tǒng)計表2020工作進展-有效預警社 會 效 益自監(jiān)測、自分析自組網、自預警成功運用“穩(wěn)定性評價模型及失穩(wěn)預警關鍵技術”成功轉移2戶7人成功運用“高精度北斗導航定位技術”成功轉移11戶64人成功運用“物聯(lián)網本地組網技術”成功轉