中國(guó)是個(gè)地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)的國(guó)家,特別是到了雨季,中西部及中南部地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),造成了巨大的損失,據(jù)《中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治公報(bào)》統(tǒng)計(jì),滑坡災(zāi)害占全國(guó)地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的60%以上,其中90%以上的災(zāi)難性滑坡可通過早期監(jiān)測(cè)預(yù)警實(shí)現(xiàn)有效防控。
近些年,隨著國(guó)家數(shù)字化戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)及物聯(lián)網(wǎng)、BDS、5G、邊緣計(jì)算與人工智能技術(shù)的成熟及深度融合,地質(zhì)災(zāi)害自動(dòng)化監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)已經(jīng)成為地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防的重要技術(shù)之一。中交路橋科技緊隨國(guó)家的數(shù)字化戰(zhàn)略,依據(jù)工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),系統(tǒng)構(gòu)建了從數(shù)據(jù)采集、多源多維數(shù)據(jù)融合、異常變形響應(yīng)及趨勢(shì)預(yù)測(cè)、分級(jí)預(yù)警到應(yīng)急響應(yīng)閉環(huán)的全流程數(shù)據(jù)分析技術(shù)體系,為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提前預(yù)警,降低地質(zhì)災(zāi)害帶來的人民生命財(cái)產(chǎn)的損失。

一、中交路橋科技自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)系列
(一)多參數(shù)數(shù)據(jù)采集技術(shù)系列
多參數(shù)數(shù)據(jù)采集主要是由精細(xì)的地質(zhì)調(diào)查技術(shù)、地質(zhì)災(zāi)害影響因子分析、高精度物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)等技術(shù)組成,通過空天地綜合地質(zhì)調(diào)查,評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害隱患及類別,分析致災(zāi)因子,選用合適的針對(duì)致災(zāi)因子的高精度傳感器,精細(xì)監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害的微小變化。
(二)多源多維數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)系列
1、數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估與異常分類
野外地質(zhì)災(zāi)害原始數(shù)據(jù)質(zhì)量受傳感器精度、傳輸方式、環(huán)境干擾及人為因素等多重影響,需建對(duì)原始數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行預(yù)處理,保留地災(zāi)變化的真實(shí)數(shù)據(jù),剔除非地災(zāi)變化的異常數(shù)據(jù):
(1)數(shù)據(jù)完整率:≥95%為優(yōu)秀,90%-95%為良好,<90%為不合格;
(2)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率:≥98%為合格,<98%需進(jìn)行全面校準(zhǔn);
(3)數(shù)據(jù)時(shí)效性:傳輸延遲≤5分鐘為實(shí)時(shí),5-30分鐘為準(zhǔn)實(shí)時(shí),>30分鐘為滯后;
2、環(huán)境干擾信號(hào)分離與降噪技術(shù)
環(huán)境因素是導(dǎo)致誤報(bào)的最主要原因,需建立多維度的干擾信號(hào)分離策略:
(1)人為振(震)動(dòng)影響:采用頻譜分析方法,識(shí)別地災(zāi)監(jiān)測(cè)區(qū)施工振動(dòng)、大型車輛荷載等高頻干擾信號(hào)引起的數(shù)據(jù)異常,進(jìn)行濾波處理。
(2)氣候影響:采用降雨入滲-孔隙水壓力耦合模型,區(qū)分降雨引起的瞬時(shí)變形與邊坡失穩(wěn)前兆變形;
(三)核心監(jiān)測(cè)指標(biāo)物理意義與量化分析技術(shù)系列
1、形變監(jiān)測(cè):形變監(jiān)測(cè)是判斷邊坡穩(wěn)定性最直接、最可靠的依據(jù),需要建立"地表位移-深部位移-裂縫"三位一體的監(jiān)測(cè)體系。
2、氣候監(jiān)測(cè):90%以上的滑坡與降雨有關(guān),中國(guó)中西部的地質(zhì)災(zāi)害多余強(qiáng)降雨有關(guān),異常氣候監(jiān)測(cè)預(yù)警,可以降低地質(zhì)災(zāi)害造成的損失。
3、水壓力監(jiān)測(cè):降雨及地下水是引起水壓力變化的主要因素,地層含水率上升,水壓增大,破壞了災(zāi)害體的整體性,引發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

(四)動(dòng)態(tài)分級(jí)預(yù)警體系與應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制
1、動(dòng)態(tài)預(yù)警閾值設(shè)定方法
不同類型、不同區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警閾值并非固定值,需根據(jù)邊坡的地質(zhì)條件、影響因素、工程重要性、形變階段和環(huán)境因素動(dòng)態(tài)調(diào)整:
(1)原始地質(zhì)條件:土質(zhì)邊坡閾值低于巖質(zhì)邊坡,順層邊坡閾值低于非順層邊坡;
(2)工程重要性:一二級(jí)邊坡(高速公路、鐵路干線)閾值低于三級(jí)邊坡;
(3)環(huán)境因素:雨季閾值低于旱季,地震后閾值需適當(dāng)降低。
(4)形變階段:開挖階段閾值低于運(yùn)營(yíng)階段、運(yùn)營(yíng)階段也要根據(jù)不同的形變動(dòng)態(tài)的調(diào)整閾值。
2、預(yù)警驗(yàn)證與糾偏機(jī)制
(1)首先要建立AI系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別異常預(yù)警技術(shù)體系,采用"AI自動(dòng)預(yù)警+人工現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核"的雙重驗(yàn)證機(jī)制,通過驗(yàn)證,不斷調(diào)整預(yù)警機(jī)制,降低誤報(bào)率和漏報(bào)率:
(2)建立異常預(yù)警的預(yù)處理機(jī)制,核實(shí)真實(shí)和異常預(yù)警信息;對(duì)于黃色及以上預(yù)警,必須安排技術(shù)人員在2小時(shí)內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行復(fù)核;根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核結(jié)果,確認(rèn)預(yù)警等級(jí)或解除預(yù)警。

(五)大數(shù)據(jù)查詢及災(zāi)害趨勢(shì)預(yù)測(cè)分析
1、歷史數(shù)據(jù)查詢
記錄每次預(yù)警數(shù)據(jù),通過歷史查詢,對(duì)新的預(yù)警數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析:
(1)歷史預(yù)警事件記錄:詳細(xì)記錄預(yù)警發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、異常參數(shù)、預(yù)警等級(jí)、處置過程和結(jié)果;
(2)數(shù)據(jù)對(duì)比分析:對(duì)比預(yù)警前后各監(jiān)測(cè)指標(biāo)的變化規(guī)律,分析致災(zāi)因子的變化、災(zāi)害體形變特征、預(yù)警閾值動(dòng)態(tài)調(diào)整特征等數(shù)據(jù),評(píng)估預(yù)警閾值設(shè)置的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。
2、大數(shù)據(jù)災(zāi)害趨勢(shì)預(yù)測(cè)
有些地質(zhì)災(zāi)害具有突發(fā)性,有些具有蠕變性逐漸形變引發(fā)災(zāi)害,利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù),結(jié)合歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化特征,預(yù)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害的形變趨勢(shì),不斷優(yōu)化監(jiān)測(cè)斷面、動(dòng)態(tài)調(diào)整預(yù)警閾值和監(jiān)測(cè)頻率,提高異常識(shí)別能力及預(yù)警的精準(zhǔn)性。
二、中交路橋科技地災(zāi)監(jiān)測(cè)服務(wù)
中交路橋科技自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,需要地質(zhì)工程、巖土工程、電子信息、物聯(lián)網(wǎng)工程、測(cè)繪工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科的交叉融合。中交路橋科技擁有一支高素質(zhì)工程醫(yī)生團(tuán)隊(duì),囊括了鐵道工程、城市道路與公路、橋梁工程、隧道工程、建筑工程、水利工程、工程物探、安全技術(shù)、電力、信號(hào)、集成電路、智能科學(xué)等專業(yè)。公司試驗(yàn)、檢測(cè)、監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備齊全,用于試驗(yàn)檢測(cè)、測(cè)繪的儀器設(shè)備共計(jì)千余套,為試驗(yàn)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)、準(zhǔn)確提供了硬件保證。

結(jié)合多年行業(yè)經(jīng)驗(yàn),融合數(shù)字經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全體系發(fā)展需求,形成了工程檢測(cè)、數(shù)字化研發(fā)、災(zāi)害及結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)三大業(yè)務(wù)板塊,已經(jīng)完成多項(xiàng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、橋隧結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)等工程,充分發(fā)揮了自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì),降低了地質(zhì)災(zāi)害造成的損失。