一、方(fang)案概述

自然變遷(qian)和(he)人為(wei)破壞是地(di)質災害(hai)的主要原因，主要災害(hai)形態(tai)包(bao)括滑坡、泥石流、崩塌、地(di)面(mian)(mian)塌陷、地(di)面(mian)(mian)沉降和(he)地(di)裂縫等，嚴(yan)重影響地(di)區經(jing)濟建設和(he)人民生命財(cai)產(chan)。

因此(ci)，建立一套科(ke)(ke)學完善(shan)的(de)地(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)災(zai)害(hai)(hai)預警(jing)解決(jue)方案，實(shi)現地(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)災(zai)害(hai)(hai)動態監(jian)測信息的(de)科(ke)(ke)學化、信息化、標準(zhun)化及可視(shi)化，為防(fang)(fang)災(zai)減災(zai)決(jue)策提供(gong)科(ke)(ke)學依據以及提高地(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)災(zai)害(hai)(hai)預警(jing)預報能力和應(ying)急救災(zai)快速反應(ying)能力，是防(fang)(fang)治山洪(hong)、泥石流、山體滑(hua)坡等地(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)災(zai)害(hai)(hai)的(de)一項重要的(de)非工(gong)程性(xing)措施。

二、系統組成

地質災害預警系統由GNSS位移監測站、雨量水位監測站、監測云平臺、預警廣播系統三(san)部(bu)分組成(cheng)，利用傳(chuan)感技術、GNSS技(ji)(ji)術(shu)、物聯網技(ji)(ji)術(shu)、云計算技(ji)(ji)術(shu)、大數據技(ji)(ji)術(shu)結合(he)(he)地(di)質災害監測(ce)設備，構建了實(shi)時(shi)監測(ce)、預(yu)警(jing)預(yu)報、信息管理的(de)綜合(he)(he)解(jie)決方案，廣泛(fan)應(ying)用(yong)于(yu)滑坡、泥石流、崩塌、地(di)面塌陷(xian)、地(di)面沉(chen)降(jiang)和地(di)裂縫(feng)等重點地(di)質災害隱(yin)患(huan)點實(shi)時(shi)在(zai)線的(de)自動監測(ce)。

該系統應集現(xian)(xian)場(chang)(chang)(chang)數據(ju)采集、無線數據(ju)傳輸、中心(xin)數據(ju)處理于一體，現(xian)(xian)場(chang)(chang)(chang)實時(shi)位(wei)移(yi)監(jian)測(ce)，通過無線網(wang)絡的(de)方式及(ji)時(shi)準(zhun)(zhun)確地(di)(di)傳輸到中心(xin)數據(ju)平臺(tai)，中心(xin)數據(ju)平臺(tai)對回傳的(de)數據(ju)進行處理分(fen)析(xi)，實時(shi)、準(zhun)(zhun)確地(di)(di)掌握現(xian)(xian)場(chang)(chang)(chang)的(de)地(di)(di)質變化，及(ji)時(shi)生成預警信息。當地(di)(di)質災害發生時(shi)，系統能發布預警信號(hao)，提示當地(di)(di)民眾及(ji)時(shi)防(fang)范(fan)或撤離。

感知(zhi)層(ceng)：實(shi)時感知(zhi)地質環境(jing)的(de)狀態變(bian)化，如雨量傳感(gan)器(qi)、雷達液位計、空氣溫濕度傳感(gan)器(qi)、超聲波風(feng)速(su)風(feng)向傳感(gan)器(qi)、遠程傾(qing)斜位移監測儀、GNSS位移(yi)監測站(zhan)等前端感知設備(bei)；

網(wang)絡層(ceng)：網(wang)關(guan)支(zhi)持數據采集傳輸，連接下位(wei)機上位(wei)機，支(zhi)持4G/北斗/LoRa等方式(shi)，實現(xian)現(xian)場數據(ju)的穩(wen)定傳輸。感應設備可通過(guo)監測云平臺(tai)(tai)的通訊(xun)方(fang)式，上(shang)行發(fa)送(song)至監測控制(zhi)中心(xin)平臺(tai)(tai)。

平臺層：整合各層設備(bei)和系(xi)統功能，通過無線(xian)信(xin)號的連接，下(xia)發平臺(tai)對前端感應器的命(ming)令(ling)，上傳(chuan)監測數據的采(cai)集、處理(li)、存(cun)儲和分析，實時聯動前端各大(da)監控設備。

應用層：開啟信(xin)息(xi)發布(bu)途徑，實時展示信(xin)息(xi)數(shu)據和預警信(xin)息(xi)。

三(san)、系(xi)統功能

1、多種(zhong)通信方式

公網通信：支持(chi)4G公(gong)網(wang)通(tong)信，支持(chi)同(tong)時向3個(ge)以(yi)上數(shu)據中心（省、市、縣）上報；

衛星通信(xin)：支持北斗短報文通信(xin)，單條報文長度不小于1000個(ge)漢(han)字(zi)，支持向數據中心(xin)上(shang)報數據。

本地(di)組(zu)網：支持擴(kuo)頻通訊自組(zu)網，實現采集數據上報和本地(di)報警(jing)指令的發送。

2、位(wei)移實時感知

水平位移(yi)采集：水平方向(xiang)上發生的位移量。

垂直位移采集(ji)：垂直方向上發(fa)生的位移量(liang)。

位置采集：采用北斗，GPS，GLONASS，準天頂和(he)伽(jia)利略五星16頻(pin)GNSS模塊(kuai)，可單(dan)衛星系(xi)統定(ding)位，也(ye)可聯合(he)RTK定位。

3、多要素監測

雨(yu)量采集：壓電式雨量(liang)傳感(gan)器(qi)，采用沖擊測量(liang)原理對單個雨滴重量(liang)進(jin)行測算，準確到秒級(ji)的降雨時(shi)長監測。支(zhi)持翻(fan)斗(dou)式雨(yu)量計接入，多(duo)種分(fen)辨(bian)率可設；

水位采集(ji)：支持雷達/浮子/超(chao)聲波/無線(xian)電(dian)子水尺(chi)等多種水位傳感器(qi)接入。

氣(qi)象采集(ji)：支持空氣(qi)溫濕度(du)、大(da)氣(qi)壓力、風速風向、土(tu)壤含水量(liang)等多種傳感(gan)器(qi)接入。

4、預警數據及(ji)時上報

位移(yi)報警：GNSS位(wei)移監測(ce)站內(nei)置現地(di)預(yu)警閾值(zhi)算法，具備數據預(yu)警值(zhi)自動(dong)報警功能(neng)。

雨量報警(jing)：支持雨量報(bao)警閾值，具有注意報警；

水(shui)位(wei)報警(jing)：具備(bei)水(shui)位(wei)報警(jing)功能(neng)，具有注意、準(zhun)備(bei)轉移(yi)、立(li)即(ji)轉移(yi)三級報警(jing)。

5、一體化集成設計

采(cai)用一體化(hua)集成設(she)計(ji)，公網(wang)傳輸(shu)模(mo)(mo)塊(kuai)、北斗短(duan)報文模(mo)(mo)塊(kuai)、自組(zu)網(wang)模(mo)(mo)塊(kuai)、定位(wei)模(mo)(mo)塊(kuai)及天(tian)線全(quan)部(bu)一體化集成，易安裝(zhuang)、易維護。

四(si)、方案價值

地質災(zai)害監測(ce)選址(zhi)一般(ban)為偏遠(yuan)山區，常規(gui)通信難(nan)以實現(xian)信號全(quan)覆蓋，無法實時更(geng)新監測(ce)(ce)數據(ju)，通信專(zhuan)線的(de)(de)(de)建設又存在成(cheng)本高、維(wei)護費(fei)用貴等(deng)缺點(dian)，直接通過(guo)無線通信信道(dao)傳輸監測(ce)(ce)數據(ju)，不受(shou)地(di)面基建設施(shi)的(de)(de)(de)影(ying)響。為地(di)質災害監測(ce)(ce)預警工作(zuo)提供了一種全(quan)新的(de)(de)(de)解決方案和(he)使用途徑，定將發揮(hui)更(geng)大的(de)(de)(de)社(she)會效益，無線通訊(xun)強大的(de)通訊(xun)能(neng)力，較低的(de)建設成(cheng)本，是保證偏遠(yuan)山區條件下數據通信傳輸(shu)的(de)重要方式。