云边端三体协同的地质灾害监测预警体系

传感即服务“云-边-端”三体协同的地质灾害监测预警体系目录CONTENT0203新体系在全国应用及成功预警案例01“云-边-端”三体协同的地质灾害监测预警体系地质灾害监测预警体系建设的一些思考自然灾害防治技术演变路径200520201985主动防御人+工程+监测单一应用+云应用数据+科技防御数据+技术云+边+端被动防御人+工程电台+GSM防御模式防御方法防御技术由单一灾种向多灾种转变让数据服务于业务，服务于人数据精准推送，数据找人业务过程数字化业务构建注重体验开始注重数据融合应用以人防为主，缺少监测手段部分区域修建抵御灾害的工程防御… ………人防+技防传统灾害防御人工智能早起识别预警分析数据服务智能防灾时代早期识别风险评估风险防控图像识别、内因识别、诱因识别、形变识别、位移识别和综合识别等技术的应用一纵一横一端“云-边-端”结合一纵：即云服务能力，监视、分析、洞察、决策一横：即边缘计算能力，分析、预警、最后一公里安全保障一端：即监测即服务、预警即服务的智能边端产品，实现预警“快/准/稳”云报警近地组网报警人工报警专群结合的普适型预警链路国信物联大数据平台24小时稳定安全在线实现100万量级的物联网终端并发接入每秒接入100万以上的数据包触发器规则，实现传感器间自由交互全景数据，全生命周期管理监控、管理、运维智能化提供统一的对接协议和数据安全服务使各类智能硬件在平台上实现互联互通云—数据入云端、实现万物互联边缘计算-预警模型的技术应用1.影响因素监测降雨量为代表按照临界经验值设置，设备嵌入临界报警模型采用边缘计算发布提示性预警！2.变形监测按照保底原则设置阈值，设备嵌入累计值和变化率相结合发布报警。GNSS接收机和拉线位移计为代表。3.宏观现象监测按照按需设置，断线报警器和泥水位计的接触式测量要素为代表，提醒监测员组织转移和撤离！4.视频图像监控加以佐证。形成短期预报加精确预警。报警阈值实际应用示例报警阈值设置原则降雨量报警阈值设置预警级别1/6h1h12h24hⅣ级（蓝色）5154060Ⅲ级（黄色）10206080Ⅱ级（橙色）152580100Ⅰ级（红色）2030100120地表位移和地表裂缝阈值设置参考阈值类型土质滑坡岩质滑坡崩塌累计变形200mm200mm200mm变形速率10mm/d5mm/d5mm/d泥水位与断线报警阈值设置报警方式注意安全准备转移立即转移泥水位200mm300mm500mm断线闭合闭合断开端-智能终端产品、实现预警“快/准/稳”预警即服务监测即服务通过智能终端产品的应用打破传统的“以人为本”的预警模式实现数据找人的精准预警服务Mesh自组网技术与现有的公共网络互相补充，结合地质灾害常用的降雨、裂缝、位移、倾角、加速度，融合群测群防与专业监测体系。解决复杂条件下传统监测数据传输速度慢、不稳定、灯下黑等问题，实现地质灾害实时监测，并将险情及时发送至报警设备。新技术-Mesh自组网技术新技术-Mesh自组网技术第一代Mesh组网技术基于LoRa通信技术的LoRa-Mesh组网成本低一次建站，终身无需额外付费速度快传输速度快，一秒钟可传至千家万户距离远超长距离通信，实测通信距离>15Km范围广最大覆盖范围达到30Km²红山根社区滑坡监测预警在皋兰山上布设降雨量、倾斜、加速度监测设备，采用LoRa-Mesh自组网全面覆盖预警对象集中的红四村。系统建成后在兰州市环路上进行了LoRaMesh信号质量测试。间隔500m做一次通信质量测试，仅存在4处信号质量不满足预警信号传输。测试日期：2020年5月10日环境天气：小雨环境温度：17℃环境湿度：60%RH测试工具：Mesh测试工装最远组网通信距离：14公里测站皋兰山上的雨量监信号测试工装测试室内信号覆盖新技术-Mesh自组网技术新技术-Mesh自组网技术第二代Mesh组网技术，基于国产自主α通信技术的Star-Mesh组网国产自主低功耗距离远多路径自分析自预警地质灾害常用传感接入方案符合地质灾害监测要求的通信数据规范网络分组不少于5个，最大进入设备数量不少于具有防碰撞机制，实时数据传输频次不小于1分钟/次网络覆盖范围不小于新技术-Mesh自组网技术基于自主研发的自组网协议栈，针对实际应用场景，窄带物联网协议栈提供单播、组播和广播服务，适应复杂多变的现场环境。另外，为了方便遥测设备集成，我们开发了基于AT指令集的易用通信接口，实现预警数据在窄带物联网中的发送和接收。我公司愿意向行业开放“多跳”近地自组网通信技术助力打通地质灾害监测预警“最后一公里”！新技术-Mesh自组网技术ReadCommandAT+<x>?Thiscommandreturnsthecurrentlysetvalueoftheparameterorparameters.WriteCommandAT+<x>=<…>Thiscommadsetstheuser-definableparametervalues.易于集成的AT指令接口自组网模组硬件群众行政责任人市（州）自然资源管理部门县（区）自然资源管理部门市（州）、县（区）政府领导统筹规划地质灾害监测预警体系的建设工作计划统筹下达年度建设任务运行及维护的督促、检查、指导等工作值班值守、应急响应和处置、加强宣传和应急演练，提高应急响应和处置能力熟知巡查内容和方法定时巡查和加密巡查，并做巡查记录收集灾情、安全隐患等信息并通过手机APP上报在行政责任人和技术责任人的指导下完成日常演练，并提交演练报告总结一旦发生突发情况，立即组织人员疏散撤离和应对处置巡查责任人群测群防员网格化管理地质勘查设计院驻县联乡单位技术责任人

总承建单位解决地质灾害监测预警体系建设中核心技术问题地质灾害监测预警体系建设工作提供技术支撑前期规划、系统平台、数据中心、标准规范、示范研究、技术指导地质灾害监测预警项目实施、服务期内驻地指导服务支撑协助做好监测预警信息分析、处置和应急响应技术诊断现场巡查视频会商险情诊断新方法

构建社区防灾三个责任人体系新应用-减轻行政责任人压力的不可逆证据链体系一“码”扫尽通过扫描监测点铭牌上二维码就能快速查看监测曲线和视频信息。4G雨量站边坡探针GNSS拉绳位移监测站泥水位监测站新体验一“码”扫尽，避免灯下黑新装备

普适型地质灾害监测预警设备雨量站GNSS泥水位边坡探针入户报警器声光报警站裂缝计新装备

场景应用免维护雨量计新产品1：第一代免维护雨量计呼之欲出设计理念:此方案使用一体化设计语言，太阳能板与产品主体融合，使产品更整体;造型灵感来源于荷叶，抽象后的荷叶造型给人简约的感觉，结合雨量计的不锈钢模块，下雨时像荷叶上的水滴，与使用场景呼应。下一步升级计划：新算法：采用矩阵式测量，如gnss从单点定位到差分定位一样应该在准确度上的飞跃。新材料：采用压电薄膜替换压电陶瓷，做到功耗更低，受老化和环境污染影响微乎其微。第一代免维护雨量计测量方法参考欧洲借鉴VISALA经典90mm设计设备组成倾角加速度传感器裂缝传感器PCBA传感模块采集模块通信模块充电模块天线（自组网、定位、通信）锂电池（低温有效）土压力计滑轮新产品2：边坡探针新产品3：一体化GNSS接收机支持RS232/RS485/RJ45可扩展；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；全网通4G；TCP/MQTT协议；4G全网通/NB_IoT；9﹣18VDC；≤2W；IP68；-30℃~80℃。外部接口跟踪频点定位精度工作电压通讯模块通讯协议通讯方式供电范围主机功耗防护等级工作温度高集成:卫星接收板卡、4G通信模块集成于一体高可靠:IP68防护等级易安装:减少现场组装调试时间，安装效率提升200%拉绳式位移监测站是基于4G/LoRa通信技术研发的一款新型裂缝拉伸监测设备，内置无线智能采集器，最多可同时接入8个无线智能拉绳式位移传感器，并对各个传感器采集的数据进行分组存储、分析、上传，支持各传感器分组分级预警。适用滑坡崩塌、公路/铁路边坡、景区/保护区等地质灾害监测预警。自组网 裂缝计传感即服务，一体化智能传感技术多点接入：最大可达8个传感器LoRa通信，支持MESH组网2G/3G/4G/NB-IoT通信实时在线待机功耗20uA,降低85%费用下降40%新产品4：裂缝计新产品5：普适型泥位计传统泥水位监测站普适型泥水位监测站优势：传感即服务，一体化智能传感技术0-7m量程24G平面雷达微波技术低功耗，平板阵列雷达天线方向性好;一体化设计，内置供电系统;外观小巧,安装方便易于维护。稳定性强，不受凝露、结蛛网影响。费用下降50%传感即服务声光报警站是集多要素采集、多预警输出的大功率声光报警装置，内置预警终端控制器、4G/LoRa/UHF通信单元、太阳能供电系统。可接收雨量、位移、倾斜、应力等监测站发来的预警信息，也可接收平台和群策群防员发来的预警通知。适用于地质灾害、山洪灾害、森林防火、交通安全、应急安全等应用领域。普适型 声光报警站完全符合《地质灾害监测通讯技术要求(报批稿)》；通过本地自组网接收现场传感器异动后的报警信号；通过对讲机、电话、短信发布预警语音；通过平台下发紧急报警和文字转语音报警；具有100W/300W/600W多种功率配置；断电断网条件下仍可工作，可连续个30阴雨日。本地报警喊话报警平台报警新产品6：声光报警站互联互通全面覆盖极限续航普适型 入户报警器入户报警器是一款基于4G/LoRa、UHF等无线通信技术开发的预警设备，可接收本地监测站、云平台、无线对讲发来的预警信息，具有声、光、语音、数据显示等形态的预警通知。结合万年历亲民元素设计，便于居民及时掌握预警信息，可提高居民的自主防灾意识。适用于自然灾害、公共安全、应急管理等应用领域。完全符合《地质灾害监测通讯技术要求(报批稿)》；通过本地自组网接收现场传感器异动后的报警信号；通过对讲机、电话、短信发布预警语音；通过平台下发紧急报警和文字转语音报警；具备万年历、温度显示等高频次使用的附加功能；在断电断网条件下可工作24h。本地报警喊话报警平台报警新产品7：入户报警器亲民实用极限续航互联互通目录CONTENT0203新体系在全国应用及成功预警案例01“云-边-端”三体协同的地质灾害监测预警体系地质灾害监测预警体系建设的一些思考四川省宜宾市叙州区大脉溪滑坡示范基地2019年11月，携手宜宾市自然资源局叙州分局共同开展了以“提高灾害防御水平,构筑生命安全防线”为主题建设“大脉溪地质灾害智能监测预警示范”项目建设。基于智能感知、物联网通信技术，构建了一套自动化、智能化、网络化、信息化、立体化、无线互联的全方位“地质灾害智慧防灾预警系统”，通过多途径、多手段完善“叫应”机制，实现预警信息精准入户到人，成为社区预警的“消息树”为老百姓“站岗放哨”。最大限度减轻突发事件和灾害造成的损失解决预警信息发布的“最后一公里”。1#微芯桩累计倾斜0.5°2#微芯桩累计倾斜0.3°3#微芯桩累计倾斜1.2°1#、2#、3#裂缝计无变化至10月15日累计降雨量为682.6mm。红山根社区普适型地质灾害监测预警示范建设红山根社区地质灾害监测预警示范建设智能网关宣传栏声光报警站入户报警器雨量监测站倾角加速度设备名称数量专业监测系统一体化雨量监测站1倾角加速度计3群测群防系统巡查APP1声光报警器1入户报警器15对讲手机1宣传栏1昆明市东川区地质灾害监测预警示范建设GNSS地声监测泥水位预警广播裂缝监测雨量站入户报警加速度计专业监测预警系统设备组成雨量自动监测站泥水位监测站泥石流地声监测站泥石流次声监测站泥石流断线报警器激光夜视摄录仪裂缝计加速度计无线预警显示终端无线预警广播站地质灾害监测预警系统平台巡查APP机房设备等针对东川区铜厂箐、深沟和大桥河这3条泥石流沟和三十六湾小组1个滑坡，进行专业监测预警工作的勘察和设计，后安装地质灾害专业监测预警设备进行实时监测，建成后形成野外采集装备、东川监测预警平台、昆明市监测预警指挥中心和专业监测技术服务实施单位多级互连互通的监测体系。在发生险情时，自动预警预报，受威胁人员能及时撤离，避免人员伤亡和财产损失。实现对地质灾害的动态监测和险情预警预报。同时对重要监测数据进行存储，可实时查询、统计和分析，并结合现场调查，综合分析研究，逐步提高昆明市地质灾害监测预警技术水平，为云南省防灾减灾做出贡献。有效预警4次，属地自然资源主管部门支持当地政府及时现场踏勘确认并组织人员撤离，采取相应措施，减免约161人伤亡。滑坡名称灾险情日期主要传感器及预警设备避险措施1四川省凉山州普格县花山乡红星村滑坡2020年6月9日至10日凌晨拉线位移计1台雨量计1台声光报警器一台撤离/自组网预警2四川省凉山州冕宁县曹古村2020年6月26日雨量计1台入户报警器一台撤离/自组网预警3湖北省十堰堰市茅箭区华悦社区2020年7月19日倾角加速计7台入户报警器8台撤离/平台发布预警4四川通江县学堂村滑坡2020年8月29日GNSS3台雨量计1台声光报警器1台撤离/平台发布预警161人2020年成功预警统计表2020工作进展-有效预警社 会 效 益自监测、自分析自组网、自预警成功运用“稳定性评价模型及失稳预警关键技术”成功转移2户7人成功运用“高精度北斗导航定位技术”成功转移11户64人成功运用“物联网本地组网技术”成功转