淺析宜昌市地質災害監測預警點布設技術

余杰 俎全磊 吳迓璽

摘要 基于地質災害隱患點的現狀及其發展趨勢，選取位移監測、裂縫監測等普適型設備，利用物聯網等技術，采用專業監測和群測群防監測相結合的監測手段，對區域內365處地質災害隱患點開展群專結合監測預警設計，提高宜昌市地質災害監測預警水平、管理服務成效和防災減災能力，完善地質災害綜合防治體系，逐步實現自動化監測、智能化預警、信息化管理和精準化服務，服務宜昌市地質災害防治和社會經濟發展。

關鍵詞 監測預警；地質災害；設備

中圖分類號：P694 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）07–0323-03

截至2021年，宜昌市現有在冊監測點587處，通過地質災害監測預警，可以實現多部門信息共享和資源共

享[1]。目前，已建監測點運行良好，取得了較好的監測效果。但是，隨著區域內公路、水廠、水庫等重要工程或基礎設施點相繼建成，以往的監測點布設情況需要進一步評估。隨著科學技術的發展，具有人工智能化的監測設備被廣泛應用于地質災害監測[2]。在前人研究的基礎上，因地制宜地對不同類型設備進行了布設，并提出了合理化建議，以期為其他監測設備布設提供參考。

1 宜昌市地質災害基本概況

宜昌市氣候屬亞熱帶季風氣候，處于中亞熱帶和亞熱帶交匯地帶。年平均氣溫在15.2～18 ℃之間。年降水量942.8～1 343.4 mm，年日照時數1 203.4～1 628.2 h。

宜昌市境內大地構造位置大部分屬楊子準地臺上揚子臺坪，只有東南部枝江一帶屬揚子淮地臺兩湖斷拗的江陵凹陷。區內地層發育齊全，自上太古下元古界至第四系的地層均有分布，主要出露巖性為斜長角閃巖、片麻巖、微晶白云巖、含硅質或錳質微晶白云巖等組成[3]。

在長期地史發展過程中，宜昌產生了不同時期、不同規模、不同方向的斷裂，彼此相互交切、相接，構成有規律的網絡狀格局。主要深大斷裂有北北東向的新華斷裂、北西向的霧渡河斷裂、通城河斷裂、遠安斷裂、仙女山斷裂、天陽坪——監利斷裂。

2 監測預警點布設的亮點

2.1 布設原則

2.1.1 適應性原則 根據監測對象的不同、變形特點及部位的不同，在設計采用具體監測手段時，應有較強的針對性。應優先采用技術成熟的普適型監測系統。

2.1.2 經濟性原則 系統建設的造價應經濟、合理，應采用性價比高的儀器設備；同時，應盡量可能考慮整套系統采用同一廠家的產品，以提高系統的兼容性、完整性，便于管理、維護和節約經費。

2.1.3 準確性原則 系統測量數據應準確，精度要滿足相關技術規范要求，在更換零部件時，不影響數據的連續性。

2.1.4 可靠性原則 設備選擇應優先考慮技術先進、成熟，且通過多個現場環境長期考核、質量合格的產品。設備應長期穩定、故障率低、性能可靠，具備在野外雷電、暴雨、高溫、嚴寒、潮濕等環境的抗干擾能力。有故障自檢、自判、自動報警的能力。

2.1.5 開放性原則 整個系統應具備良好的開放性和兼容性，包括開放系統總線標準，系統數據采集單元的控制命令和數據格式，以及接入的多類標準信號傳感器。系統應易于操作，界面簡潔友好。

2.1.6 統一性原則 數據采集系統與信息管理系統應相互兼容，支持不同廠家的數據采集子系統，可實現對監測信息的統一管理。

2.1.7 安全性原則 系統的集成應保證信息資料的安全和保密，對監測系統的運行、操作提供安全和保密措施。

2.2 監測設備性能的完善與優化

為監測網點提供數據接收服務，并對接收的數據進行整理和分析；依托專業的數據模型為專業技術人員和行政管理人員提供符合實際工作需求的趨勢數據分析報告；提供完善的監測數據查詢功能；提供專業數據統計功能；提供手機客戶端。

監控系統通過互聯網、3G、4G、5G網，利用網絡連接自動化監測設備，并實現與省廳的互聯互通，同時收集到的數據全部匯總至數據中心。形成的各項業務服務依托監控系統實時獲取相關的業務數據。

2.2.1 監測點數據接收服務建設 建立與前端監測網（點）自動化檢測設備對應的數據接收體系，按照宜昌市國土管理部門和技術支撐單位的要求構建自動化監測設備的數據接收機制。同時，對收集到的數據進行分類匯總，為各類服務對象提供數據分析功能。

2.2.2 趨勢分析報告服務建設 以行業內公認的地質模型為基礎，結合災害點當地的實際情況，對收集到的監測數據進行進一步的整理匯總，形成具有針對性的趨勢分析報告，為不同類型的用戶提供服務，為用戶的下一步工作提供指導意見。

2.2.3 監測數據查詢服務建設 通過監測數據查詢服務，建立標準的數據查詢服務模式，不同級別和不同需求的用戶可以根據自身的實際工作需求，通過監測數據查詢服務，獲取自己所需的監測數據。這樣有利于對監測數據的合理利用，同時避免了無用數據和實際需求數據以混合堆砌的方式出現在用戶面前，實現了對監測數據的分類管理，為今后更多自動化監測點數據的查詢提供標準化的管理模式。

2.2.4 監測數據統計服務建設 通過數據統計服務，建立各種標準化的統計服務模式，不同級別和不同需求的用戶可以根據自身工作范圍和業務工作的實際需求，通過數據統計服務，形成不同類型的標準統計結果和各種統計圖表，形成的統計結果和圖表更具有專業性和時效性，能更方便地為各類用戶提供標準化的數據統計服務。

2.2.5 手機客戶端服務建設 以上服務主要依托臺式電腦（PC）實現服務的具體功能，但目前智能手機已能夠實現電腦的大部分業務功能。通過3G和4G無線上網功能實現手機的實時網絡接入，需要實現在手機端部署的服務如下：監測數據查詢服務和數據統計服務。

本次專業監測點建設實施后，需采用無人機拍攝完工后的隱患點全貌，制作安裝監測預警工程警示牌（圖1、圖2），監測設備也需要安裝設備警示牌（圖3）。

2.3 監測預警平臺的建設與管理

2.3.1 設備清單 設備廠商用戶可以查看已登記的所有監測設備的統計情況，查詢已登記的監測設備信息，包括設備類型、設備SN碼、設備編碼、登記時間、登記狀態、地理位置信息。功能界面如圖4所示。

2.3.2 型號備案 設備廠商用戶可以對未備案的設備型號進行備案。包括監測類型、監測對象、監測方法、設備類型、設備型號、采集形式、傳輸協議信息等。功能界面如圖5所示。

2.3.3 設備登記 設備廠商用戶可以對新的監測設備進行登記。登記設備型號、設備名稱、設備SN碼、登記人等信息，可查詢已登記的設備信息列表，并選擇設備進行測試驗證，測試完成可提交啟用申請。功能界面如圖6所示。

2.3.4 型號備案管理 監測設備管理用戶可對已備案的廠商、設備類型、設備型號、備案資料等信息進行查詢。功能界面如圖7所示。

2.3.5 設備庫管理 監測設備管理用戶可對已登記設備的生產廠家、設備類型、設備型號、設備名稱、SN編碼、設備編號、登記時間等相關信息進行查詢。功能界面如圖8所示。

2.3.6 設備授權 監測設備管理用戶可對所有已登記的設備進行權限控制，通過測試系統能否接收到設備傳輸的數據，以驗證設備協議對接是否成功，對已可正常傳輸監測數據的設備進行啟用操作。功能界面如圖9所示。

2.3.7 運行維護 運行維護功能以分布圖的形式展示全省地質災害監測設備的運行情況。功能界面如圖10所示。

3 結束語

在原有監測點的基礎上精選365個點作為研究對象，因地制宜地對災害點設計設備監測，尤其是對區域內的新建旅游公路、水廠、水庫等重要基礎設施進行全方位地質災害監測設備布設，并建立監測預警平臺進行實時動態監測，為地質災害監測預警設備布設提供參考。

參考文獻

[1] 夏波，任燁，王軍.現代化信息技術在地質災害監測預警中的應用分析[J].信息系統工程，2022（9）：67-70.

[2] 李彥星，李倩倩.淺談滑坡及滑坡災害監測預警[J].華北自然資源，2021（3）： 114-115.

[3] 謝代連.地質災害監測預警技術創新及智能化監測設備應用研究[J].中國設備工程，2022（23）：176-178.

Analysis of Layout Technology of Geological Hazard Monitoring and Early Warning Points in Yichang City

Yu Jie et al（Hubei Provincial Key Laboratory of Resources and Ecological Environment Geology， Wuhan， Hubei 430034）

Abstract Based on the current situation and development trend of geological hazard hidden danger points， universal equipment such as displacement monitoring and crack monitoring are selected， and monitoring methods combining professional monitoring and group measurement and prevention monitoring are adopted using technologies such as the Internet of Things. We will carry out a group specialized monitoring and early warning design for 365 geological hazard hidden danger points in the region， improve the level of geological hazard monitoring and early warning， management service effectiveness， and disaster prevention and reduction capabilities of Yichang City， improve the comprehensive prevention and control system of geological hazards， gradually achieve automated monitoring， intelligent early warning， information management， and precision services， and serve the prevention and control of geological hazards and social and economic development of Yichang City.

Keywords Monitoring and warning; Geological hazards; Equipment