我國地(di)域遼闊，潛在(zai)地(di)質災害數量巨大(da)，無論是自(zi)然(ran)形成(cheng)或人(ren)類(lei)活動誘發的地(di)質災害還(huan)是大(da)型工程結構自(zi)身，均需進行(xing)安(an)全(quan)監(jian)測，提前(qian)預測預報(bao)，減少人(ren)員和經濟損失。目(mu)前(qian)的安(an)全(quan)監(jian)測技術、手段或監(jian)測方法(fa)普(pu)遍存在(zai)效率不(bu)高(gao)、信息(xi)化程度低(di)、專(zhuan)業化程度不(bu)夠(gou)、工作(zuo)流程不(bu)適用、預警不(bu)及時等諸多問題，影響了安(an)全(quan)監(jian)測的實(shi)效性(xing)和可靠性(xing)，無法(fa)適應我國新形式下(xia)的防災減災需求。
主(zhu)要技術內容：圍繞工程結構、地(di)(di)質災害自(zi)動(dong)(dong)化安(an)全(quan)(quan)監(jian)(jian)測需求及(ji)特點，從(cong)節能、傳感(gan)、防護、有(you)效(xiao)預警技術幾方面(mian)著手(shou)研(yan)(yan)究，建立底(di)層技術支撐；以(yi)此為(wei)基(ji)礎運(yun)用電子集成(cheng)、自(zi)動(dong)(dong)化控制、無線網絡技術研(yan)(yan)發了一(yi)體(ti)化、自(zi)主(zhu)工作的專業(ye)監(jian)(jian)測設備和監(jian)(jian)測執行(xing)機構，實現監(jian)(jian)測數據(ju)(ju)實時(shi)、穩定自(zi)動(dong)(dong)獲取(qu)；基(ji)于監(jian)(jian)測數據(ju)(ju)和地(di)(di)理(li)(li)信息(xi)數據(ju)(ju)、歷史災害數據(ju)(ju)，開發了具(ju)有(you)對比(bi)、分析、學習能力(li)的災害提(ti)前識(shi)別(bie)預警和項目管理(li)(li)為(wei)一(yi)體(ti)的綜合(he)數據(ju)(ju)信息(xi)平臺以(yi)及(ji)基(ji)于連續-非連續（CDEM）介(jie)質力(li)學的安(an)全(quan)(quan)分析方法模(mo)型。
本項(xiang)目為企業(ye)自主項(xiang)目，研(yan)發期間河北省(sheng)科(ke)技廳、北京(jing)市(shi)科(ke)委、中國地質調查局分別給予了立項(xiang)支持。項(xiang)目實(shi)施以技術內容為主線，攻(gong)克(ke)了一系列關鍵技術問題，形(xing)成了較為完備(bei)的專(zhuan)業(ye)化、規范(fan)化、標準化的無人值守安全(quan)監(jian)測(ce)體(ti)系、技術支撐和監(jian)測(ce)系統。主要成果和創新如下(xia)：
1.提出了針對工(gong)程、地質(zhi)全(quan)自(zi)動安全(quan)監測系統研(yan)發應用保障體系-321保障體系。三項底層支撐技術+兩個現場執行機(ji)構+一套功能完備的管理軟件系統，使本項目得以有理、有序逐步推進。
2.攻克了野外（室外）無人值守監測設備的數(shu)據采集、超低功(gong)耗、適用工作流程(cheng)、富(fu)網(wang)絡無縫通(tong)訊、預警預報(bao)方式方法等關鍵(jian)技(ji)術難題，明確了惡(e)劣(lie)環境下監測設備應具(ju)備的基本功(gong)能、性能，完成了自動化(hua)監測底層(ceng)技(ji)術積累(lei)。
3.針對工程、地質無人值守永久監測特點，提出了專業化、一體化、自主工作的適用理念，研發了系列化的三十余種具有自主知識產權的專業化物聯網監測設備。為全自動安(an)全監測數據可靠、準確獲取提(ti)供(gong)了有利支持(chi)。
4.根據安(an)全監(jian)測(ce)預報實效性(xing)的(de)(de)(de)需求，將(jiang)安(an)全分析算(suan)法嵌(qian)入監(jian)測(ce)設(she)備；提(ti)出了(le)多途徑(jing)有效預警(jing)(jing)方(fang)(fang)式方(fang)(fang)法，研(yan)發(fa)了(le)基于自建射頻網(wang)(wang)絡的(de)(de)(de)區域化預警(jing)(jing)網(wang)(wang)絡及設(she)備，實現(xian)現(xian)場數公里內的(de)(de)(de)預警(jing)(jing)信息發(fa)布，同時也為防災(zai)減(jian)災(zai)科普宣傳、應急(ji)指揮提(ti)供了(le)新(xin)的(de)(de)(de)通訊渠(qu)道(dao)。
5.提出(chu)了(le)以(yi)區域管理、項(xiang)目管理、數據(ju)管理、人員(yuan)管理、實(shi)時預(yu)報(bao)為主要功能的大(da)數據(ju)安全信息平臺架構，開發(fa)了(le)基于地理信息與實(shi)時監(jian)測數據(ju)的時空大(da)數據(ju)災害(hai)模型動(dong)態識別算法和基于連續-非連續介質(zhi)力學(xue)的進行定量化(hua)分析預(yu)警預(yu)報(bao)模塊(kuai)，使災害(hai)防(fang)(fang)治由(you)被動(dong)防(fang)(fang)災向主動(dong)防(fang)(fang)災轉(zhuan)變(bian)。
研發(fa)成果：發(fa)表論文65篇(pian)，專著1冊；授權發(fa)明專利6項、授權實用新型專利22項、軟(ruan)件著作22項。
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主(zhu)要完成單位及創(chuang)新推廣貢獻
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總結并提出(chu)了(le)(le)能夠保(bao)障自動化(hua)安全(quan)監測(ce)(ce)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統能夠穩(wen)定、可(ke)靠(kao)(kao)、高效運(yun)行(xing)的一(yi)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)列技(ji)(ji)術手段和(he)方法(fa)(fa)-“321安全(quan)監測(ce)(ce)保(bao)障體(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)”。提出(chu)了(le)(le)超低功耗技(ji)(ji)術層(ceng)面解決方案(an)(an)、工(gong)(gong)作(zuo)流(liu)程(cheng)、有(you)(you)效預警(jing)(jing)實現(xian)方案(an)(an)和(he)技(ji)(ji)術路(lu)線；完(wan)成了(le)(le)基(ji)于多種(zhong)節電技(ji)(ji)術的低能耗技(ji)(ji)術、算法(fa)(fa)嵌入技(ji)(ji)術開發，有(you)(you)針對性地(di)研發了(le)(le)本(ben)項目中80%的工(gong)(gong)程(cheng)、地(di)質專業(ye)化(hua)監測(ce)(ce)設備(bei)(bei)；提出(chu)了(le)(le)基(ji)于多種(zhong)類(lei)數(shu)據的綜合(he)化(hua)信(xin)息平(ping)臺(tai)架構(gou)并搭建(jian)(jian)了(le)(le)基(ji)于地(di)理(li)信(xin)息系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統和(he)監測(ce)(ce)數(shu)據的數(shu)據管理(li)平(ping)臺(tai)，實現(xian)了(le)(le)基(ji)于網絡的數(shu)據接收、反向(xiang)控(kong)制、項目管理(li)、網絡定向(xiang)預警(jing)(jing)功能，完(wan)成了(le)(le)整個系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統各個環節的雙向(xiang)互動通訊(xun)、數(shu)據發布(bu)等工(gong)(gong)作(zuo)。使基(ji)于物聯(lian)網技(ji)(ji)術的工(gong)(gong)程(cheng)、地(di)質安全(quan)監測(ce)(ce)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統具備(bei)(bei)了(le)(le)完(wan)整的體(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)結構(gou)和(he)業(ye)務流(liu)程(cheng)。在監測(ce)(ce)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統總體(ti)要求、體(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)組成構(gou)建(jian)(jian)、數(shu)據穩(wen)定性、可(ke)靠(kao)(kao)性和(he)預警(jing)(jing)方式(shi)方法(fa)(fa)方面發作(zuo)出(chu)了(le)(le)重要貢獻。
重慶地質礦產研究院
充分發揮區域(yu)和(he)(he)技(ji)術優勢，針對(dui)極具(ju)代表(biao)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)長(chang)江流域(yu)地(di)質(zhi)(zhi)災害(hai)提出了(le)監測(ce)(ce)設備應(ying)具(ju)備的(de)(de)(de)基(ji)本(ben)功能(neng)及性(xing)(xing)能(neng)；開(kai)發了(le)駐守人(ren)員及調查手持終端系統（群(qun)(qun)測(ce)(ce)群(qun)(qun)防電子表(biao)格），攻克了(le)地(di)質(zhi)(zhi)環(huan)境條件復(fu)雜區域(yu)人(ren)員的(de)(de)(de)持續精(jing)確定(ding)位(wei)難題；開(kai)發了(le)基(ji)于GIS基(ji)礎(chu)數(shu)據與(yu)監測(ce)(ce)數(shu)據融合的(de)(de)(de)災害(hai)體(ti)智能(neng)識別功能(neng)模塊(kuai)，提高了(le)地(di)質(zhi)(zhi)災害(hai)預警預報的(de)(de)(de)針對(dui)性(xing)(xing)和(he)(he)指導性(xing)(xing)；提供(gong)設備測(ce)(ce)試、驗(yan)證(zheng)場(chang)地(di)；在三峽庫區進行了(le)大量的(de)(de)(de)項(xiang)目實施，使本(ben)項(xiang)目研發成果得(de)以(yi)大范(fan)圍推廣應(ying)用。為本(ben)項(xiang)目研發成果與(yu)區域(yu)產業(ye)對(dui)接應(ying)用方面做出了(le)突出貢獻。
中國科學院力學研究所
充分發(fa)(fa)揮自身學科優(you)勢、人才優(you)勢和科研(yan)優(you)勢的(de)(de)基礎，中科院(yuan)力(li)學所(suo)聯合院(yuan)內外研(yan)究機(ji)構(gou)，組織滑坡(po)災害(hai)(hai)研(yan)究團隊，在國家973、中國科學院(yuan)重要方向性等項目等支持(chi)下深(shen)入參與(yu)了本項目實施(shi)過程(cheng)，提出了基于監(jian)(jian)測(ce)數據及連續-非連續數值模擬的(de)(de)穩定性評價(jia)方法，研(yan)發(fa)(fa)了以地下深(shen)部(bu)破(po)裂及大位(wei)移測(ce)量(liang)技術、土石混(hun)合體柔性邊界等應力(li)加載(zai)測(ce)試技術、當(dang)前狀態評價(jia)方法為(wei)代表(biao)的(de)(de)一系(xi)列創新性成(cheng)果，構(gou)建了監(jian)(jian)測(ce)預(yu)警(jing)系(xi)統(tong)，初(chu)步(bu)實現了災變(bian)體漸進破(po)壞過程(cheng)的(de)(de)高相(xiang)似度模擬與(yu)預(yu)測(ce)。提高了我國災害(hai)(hai)監(jian)(jian)測(ce)分析(xi)與(yu)預(yu)警(jing)水平，獲(huo)得了顯著的(de)(de)社會(hui)經(jing)濟(ji)效(xiao)益，引領了我國地質災害(hai)(hai)防治理(li)論與(yu)技術的(de)(de)發(fa)(fa)展。
北(bei)京卓越經(jing)緯測控技(ji)術有限公司
深入(ru)研(yan)究了(le)本項目中監(jian)(jian)測(ce)設備的工(gong)(gong)(gong)(gong)作(zuo)環境(jing)(jing)、防(fang)(fang)護等級需求，從工(gong)(gong)(gong)(gong)業產品和(he)防(fang)(fang)護要求方(fang)面開展監(jian)(jian)測(ce)設備系統集成研(yan)究，完成了(le)監(jian)(jian)測(ce)設備環境(jing)(jing)適應(ying)性(xing)設計；深入(ru)研(yan)究并(bing)通過(guo)實(shi)驗(yan)驗(yan)證了(le)一(yi)些公認的便于實(shi)現自動化分析的計算方(fang)法(fa)，篩(shai)選了(le)齋藤法(fa)、Vedlulst灰色系統理論法(fa)等二十余種安全(quan)分析、推測(ce)方(fang)法(fa)，完成了(le)現場預警所需核心算法(fa)的代碼編寫工(gong)(gong)(gong)(gong)作(zuo)；采用(yong)數(shu)據(ju)模擬手段探索(suo)了(le)基于監(jian)(jian)測(ce)數(shu)據(ju)和(he)災(zai)變體結構的有限元計算方(fang)法(fa)；與河北穩控科(ke)技有限公司共同完成批量生(sheng)產工(gong)(gong)(gong)(gong)作(zuo)。
推廣應用及經濟社會(hui)效益情況
應(ying)用(yong)情況：成(cheng)(cheng)果(guo)(guo)已(yi)得到廣泛應(ying)用(yong)，特別是華北地區和三峽庫區，基于本(ben)項目研發成(cheng)(cheng)果(guo)(guo)的應(ying)用(yong)已(yi)達數(shu)(shu)百個監測區域(yu)，成(cheng)(cheng)功預報各類(lei)險情千余起（次），避免(mian)直接經濟損失數(shu)(shu)十億元，起到了(le)很好的引領和示范作用(yong)。
