我(wo)國地域遼闊，潛在地質災害數(shu)量巨大，無論是自然形(xing)成(cheng)或(huo)人(ren)類活動誘發的(de)地質災害還是大型(xing)工程(cheng)結構自身，均需進行(xing)安(an)全(quan)監(jian)測，提(ti)前預(yu)(yu)測預(yu)(yu)報(bao)，減(jian)少人(ren)員和經濟損(sun)失。目(mu)前的(de)安(an)全(quan)監(jian)測技術、手段或(huo)監(jian)測方法普(pu)遍存在效率不(bu)高、信息化程(cheng)度(du)低(di)、專業化程(cheng)度(du)不(bu)夠、工作流程(cheng)不(bu)適用、預(yu)(yu)警(jing)不(bu)及時等(deng)諸多問題，影(ying)響了安(an)全(quan)監(jian)測的(de)實(shi)效性(xing)和可靠性(xing)，無法適應我(wo)國新(xin)形(xing)式下的(de)防災減(jian)災需求。
主(zhu)要技(ji)(ji)術(shu)內(nei)容：圍繞(rao)工(gong)程結構、地(di)質災(zai)害自動化安全監(jian)測(ce)需求(qiu)及特(te)點，從節能(neng)、傳感、防(fang)護、有效(xiao)預警技(ji)(ji)術(shu)幾方面著手研(yan)究，建立底層技(ji)(ji)術(shu)支撐；以此為基礎運(yun)用電子集成、自動化控(kong)制、無線網絡技(ji)(ji)術(shu)研(yan)發(fa)了(le)一(yi)體化、自主(zhu)工(gong)作(zuo)的專業監(jian)測(ce)設(she)備和監(jian)測(ce)執行(xing)機構，實現監(jian)測(ce)數據(ju)(ju)實時(shi)、穩定自動獲取；基于監(jian)測(ce)數據(ju)(ju)和地(di)理(li)信息數據(ju)(ju)、歷史災(zai)害數據(ju)(ju)，開(kai)發(fa)了(le)具有對比(bi)、分析(xi)、學(xue)習能(neng)力(li)的災(zai)害提前(qian)識(shi)別預警和項目管理(li)為一(yi)體的綜合(he)數據(ju)(ju)信息平(ping)臺以及基于連(lian)續-非連(lian)續（CDEM）介質力(li)學(xue)的安全分析(xi)方法模型(xing)。
本(ben)項目(mu)為企(qi)業(ye)自主項目(mu)，研發期間河北省(sheng)科技(ji)廳、北京市科委、中(zhong)國地質調查局分別(bie)給(gei)予(yu)了立項支持。項目(mu)實施以(yi)技(ji)術內(nei)容為主線(xian)，攻(gong)克了一系(xi)(xi)列關鍵技(ji)術問題(ti)，形(xing)成了較為完備的(de)專業(ye)化、規(gui)范化、標準化的(de)無人值守安(an)全監測體系(xi)(xi)、技(ji)術支撐和(he)(he)監測系(xi)(xi)統。主要成果(guo)和(he)(he)創新如下：
1.提出了針對(dui)工程、地(di)質全(quan)自動安全(quan)監測系統研發應用保障(zhang)體(ti)系-321保障(zhang)體(ti)系。三(san)項(xiang)底層支撐技術+兩個現場執行(xing)機(ji)構+一套功能完備(bei)的(de)管理(li)軟(ruan)件系統，使本(ben)項(xiang)目得以有理(li)、有序逐步推進。
2.攻克了野外（室外）無(wu)人值守(shou)監測設(she)備(bei)的數據采集、超(chao)低功耗、適用工作流程、富(fu)網絡(luo)無(wu)縫通訊、預警預報方(fang)式方(fang)法等關鍵技術難題，明確了惡劣環境(jing)下監測設(she)備(bei)應具備(bei)的基本功能、性(xing)能，完成了自動(dong)化監測底層(ceng)技術積累。
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(jian)測設備。為全自動安全監(jian)測數據可(ke)靠、準(zhun)確獲取提供(gong)了有利支(zhi)持。
4.根(gen)據安(an)全監(jian)測預報實(shi)效性的需求，將安(an)全分析算(suan)法嵌入監(jian)測設備；提(ti)出了多途徑(jing)有效預警(jing)方(fang)式方(fang)法，研發(fa)了基于(yu)自(zi)建射頻網絡(luo)(luo)的區域化預警(jing)網絡(luo)(luo)及設備，實(shi)現現場數(shu)公(gong)里內(nei)的預警(jing)信息發(fa)布，同(tong)時也為防災(zai)減(jian)災(zai)科普宣傳、應急指揮(hui)提(ti)供了新的通訊渠道(dao)。
5.提出了(le)以區域管(guan)理、項目管(guan)理、數(shu)據(ju)管(guan)理、人員管(guan)理、實時(shi)預報為主要功能的(de)大(da)數(shu)據(ju)安全信息平臺架構，開(kai)發了(le)基(ji)于(yu)(yu)地理信息與實時(shi)監(jian)測數(shu)據(ju)的(de)時(shi)空(kong)大(da)數(shu)據(ju)災(zai)害模型動態識別(bie)算法和基(ji)于(yu)(yu)連續-非連續介質力學的(de)進行(xing)定量化分(fen)析(xi)預警預報模塊(kuai)，使災(zai)害防治由被動防災(zai)向主動防災(zai)轉變。
研(yan)發成果：發表論文65篇，專(zhuan)著1冊；授權發明(ming)專(zhuan)利(li)6項、授權實用新型專(zhuan)利(li)22項、軟件著作22項。
河北穩控科技有限公司
主要(yao)完成單位及創新推廣貢獻
河(he)北穩控(kong)科(ke)技有限公司
總結(jie)并提(ti)出了(le)能夠保障自動(dong)化安(an)(an)全(quan)監(jian)(jian)測(ce)系(xi)(xi)統(tong)(tong)能夠穩(wen)(wen)定、可(ke)靠、高效(xiao)運(yun)行的(de)(de)一系(xi)(xi)列技(ji)術(shu)(shu)手(shou)段和方法-“321安(an)(an)全(quan)監(jian)(jian)測(ce)保障體(ti)系(xi)(xi)”。提(ti)出了(le)超低功耗(hao)技(ji)術(shu)(shu)層面解決方案(an)、工作(zuo)流程、有效(xiao)預警實現(xian)方案(an)和技(ji)術(shu)(shu)路(lu)線(xian)；完(wan)(wan)成了(le)基(ji)(ji)(ji)于多種節電技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)低能耗(hao)技(ji)術(shu)(shu)、算(suan)法嵌入技(ji)術(shu)(shu)開發(fa)(fa)，有針對性(xing)(xing)地(di)研發(fa)(fa)了(le)本項目中80%的(de)(de)工程、地(di)質專(zhuan)業化監(jian)(jian)測(ce)設(she)備；提(ti)出了(le)基(ji)(ji)(ji)于多種類(lei)數據(ju)的(de)(de)綜合化信(xin)息平(ping)臺(tai)架(jia)構(gou)(gou)并搭(da)建了(le)基(ji)(ji)(ji)于地(di)理(li)信(xin)息系(xi)(xi)統(tong)(tong)和監(jian)(jian)測(ce)數據(ju)的(de)(de)數據(ju)管理(li)平(ping)臺(tai)，實現(xian)了(le)基(ji)(ji)(ji)于網絡(luo)的(de)(de)數據(ju)接收、反向控制、項目管理(li)、網絡(luo)定向預警功能，完(wan)(wan)成了(le)整(zheng)個(ge)系(xi)(xi)統(tong)(tong)各個(ge)環節的(de)(de)雙向互動(dong)通訊、數據(ju)發(fa)(fa)布等(deng)工作(zuo)。使基(ji)(ji)(ji)于物聯網技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)工程、地(di)質安(an)(an)全(quan)監(jian)(jian)測(ce)系(xi)(xi)統(tong)(tong)具(ju)備了(le)完(wan)(wan)整(zheng)的(de)(de)體(ti)系(xi)(xi)結(jie)構(gou)(gou)和業務流程。在監(jian)(jian)測(ce)系(xi)(xi)統(tong)(tong)總體(ti)要(yao)求(qiu)、體(ti)系(xi)(xi)組成構(gou)(gou)建、數據(ju)穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)、可(ke)靠性(xing)(xing)和預警方式方法方面發(fa)(fa)作(zuo)出了(le)重要(yao)貢獻。
重慶地質礦產研究院
充分發(fa)揮區(qu)域(yu)和技術(shu)優(you)勢，針(zhen)對(dui)極具(ju)代表(biao)性(xing)的長江流域(yu)地質(zhi)(zhi)災害提(ti)出了監測設備(bei)應(ying)具(ju)備(bei)的基(ji)本功能(neng)(neng)及性(xing)能(neng)(neng)；開(kai)發(fa)了駐守(shou)人員(yuan)及調查手持(chi)終端系統（群測群防電子表(biao)格），攻克(ke)了地質(zhi)(zhi)環境條件復(fu)雜區(qu)域(yu)人員(yuan)的持(chi)續精確定位難題；開(kai)發(fa)了基(ji)于GIS基(ji)礎(chu)數(shu)(shu)據(ju)與監測數(shu)(shu)據(ju)融合的災害體(ti)智能(neng)(neng)識別功能(neng)(neng)模(mo)塊，提(ti)高了地質(zhi)(zhi)災害預警預報的針(zhen)對(dui)性(xing)和指導性(xing)；提(ti)供(gong)設備(bei)測試、驗(yan)證場地；在三峽庫(ku)區(qu)進行了大(da)量的項目(mu)實施，使(shi)本項目(mu)研發(fa)成果得以大(da)范(fan)圍推廣應(ying)用。為本項目(mu)研發(fa)成果與區(qu)域(yu)產業對(dui)接應(ying)用方面做出了突出貢獻。
中(zhong)國科學院(yuan)力學研究所
充分(fen)發(fa)揮自身學科(ke)(ke)優(you)(you)勢、人才優(you)(you)勢和(he)科(ke)(ke)研(yan)(yan)優(you)(you)勢的(de)(de)基礎(chu)，中科(ke)(ke)院(yuan)力(li)學所聯合院(yuan)內外研(yan)(yan)究(jiu)機構，組織滑坡災害研(yan)(yan)究(jiu)團(tuan)隊，在國(guo)(guo)家(jia)973、中國(guo)(guo)科(ke)(ke)學院(yuan)重要方(fang)向性(xing)等項(xiang)目等支持下(xia)深(shen)入參與了(le)(le)本項(xiang)目實施(shi)過(guo)程，提出(chu)了(le)(le)基于監測(ce)數據及連續(xu)-非(fei)連續(xu)數值(zhi)模(mo)擬(ni)的(de)(de)穩定性(xing)評(ping)價方(fang)法，研(yan)(yan)發(fa)了(le)(le)以(yi)地下(xia)深(shen)部破裂(lie)及大位移測(ce)量技術、土石混合體柔性(xing)邊界(jie)等應力(li)加載測(ce)試技術、當前狀(zhuang)態評(ping)價方(fang)法為代表的(de)(de)一系(xi)(xi)列創新(xin)性(xing)成果(guo)，構建了(le)(le)監測(ce)預(yu)警系(xi)(xi)統，初(chu)步實現(xian)了(le)(le)災變體漸進破壞過(guo)程的(de)(de)高相似度模(mo)擬(ni)與預(yu)測(ce)。提高了(le)(le)我(wo)國(guo)(guo)災害監測(ce)分(fen)析與預(yu)警水(shui)平(ping)，獲得了(le)(le)顯著的(de)(de)社會經濟效益，引(yin)領了(le)(le)我(wo)國(guo)(guo)地質災害防治理論與技術的(de)(de)發(fa)展。
北京卓越經緯測控技術有(you)限公司
深入研究(jiu)(jiu)了本項目中監(jian)測(ce)設備的工(gong)作(zuo)(zuo)環境、防(fang)護等(deng)(deng)級需(xu)(xu)求，從(cong)工(gong)業產(chan)品和防(fang)護要求方(fang)面(mian)開展監(jian)測(ce)設備系統集成(cheng)(cheng)研究(jiu)(jiu)，完(wan)(wan)成(cheng)(cheng)了監(jian)測(ce)設備環境適(shi)應性設計(ji)；深入研究(jiu)(jiu)并通過實驗驗證了一些公認的便于實現自動化(hua)分析(xi)的計(ji)算(suan)(suan)方(fang)法(fa)(fa)，篩選了齋藤法(fa)(fa)、Vedlulst灰色系統理論法(fa)(fa)等(deng)(deng)二(er)十余種安全(quan)分析(xi)、推測(ce)方(fang)法(fa)(fa)，完(wan)(wan)成(cheng)(cheng)了現場預(yu)警所需(xu)(xu)核(he)心算(suan)(suan)法(fa)(fa)的代(dai)碼(ma)編寫工(gong)作(zuo)(zuo)；采用數(shu)據模擬手段探索(suo)了基于監(jian)測(ce)數(shu)據和災變體結構(gou)的有限元計(ji)算(suan)(suan)方(fang)法(fa)(fa)；與河北穩控科技有限公司共同完(wan)(wan)成(cheng)(cheng)批量生產(chan)工(gong)作(zuo)(zuo)。
推廣應(ying)用及經濟社(she)會效(xiao)益情況
應(ying)用(yong)情況：成果(guo)已(yi)(yi)得到廣泛應(ying)用(yong)，特(te)別是華北地(di)區(qu)和(he)三峽庫(ku)區(qu)，基(ji)于(yu)本項目研(yan)發成果(guo)的應(ying)用(yong)已(yi)(yi)達數(shu)百(bai)個監測區(qu)域，成功預報(bao)各(ge)類險(xian)情千(qian)余起（次），避(bi)免直接經濟損失數(shu)十億元，起到了很(hen)好(hao)的引領和(he)示范作用(yong)。
