裴灵+刘鸿燕+粟俊江+李东林
摘 要：傳统地质灾害监测手段存在诸多缺陷，不能满足社会与工程建设的基本需求。在此背景下本团队自主研发出地质灾害智能监测预警系统。该智能监测预警系统能24小时不间断的监控，利用全球覆盖的GSM数据网络并不限制电脑或者手机、甚至智能手表等各类终端接收监测数据。拥有云端的远程数据管理系统RDMS对位移数据进行分析判断，根据失稳阈值智能发出预警。具有智能延迟处理技术，避免飞鸟走兽对位移数据的影响。通过对重庆、四川等地的多个灾害点进行实测，系统运转稳定，预警效果及时。是国内市场上处于先进水平的整体解决方案，值得推广。
关键词：斜坡重力地质灾害；地质灾害智能监测预警系统；远程数据管理系统；智能延迟技术
引言
我国是一个多山地的国家，特别我们重庆，深受滑坡、崩塌、泥石流等重力地质灾害的危害。群测群防监测手段大多采用人工收集方式，存在数据收集不及时、信息覆盖面不足的缺点。其他传统地质灾害监测手段存在诸多缺陷，不能满足社会与工程建设的基本需求。2012年的《山洪地质灾害防治规划》、《国务院关于加强地质灾害防治工作的决定》，明确了在我国地质灾害易发区建立地质灾害调查评价体系、监测预警体系、防治工程体系和应急体系的任务，其中，建立专业监测和群测群防相结合的地质灾害监测预警体系是一项很重要的内容，基于传感器网络技术发展监测预警体系建设是未来非常有前景的发展方向。
1 传统地质灾害监测手段的不足
传统的地质灾害监测具备以下几个缺点：
（1）野外布设的系统通常无法做到实时智能化的采集数据（通常间隔2-4小时进行一次），导致很多时候不能有效地监测地质不稳定体；
（2）对于所采集的数据经常会受到条件的限制而无法及时传回地质工作人员手中，大多时候需要专业人员到现场进行采集；
（3）对动物、风等非地质体位移因素的影响原拉绳式位移监测系统无法有效排除干扰，往往造成地质人员的误判[1]。
本文所介绍的系统已经做到了对地质不稳定体进行自动化监控和预警，具有30-50次/60min的数据监测频率，且采用智能延时处理技术，避免非位移数据所带来的干扰。配合远程数据管理系统实现了无区域性限制、失稳智能分析预警。
2 该智能监测系统的组成及优势
2.1 系统组成
智能监测预警系统包括智能化监测设备和智能化监测预警信息平台。
（1）智能化监测设备
本系统的智能化监测设备由以下四个部分组成：拉绳位式移计、模拟信号预处理模组、GSM网络传输模组、太阳能电池模组。
（2）智能化监测预警信息平台
本系统配备远程数据管理系统RDMS（Remote Data Management System）可查看实时数据及时进行远程参数控制（报警阀值设置及报警方法、数据共享及备份、日期时间及采集发射时间周期，各种控制参数设置、数据查询及曲线绘制、报表输出等）。同时设备拥有整体的超低电能消耗，专为地质灾害野外实际需求设计，可长时间、高可靠度工作，实现实时无间断的监控。
2.2 系统优势
本监测系统相比其他的地质灾害智能监测设备实现了24小时不间断监测，并配备了远程数据管理系统对所采集的数据进行分析和处理，达到智能预警效果。在设备抗干扰方面，采用了延时处理技术，对动物、风等非地质体位移因素的影响进行处理。位移数据通过GSM网络传输至云端平台，实现了无区域性限制的实时监控。选用具有低功耗高效率的电子元件，在野外持续工作7000小时以上。
3 案例分析
2016年1月，本团队来到了万盛经开区腰子山不稳定斜坡体进行实地测试。在该不稳定体后援上下两侧安装了拉绳式位移监测装置，其中一侧安装在后缘上部稳定基岩中，另一侧安装在不稳定斜坡体上。
在调试完毕后，我们成功的在手机终端接收到位移数据（见图1），在之后的时间段内通过手机利用覆盖各地的GSM信号稳定的接收到监测数据。
监测数据显示：在1月8日到10日期间，该观测点发生了1.45cm的位移。在1月10日到18日这段时间，位移数据持续增加，最高达2cm。由于该不稳定斜坡变形破坏模式为蠕滑-拉裂型破坏模式。在此类不稳定体的后缘裂隙如果发生位移持续增大的趋势，则说明该斜坡可能进入滑动阶段。根据远程数据管理系统对该变形模式数据的预判处理，自动的发出了滑坡警告。
事实证明，该地于2016年1月21日晚上22：50左右，斜坡后缘局部发生了表层位移（见图2）。导致位于后缘处的一处单层居民房墙体损坏。由于该系统及时预报，居民及时的进行了避灾准备，减少了危害造成的损失。
此外，我们在重庆市江津区油溪镇杀牛洞、云阳渠马镇渠马村、云阳双土新集镇、云阳新津乡老集镇等地的不稳定斜坡体上也安装了地质灾害智能监测预警系统。数据显示以上监测点位移没有发生明显变化，这也与以上地点斜坡稳定现状相吻合，且数据读取稳定。
4 成果及技术总结
（1）本监测系统相比其他的地质灾害智能监测设备实现了整体自动化监控位移，所配备的远程数据管理系统RDMS对所采集的数据进行分析和处理，是目前安全监测领域较为完善的数据管理软件。
（2）通过配备的远程数据管理系统对数据的处理也实现了整体自动化监控地质不稳定体。
（3）在设备的抗干扰方面，RDMS采用了延时处理技术DHS，对动物、风等非地质体位移因素的影响进行处理，保证了地质不稳定体的位移数据的真实性，数据通过GSM网络传输至云端平台，从而实现了无区域性限制的实时监控。
（4）在本系统的内部元件选择方面，选用的是具有低功耗高效率的电子元件，其中包括自主研发设计出了专为地质灾害野外需求的GSM网络数据透传模块，该模块具有超低功耗的智能数传模块，通过对这类模块的选用以及两块太阳能电池板对蓄电池进行实时充电供能，从而做到了本系统可以安装在野外持续工作7000小时以上的先进科技成果。
（5）本团队研发的地质灾害监测预警系统，现已经成功申请了四项实用新型专利。
参考文献
[1]韩子夜，薛星桥.地质灾害检测方法技术现状与发展趋势[J].中国地质灾害与防治学报.2005，16（3）：138-141.
[2]林恢亮.试析我国地质灾害的监测方法与发展趋势[J].科技信息：科学教研，2007（26）：13-13.
[3]重庆有效处置严重地灾险情后重建综合防治仍需加大投入（新华社国内动态清样[Z].第4106期.
[4]郭希哲.地质灾害防治[M].水利水电出版社，2007，11-80.
[5]国土资源部.关于印发《全国地质灾害防治“十二五”规划》的通知国土资发〔2012〕73号[Z].
[6]延时处理技术DHS（Delayed Handle System）（专利号：201521062
976.8[P].
作者简介：裴灵（1985-），男，重庆，硕士研究生，工程师，研究方向：地质工程，地质灾害。
