基于物聯網技術的地質災害
1引言
在“十一五”期間,我國著力加強地質災害防治基礎能力和應急支撐體系建設,完善規(guī)章制度,加大地質災害治理項目投入,地質災害防治工作取得顯著成效。
現在,面對新形勢、新任務和新要求,我國地質災害監(jiān)測預警能力依然存在諸多不足,如監(jiān)測網絡不夠完善、監(jiān)測點總量不足、智能化水平不高等。特別是由于地質災害技術人員受地理、生理等條件的限制,在應對復雜龐大、瞬息萬變、高度敏感的現場事態(tài)時,必須借助先進的信息通信技術平臺來彌補自身不足。為此,“十二五”期間,進一步提升地質災害監(jiān)測預警能力主要存在以下技術需求:
全方位、多類型的地質災害信息獲取;
靈活、快速、多途徑的應急通信;
多尺度動態(tài)信息分析處理和優(yōu)化決策;
國家和地區(qū)重大地質災害的早期監(jiān)測、快速預警技術平臺。
物聯網是指通過傳感器、射頻識別(RadioFrequencyIdentification,RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem,GPS)、激光掃描器等設備,按照約定協(xié)議,在人與物以及物與物之間進行信息交換和通信,實現智能化的識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等功能的一種新型網絡系統(tǒng)??梢?,物聯網的技術特點,是用于提升地質災害監(jiān)測預警能力的關鍵。
本文結合大唐電信集團在我國地質災害監(jiān)測預警領域的物聯網技術典型應用,在我國部分地質災害高發(fā)地區(qū)建設的物聯網監(jiān)測預警平臺,提出了一套完整的物聯網地質災害監(jiān)測預警解決方案。該方案的主要內容包括總體設計與技術特色兩部分。
2總體設計
方案總體設計主要包括前端監(jiān)測系統(tǒng)、傳輸網絡、M2M管理平臺和物聯網應用業(yè)務平臺四個部分。
2.1前端監(jiān)測系統(tǒng)
該部分主要是通過專用監(jiān)測設備,如雨量計、水位儀、傾斜儀、智能視頻設備等,對地質災害(包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等)進行實時監(jiān)測,實現專業(yè)監(jiān)測與群測群防監(jiān)測結合。
2.2傳輸網絡
傳輸網絡包括有線傳輸網、無線傳輸網、衛(wèi)星傳輸網及其他應急通訊網絡。主要實現由監(jiān)測系統(tǒng)到示范區(qū)、示范區(qū)到省(市)級物聯網平臺,再通過部省接口到全國監(jiān)測中心的數據傳輸,從而實現對數據接入節(jié)點的網絡管理與信息安全管理,保證信息的高效、可靠、實時、安全傳輸。
2.3M2M管理平臺
M2M管理平臺主要是實現監(jiān)測數據融合共享以及終端管理的服務平臺,該平臺對整個平臺體系的建立起到至關重要的作用。
2.4應用業(yè)務平臺
物聯網應用業(yè)務平臺分為全國一級應急中心和省級二級應急中心兩級系統(tǒng)建設,主要包括應用系統(tǒng)、應用支撐和數據庫建設三個部分,可實現監(jiān)測預警數據和應急資源數據的綜合分析、智能決策支持等,提高監(jiān)測預警和應急響應的效率和能力。
3技術特色
該項目基于物聯網、云計算等新一代信息技術和科技手段,創(chuàng)新性運用于地質災害監(jiān)測、預警和應急響應,是利用信息技術推進兩化融合的典范。該技術的主要特色具有以下幾點:
采用WSN技術和監(jiān)測設備實現各類監(jiān)測數據的智能感知和匯聚,實現地質災害監(jiān)測預警從群測群防向群專結合轉變。
采用動態(tài)適配技術實現異構傳感設備的統(tǒng)一接入和服務管理,建立具有海量數據處理能力的地質災害監(jiān)測數據融合和共享服務,實現異構、多源終端的統(tǒng)一接入和適配管理。
采用基于SOA的服務集成框架,實現平臺服務與業(yè)務應用的能力解耦,使監(jiān)測管理人員可以通過平臺監(jiān)控服務的健康狀態(tài)和可用性;業(yè)務平臺開發(fā)方可通過平臺提供的服務開發(fā)與交付環(huán)境,完成業(yè)務服務的創(chuàng)建、測試與交付運行。
采用多維的數據指標建模和綜合分析及展現技術,實現地質災害監(jiān)測數據和已有數據有效融合,為快速預警、應急響應和評估提供輔助決策。
4結論
本方案的具體實施將促進地質災害監(jiān)測預警領域物聯網核心技術與關鍵設備研發(fā),大力推進物聯網技術在地質災害中的典型示范應用,實現突發(fā)地質災害的監(jiān)測、預防和處置新路,對于提高突發(fā)地質災害監(jiān)測預警能力具有重大創(chuàng)新意義。
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