智慧环保-地质灾害监测解决方案

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地质灾害远程监测解决方案
我国地质灾害复杂多样，灾害频繁，是世界上地质灾害最严重的国家之一，自然变迁和人为破坏是地质灾害的主要原因，主要灾害形态包括滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷、地面沉降和地裂缝等，严重影响地区经济建设和人民生命财产安全。

为了防止地质灾害的发生，必须高度重视地质灾害预防，必须事先做地质灾害调查，进行必要地地质灾害危险性评估。

地质灾害的防治需坚持“以防为主，防治结合”，通过建立一套具备完善预测、预报、预警能力和应急指挥能力的“地质灾害智能监测系统”，在灾害到来之前能发出预警信息，让相关部门迅速科学决
策，保障民众生命财产安全。

随着技术的进行，现代施工和养护要求的提高，对监测的需求也相应的提高了，传统的人工监测的方法越来越难以满足监测的实际需求。

在线安全监测作为实时的在线监测手段，相对人工监测优势明显，传统人工监测与在线监测的各项参数对比见下表。

项目传统人工监测在线安全监测
实效性很难保证数据稳定，尤其在恶劣天气下不受天气影响实时监测，在恶劣环境下仍保证数据稳定
连续性进行定期（比如一年/两年一次）的检
验
进行长期不间断的 24 小时在线测试，能够反映细微的
变化趋势
准确性 系统误差和随机误差比较大基本上克服了人的主观造成的误差
可量化以观察为主，数据量化困难以科学的数据来监测，以量化为基础，提供海量的数据
便捷性非常繁琐，人工记录再输入电脑随时查看，后台操作，实现自动化、远程化、可回查、可复制性强
安全性需要人工检测，恶劣环境下对于人的安
全很难保证
安全稳定、主观误差小
3
设计思路
地质灾害预警是在各种原始监测数据和历史数据分析对比的基础上,根据数据分析结果来决策预警信息。

各侦测点终端数据采集设备对各项数据进行实时侦测，如单位时间内的降雨量、水
位、边坡位移等。

终端数据采集设备实时或间隔采集各项数据，并在无线网络平台的基础上，将采集数据通过无线通信终端传送到预警中心系统，中心系统将所得的各项数据进行综合分析，为预警决策系统提供依据。

当预警决策系统得出预警信息后，预警
系统采用数据信息、语音、短信的形式向预警终端发出预警信息。

技术路线
一体化智能检
测仪器
监测与预警云
平
台完
善
的运维服
务地质灾害综合解决方案
M3114
裂缝计应变计
单轴倾斜计
拉力传感器倾角传感器温湿度传感器
在现场关键位置布置相应
传感器
通过智能网关设备完成传感器数据采集并上传到云端服务器
云端对采集数据进行解析，并通过一定算法将原始数据转化为可分析数据
平台通过大数据计算，将地质状况展示在用户端，并可设置告警规则
M3115
M3114
通过对地质灾害监测行业的深入研究，研发地质灾害监测系统专业版，搭配公司生产的智能终端和选型相应传感器，推出了地质灾害预警系统专用方案。

GPRS、4G、NB-IOT
主要硬件：服务器、客户端主要软件：操作系统软件、数据库软件、监测系统软件
温度计、应变计、振动传感
器、压力、表面裂缝计、压差式变形（沉降）传感器等
智能终端（市电供电、
太阳能供电、电池供电可选）
监控中心通信网络
测量设备
终端设备
3
技术架构
技术路
线
分析报告
移动端
大屏展示
PC端
数据存储低功耗设
计RTC
实时时钟
传输协议输出信号
无协议数字信号
自定义协议ModBus 传输协议
TCP 透传ModBus HTTP MQTT
无线数传终端
数据处理GPS 定位基站定位
远程配置与升级
模拟信号
振弦信号
裂缝计温湿度
应变计
振动传感器水位计测斜仪
3
实现功能
技术路线
监测数据的存储，为今后灾害预警提供类比依据。

从专家库直接提取相应处理办法，及时采取人员介入、封锁道路等办法，将安全隐患消除在萌芽状态。

数据异常时，系统会触发相应三级报警机制，第一时间以短信、邮件等形式通知用户。

对变形、受力、环境等重要特性数据进行采集，实时掌握现场整体的安全状态。

按用户设定的算法对采集的数据进行计算，将传感器原始数据转化为表征安全状态的数据。

全天实时监测
数据自动分析
多重分析预警
应急预案处理
提供参考依据
实现功能
监测依据：《泥石流灾害防治工程勘查规范》、《地质灾害危险性评估规程》 、《崩塌·滑坡·泥石流监测规范》
3
重要特性监测项
技术路线
01
03
02
04
•滑体的三维位移量、位移方向、位移
速率等
•滑体重点变形部位、裂缝、滑带等点
对点之间的相对位移量
隐患点表面监测位移子系统
•深部裂缝
•滑带等点对点之间的相对位移量
隐患点内部位移监测子系统
•滑体的三维位移量、位移方向、
位移速率等
•滑体重点变形部位、裂缝、滑带等点对点之间的相对位移量
隐患点侵润线（地下水）
监测子系统
•滑体内不同部位的应力变化
•地表应力变化情况
隐患点地应力监
测子系统
05
07
06
•与滑体相关的河、沟、渠的水位、水
量、含沙砾量等动态变化隐患点地表水监
测子系统
•滑坡裂缝、建筑物裂缝•地表隆起、位移、沉降、塌陷•地裂缝、房屋树木的倾斜、泉水动态等
隐患点地质宏观形迹监测子系统
•降雨量、降雪量、融雪量、气
温、蒸发量等
隐患点周边环境监测子系
统
被动式网关：网关仅做透传，不对数据做任何加工处理，由平台定期下发轮询采集指令实现数据采集
主动式网关：网关主动采集传感器数据，并按一定格式
将数据打包后上传平台，无需平台下发轮询采集指令。

底层设备（采集数据）
数据核心平台（接收数据）
业务平台（订阅数据）
SDK订阅
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被动式协议主动式协议
数据多层级计算
采集数据流
原始测值
轮询采集
数据解析协议
过程测值
过滤（高低通、平均）
过程变量
自定义算法
结果变量
自定义算法
解决数据的深层次分析问题，实现数据价值的深度挖掘
自定义算法支持
算法文件
编写算法
傅里叶变换
变化速率振动幅值
位移错开量加速度……
上传
绑定算法
创建变量
绑定数据
源
自动计算
存储结果
设定计算周期
生成变量值
实时测量数据多变量分组走势
单变量走势
数据变化速率
01
0302
04
常规规则>=,<=,>,<,=多条件组合
多个常规规则条件组合
规则类别
规则说明
持续性规则连续n 个数据达到多条件组合规则递进性规则
连续n 个相邻数据差值达到多条件组合
规则自定义规则
自行编写规则脚本实现预警校验
分级预警
一级预警
二级预警
三级预警
运维人员
管理人员
领导
多级预警通知
支持多种预警规则设置
支持多级预警配置不同接收人员
4山洪地质灾害防御
应用案例
我国是一个多山的国家，伴随着社会的发展人类活动的影响，导致山洪灾害事故发生频繁。

近些年来，中小河流和山洪地质灾害因灾死亡、失踪的人数，以及造成的财产损失均占因洪灾害总计的70%。

中小河流和山洪地质灾害成为防洪减灾体系的薄弱环节。

“滑坡”、“崩塌”、“泥石流”、 “中小河流”、“病险水库”……这些热点词汇充斥着从国家宏观决策到相关行业领域的行动方针，也成为各界人士所议论的热点话题。

随着物联网、工业无线通信等相关学科发展，山洪地质灾害防御通过引用相关领域新产品、新技术实现了灾害预测、预报、预警、应急指挥的智能化。

山洪灾害预警是在各种原始监测数据和历史数据分析对比的基础上,根据数据分析结果来决策预警信息。

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各侦测点终端数据采集设备对各项水文数据进行实时侦测，如单位时间内的降雨量、降雨强度、水位、河流水速、水库放闸水速、水量等。

终端数据采集设备实
时或间隔采集各项数
据，并在无线网络平
台的基础上，将采集
数据通过无线通信终
端传送到预警中心系
统。

中心系统将所得的各
项数据进行综合分析，
为预警决策系统提供
依据。

当预警决策系统得出
预警信息后，预警系
统采用数据信息、语
音、短信的形式向预
警终端发出预警信息。

山洪灾害信息汇集与预警平台是山洪灾害预警系统的核心，主要由计算机网络系统和数据库系统组成。

系统数据接收、处理加工、信息查询预警决策信息交换
预警信息发布系统维护管理信息查询与服务
预报决策
水情监测系统预警中心系统
预警发布终端系统
01设备选型
02
平台
搭建
03
配置
设备
04
设备
连接
06
数据
采集
05
项目
启动
07
数据
分析
08
数据
展示
传感器选型
监测仪器，尤其是在线健康监测的仪器设备应根据监测项目来选择，传感器的选择应本着技术先进、经济合理、性能可靠适用、长期稳定并满足监测要求的原则。

监测项设备名称
降雨量雨量计
温湿度温湿度传感器
相对位移监测拉线式位移传感器
土体内部位移监测导轮式固定测斜仪
水位孔隙水压计
河流水速流速计
4应用案例设备选型
地质灾害监测智能终端
防爆防水智能终端
电源：9~24V
尺寸：14.5*13.5*6cm
优点：
•自动重连机制，保持一直在线
•支持RS485接口
•支持注册包与心跳包机制
•支持GPRS无线传输
•壳体防爆防水，可适用于恶劣环境
•提供产品参数配置工具
•简单配置即可接入监测平台
搭建流程：
配置网关设备
添加传感器解析协议配置传感器设备
配置监测现场
创建项目工程部署平台务器
注：在配置设备实现远程采集传感器数据前，需要先部署好监测平台及项目创建。

创建项目工程 - 管理端新建项目
生成授权项目给业主端的密钥
创建项目工程 - 业主端获得项目权限
业主端同步项目
业主端获得项目管理权限
配置监测现场
添加监测现场
配置现场信息
配置网关设备
配置设备信息，如网关和传感器通过网关编号识别设备
添加传感器解析协议
配置传感器设备
配置智能终端连接平台3）连接服务器成功后，平台端显示在线
1）连接设备到电脑
2）配置参数
连接传感器与采集设备
4项目启动
例
应用案
启动项目后，平台端才开始数据采集
以上步骤完成后，平台端可以获取到传感器的原始测值与一级输出测值。

网关采用被动上报方式，由平台间隔30分钟定时下发指令，采集传感器数据。

一级输出测值为原始测值经过配置传感器时选择的算法脚本计算后的输出结果。

此项目配置传感器时没有选择算法脚本，因此一级输出测值等于原始测值。

需要单个或多个原始测值或一级输出测值经过特定公式计算后才能得到结果的时候，需要下面的操作流程：
添加监测因素添加测
点信息
添加变
量算法
添加变
量信息
例如：获取平均温度第一步：添加监测对象
第二步：添加监测因素 - 测值的单位
第三步：添加测点信息
第四步：配置变量算法
第五步：添加变量信息
最后，进入数据分析页面查看数据分析，此处显示经过算法脚本运算的结果。

4预警设置
配置预警规则应用案
例
实时数据历史数据
数据分组分析
告警处理项目总览告警推送实时查询GIS地图展示。