物联网-泥石流监测方案
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2、滑坡GPS自动化监测预警系统 、滑坡 自动化监测预警系统 GPS监测系统由三部分组成：监测单元、数据传输和控制单元 、数据处理分析及管理单元。这三部分形成一个有机的整体 ，监测单元跟踪GPS卫星并实时采集数据，数据通过通讯网络 传输至控制中心，控制中心的GPS软件对数据处理并分析，实 时形变监测。
太阳能电池板
野 外 系 统
野外监测箱
数据总线 收绳钢丝 裂缝位移 传感器 变形端标杆 地 面 裂 缝 混凝土基础 充电控 制器 野外数 据终端 支撑架 蓄电池
混凝土基础
无 线 传 输
室 内 系 统
监测站计算机
数据总线
室内数据终端
Байду номын сангаас
内部资料 注意保密
内部资料 注意保密
长江委系统介绍 －（一）滑坡监测
内部资料 注意保密
无线传感网络监测系统——系统结构
监测网络架构：在实际部署时，采用分层网络的 架构。每个目前监测区域内的无线传感器节点组 成一个子网，子网内的节点依靠 无线多跳自组织 协议，通过多跳的方式把数据传递给基站。基站 在进行数据预处理后，通过 GPRS网络远距离把 数据发送回中心服务器。 监测系统构成：每个目标监测区域一般由 10～20 个节点构成，可依具体情况有所调整，整个项目 则由数个监测区域构成，系统构成中的子网数目 和网内节点数目都可以灵活调整。
内部资料 注意保密
泥石流监测项目和内容
监测项目 水源观测 土源观测 监测内容 雨量、土壤水、径 流量 崩塌、滑坡的长宽 、厚、度和体积， 变形情况
容重、泥位、地声 、断面、流速、流 量、总淤积量、粘 度、粒度
监测仪器 自记雨量计、自记土壤仪、三角 堰 常规地形测量仪器
泥石流体观测
容重仪、超声波泥位计、遥测地 声仪、水准仪、遥测流速仪、烘 箱、粘度仪、粘度筛、粘度分析 仪
内部资料 注意保密
内部资料 注意保密
GPS天线 电缆 滑 坡 监 严测 禁点 破 坏 观测墩
GPS接收机 基座
水准点 地面
内部资料 注意保密
长江委系统介绍 －（二）泥石流自动化监测
泥石流自动化监测系统是由综控中心(控制台)、 地声遥测、泥位遥测、雨量遥测、有线泥位等五 个子系统共同作用对泥石流活动进行监测。
中国移动物联网总体系统架构
感知层
传感器网络 物联网终端 承载网络
网络层
运营支撑系统
应用层
应用系统
CMNET
（4）
（5） （2） 传感器 读码器
（3）
WMMP-T
（1）
WMMP-A
摄像头
5
1、物联网业务管理平台是物联网业务运营管理的核心 2、物联网模组是物联网终端标准化的重要实现手段 3、专用通信网络为客户提供更优质的通道服务 4、应用系统是中国移动深度介入行业信息化的手段 内部资料 5、传感器网络的引入对中移动现有网络、管理体系提出新的要求
在每个孔洞不同深度都会部署数个倾角传感器（ 蓝色）。
山体往往由多层土壤或岩石组成，不同层次间由于物 理构成和侵蚀程度不同，其运动速度不同。通过这些 倾角传感器获得的不同层的倾角数据，可以监测山体 的运动状况。
内部资料 注意保密
无线传感网络监测系统——工作原理
在无线传感网络获取到各个传感器的数据后， 通过多传 感器数据融合和专家系统的智能处理，本监测系统就可以 据此判断出山体滑坡的趋势、强度和危险程度。如下图所 示。
内部资料 注意保密
无线传感网络监测系统——系统结构
节点物理距离：每两个节点之间的距离大约是 20 至 100 米左右。 节点数采周期：数据采集间隔也可以由中心服务 器灵活控制，在旱季可以调整为每 24 小时采集 并传递一次数据，从而节省能量且避免大量的旱 季冗余数据。而在雨季危险期，其采集间隔可以 密集至 2 分钟一次，从而保证实时监测预警功能 。
注意保密
谢谢
内部资料 注意保密
内部资料 注意保密
无线传感网络法 vs 传统滑坡监测方法
传统滑坡监测主要是在现场布置固定的传感器或仪表后， 通过汇总人工定时读取的数据来得到滑坡的安全状况，难 以及时甚至无法捕捉到滑坡临近失稳前的最宝贵信息，因 此不可能及时准确地对滑坡状况进行预测报警。 而使用无线传感器网络可以得到山体滑坡实时监测数据， 并据此确定出现山体滑坡的危险性。由于采用无线传输的 方式，无线传感器网络可以很方便的进行初期的部署，数 据的传输也不会因为地形的改变而中断，因此非常适合用 于山体滑坡现场的环境监测。
内部资料 注意保密
长江上游滑坡、泥石流预警系统 -分区分级管理
短期预报
管 理 中 心 站 站 信息反馈 级 一
业务指导
技术报务
二 级 站
点
信息反馈 信息反馈
预 警 减 灾 灾
防
群测群防站
内部资料 注意保密
长江委系统介绍 －（一）滑坡监测
1、滑坡变形监测系统 滑坡变形监测系统 滑坡裂缝变形自动化监 测系统采用有线和无线 相结合，以现场总线结 构方式组建地质灾害监 测网，系统主要由计算 机、裂缝位移计以及供 电、采集、传输等组件 构成。
内部资料 注意保密
滑坡和泥石流监测方法
滑坡监测常规方法包括简易排桩法观测、简易地表裂缝变形观 测、建筑物倾斜观测、三角交汇法观测和横向视准线法等；对危害 大、变形明显且有一定规模的滑坡采用先进的滑坡位移监测报警仪 和GPS滑坡位移监测技术等进行定期观测，可提高监测精度，达 mm级。 泥石流监测项目主要有水源观测、土源观测、泥石流体观测 。对泥石流的常规监测内容主要是泥石流运动要素观测、流域 内的气候和雨量观测、泥石流的形成过程观测、沟道冲淤变化 观测等。监测方法主要有有泥石流常规方法和先进的泥石流自 动监测预警系统监测。
内部资料 注意保密
无线传感网络监测系统——节点终端
应用无线 Mesh 网络
实现灵活的自组织自愈合 每个节点都可以可靠传递数据
采用太阳能供电
无线节点不需要外部电源设施 便于布署在野外山体孔洞 配合蓄电池可使用6个月
使用外部传感器总线（ESB）
集成了4组通用接口 可以直接连接2或 3线传感器
内部资料 注意保密
内部资料 注意保密
滑坡监测项目和方法表
监测项目 裂缝 位移 主滑带（ 主滑带（面 ） 地表水 地下水 降水量 宏观变形 迹象 监测内容 地表裂缝、 地表裂缝、建筑物裂缝 地表位移、 地表位移、地下位移 主滑带（ 主滑带（面）位置、位移速 位置、 度 自然沟水、 自然沟水、江河湖库水位 钻孔、井水、泉水、 钻孔、井水、泉水、孔隙水 压力 降雨量 地表巡视 通常指常规降雨观测 异常的种类、位置、范围、特征 异常的种类、位置、范围、 监测方法 固定桩、砂浆片、回家标志、 固定桩、砂浆片、回家标志、传感器 排桩法、三角交汇法、 排桩法、三角交汇法、横向视准线法 、传感器 传感器、位移计、 传感器、位移计、倾测仪 水位、 水位、水量等
数据采集系统
内部资料 注意保密
数据发布系统
当发生预警时 可通过MAS服 务器给周边居 民发送告警信 息，通知群众 紧急疏散
信息处理平台 数据库
短 短 信
短 信 彩 信
GSM/ GPRS
IAGW-A IAGW-M MAS
IAGW
平时可作为公 众信息披露由 政府定期通知 群众山体健康 状况
内部资料 注意保密
内部资料 注意保密
无线传感网络监测系统——工作原理
山体滑坡的监测主要依靠两种传感器的作用，液位传感器 和倾角传感器。在山体容易发生危险的区域，将会沿着山 势走向竖直设置多个孔洞，如下图所示。
内部资料 注意保密
无线传感网络监测系统——工作原理
在每个孔洞最下端都会部署一个液位传感器（红 色）。
由于该地区的山体滑坡现象主要是由雨水侵蚀产生的 ， 因此地下水位深度是标识山体滑坡危险度的第一指 标。
冲淤观测
内部资料 注意保密
舟曲现有长江委预警系统
现有预警系统为“长江上游滑坡泥石流预警系统”的一部分，为长江 水利委员会（水利部直属副部级单位）建设，技术部分由长江委水土 保持局负责。（汶川地震后国土资源部也给舟曲赠送过预警设备） 本次泥石流发生地，四川为长江委责任范围（阿坝，绵阳，德阳，广 元），甘肃为长江委和黄河委责任范围（甘南，陇南，天水）。 长江上游水土保持委员会于1991年开始筹建上游地区滑坡、泥石流预 警系统，以便对滑坡、泥石流等灾害实施有效监测、预警和预报。至 2001年底，长江上游滑坡、泥石流预警系统建有1个中心站、3个一级 站、9个二级站、58个监测预警点和20个群测群防试点县。 中心站设在长江委总部武汉，陇南市有一个一级站，舟曲县有一个二 级站，三眼峪附近有锁儿头预警点。 预警系统曾多次预报滑坡和泥石流，并于2006年在舟曲成功预报过一 次，但本次泥石流（8.8）系统没有预警，事后8.12成功预警一起。 长江委认为国家给预警系统投入过低（每年300－500万），监督员工 资过低（600元），造成的监控系统老化（系统已工作十年）、监控 点不足和监控失位为本次预警失灵的主要原因。
——基于无线传感网络的山体滑坡监测系统 ——基于无线传感网络的山体滑坡监测系统
滑坡泥石流监测方案
2010年12月
舟曲泥石流灾害五大成因
一是地质地貌原因。舟曲一带是秦岭西部的褶皱带，山体分化 、破碎严重，大部分属于是炭灰夹杂的土质，非常容易形成地 质灾害。 二是“５·１２”地震震松了山体。舟曲是“５·１２”地震的重 灾区之一，地震导致舟曲的山体松动，极易垮塌，而山体要恢 复到震前水平至少需要３—５年时间。 三是气象原因。今年舟曲遭遇严重干旱，这使岩体、土体收缩 ，裂缝暴露出来，遇到强降雨，雨水容易进入山缝隙，形成地 质灾害。 四是瞬时的暴雨和强降雨。由于岩体产生裂缝，点状暴雨和强 降雨深入岩体深部，导致岩体崩塌、滑坡，形成泥石流。 五是地质灾害自由的特征。地质灾害隐蔽性、突发性、破坏性 强。今年国内发生的地质灾害有１／３是监控点以外发生的， 隐蔽性很强，难以排查出来。然而一旦成灾，损失很大。
太阳能电池板
野 外 系 统
野外监测箱
数据总线 收绳钢丝 裂缝位移 传感器 变形端标杆 地 面 裂 缝 混凝土基础 充电控 制器 野外数 据终端 支撑架 蓄电池
混凝土基础
无 线 传 输
室 内 系 统
监测站计算机
数据总线
室内数据终端
Байду номын сангаас
内部资料 注意保密
内部资料 注意保密
长江委系统介绍 －（一）滑坡监测
内部资料 注意保密
无线传感网络监测系统——系统结构
监测网络架构：在实际部署时，采用分层网络的 架构。每个目前监测区域内的无线传感器节点组 成一个子网，子网内的节点依靠 无线多跳自组织 协议，通过多跳的方式把数据传递给基站。基站 在进行数据预处理后，通过 GPRS网络远距离把 数据发送回中心服务器。 监测系统构成：每个目标监测区域一般由 10～20 个节点构成，可依具体情况有所调整，整个项目 则由数个监测区域构成，系统构成中的子网数目 和网内节点数目都可以灵活调整。
内部资料 注意保密
泥石流监测项目和内容
监测项目 水源观测 土源观测 监测内容 雨量、土壤水、径 流量 崩塌、滑坡的长宽 、厚、度和体积， 变形情况
容重、泥位、地声 、断面、流速、流 量、总淤积量、粘 度、粒度
监测仪器 自记雨量计、自记土壤仪、三角 堰 常规地形测量仪器
泥石流体观测
容重仪、超声波泥位计、遥测地 声仪、水准仪、遥测流速仪、烘 箱、粘度仪、粘度筛、粘度分析 仪
内部资料 注意保密
内部资料 注意保密
GPS天线 电缆 滑 坡 监 严测 禁点 破 坏 观测墩
GPS接收机 基座
水准点 地面
内部资料 注意保密
长江委系统介绍 －（二）泥石流自动化监测
泥石流自动化监测系统是由综控中心(控制台)、 地声遥测、泥位遥测、雨量遥测、有线泥位等五 个子系统共同作用对泥石流活动进行监测。
中国移动物联网总体系统架构
感知层
传感器网络 物联网终端 承载网络
网络层
运营支撑系统
应用层
应用系统
CMNET
（4）
（5） （2） 传感器 读码器
（3）
WMMP-T
（1）
WMMP-A
摄像头
5
1、物联网业务管理平台是物联网业务运营管理的核心 2、物联网模组是物联网终端标准化的重要实现手段 3、专用通信网络为客户提供更优质的通道服务 4、应用系统是中国移动深度介入行业信息化的手段 内部资料 5、传感器网络的引入对中移动现有网络、管理体系提出新的要求
在每个孔洞不同深度都会部署数个倾角传感器（ 蓝色）。
山体往往由多层土壤或岩石组成，不同层次间由于物 理构成和侵蚀程度不同，其运动速度不同。通过这些 倾角传感器获得的不同层的倾角数据，可以监测山体 的运动状况。
内部资料 注意保密
无线传感网络监测系统——工作原理
在无线传感网络获取到各个传感器的数据后， 通过多传 感器数据融合和专家系统的智能处理，本监测系统就可以 据此判断出山体滑坡的趋势、强度和危险程度。如下图所 示。
内部资料 注意保密
无线传感网络监测系统——系统结构
节点物理距离：每两个节点之间的距离大约是 20 至 100 米左右。 节点数采周期：数据采集间隔也可以由中心服务 器灵活控制，在旱季可以调整为每 24 小时采集 并传递一次数据，从而节省能量且避免大量的旱 季冗余数据。而在雨季危险期，其采集间隔可以 密集至 2 分钟一次，从而保证实时监测预警功能 。
注意保密
谢谢
内部资料 注意保密
内部资料 注意保密
无线传感网络法 vs 传统滑坡监测方法
传统滑坡监测主要是在现场布置固定的传感器或仪表后， 通过汇总人工定时读取的数据来得到滑坡的安全状况，难 以及时甚至无法捕捉到滑坡临近失稳前的最宝贵信息，因 此不可能及时准确地对滑坡状况进行预测报警。 而使用无线传感器网络可以得到山体滑坡实时监测数据， 并据此确定出现山体滑坡的危险性。由于采用无线传输的 方式，无线传感器网络可以很方便的进行初期的部署，数 据的传输也不会因为地形的改变而中断，因此非常适合用 于山体滑坡现场的环境监测。
内部资料 注意保密
长江上游滑坡、泥石流预警系统 -分区分级管理
短期预报
管 理 中 心 站 站 信息反馈 级 一
业务指导
技术报务
二 级 站
点
信息反馈 信息反馈
预 警 减 灾 灾
防
群测群防站
内部资料 注意保密
长江委系统介绍 －（一）滑坡监测
1、滑坡变形监测系统 滑坡变形监测系统 滑坡裂缝变形自动化监 测系统采用有线和无线 相结合，以现场总线结 构方式组建地质灾害监 测网，系统主要由计算 机、裂缝位移计以及供 电、采集、传输等组件 构成。
内部资料 注意保密
滑坡和泥石流监测方法
滑坡监测常规方法包括简易排桩法观测、简易地表裂缝变形观 测、建筑物倾斜观测、三角交汇法观测和横向视准线法等；对危害 大、变形明显且有一定规模的滑坡采用先进的滑坡位移监测报警仪 和GPS滑坡位移监测技术等进行定期观测，可提高监测精度，达 mm级。 泥石流监测项目主要有水源观测、土源观测、泥石流体观测 。对泥石流的常规监测内容主要是泥石流运动要素观测、流域 内的气候和雨量观测、泥石流的形成过程观测、沟道冲淤变化 观测等。监测方法主要有有泥石流常规方法和先进的泥石流自 动监测预警系统监测。
内部资料 注意保密
无线传感网络监测系统——节点终端
应用无线 Mesh 网络
实现灵活的自组织自愈合 每个节点都可以可靠传递数据
采用太阳能供电
无线节点不需要外部电源设施 便于布署在野外山体孔洞 配合蓄电池可使用6个月
使用外部传感器总线（ESB）
集成了4组通用接口 可以直接连接2或 3线传感器
内部资料 注意保密
内部资料 注意保密
滑坡监测项目和方法表
监测项目 裂缝 位移 主滑带（ 主滑带（面 ） 地表水 地下水 降水量 宏观变形 迹象 监测内容 地表裂缝、 地表裂缝、建筑物裂缝 地表位移、 地表位移、地下位移 主滑带（ 主滑带（面）位置、位移速 位置、 度 自然沟水、 自然沟水、江河湖库水位 钻孔、井水、泉水、 钻孔、井水、泉水、孔隙水 压力 降雨量 地表巡视 通常指常规降雨观测 异常的种类、位置、范围、特征 异常的种类、位置、范围、 监测方法 固定桩、砂浆片、回家标志、 固定桩、砂浆片、回家标志、传感器 排桩法、三角交汇法、 排桩法、三角交汇法、横向视准线法 、传感器 传感器、位移计、 传感器、位移计、倾测仪 水位、 水位、水量等
数据采集系统
内部资料 注意保密
数据发布系统
当发生预警时 可通过MAS服 务器给周边居 民发送告警信 息，通知群众 紧急疏散
信息处理平台 数据库
短 短 信
短 信 彩 信
GSM/ GPRS
IAGW-A IAGW-M MAS
IAGW
平时可作为公 众信息披露由 政府定期通知 群众山体健康 状况
内部资料 注意保密
内部资料 注意保密
无线传感网络监测系统——工作原理
山体滑坡的监测主要依靠两种传感器的作用，液位传感器 和倾角传感器。在山体容易发生危险的区域，将会沿着山 势走向竖直设置多个孔洞，如下图所示。
内部资料 注意保密
无线传感网络监测系统——工作原理
在每个孔洞最下端都会部署一个液位传感器（红 色）。
由于该地区的山体滑坡现象主要是由雨水侵蚀产生的 ， 因此地下水位深度是标识山体滑坡危险度的第一指 标。
冲淤观测
内部资料 注意保密
舟曲现有长江委预警系统
现有预警系统为“长江上游滑坡泥石流预警系统”的一部分，为长江 水利委员会（水利部直属副部级单位）建设，技术部分由长江委水土 保持局负责。（汶川地震后国土资源部也给舟曲赠送过预警设备） 本次泥石流发生地，四川为长江委责任范围（阿坝，绵阳，德阳，广 元），甘肃为长江委和黄河委责任范围（甘南，陇南，天水）。 长江上游水土保持委员会于1991年开始筹建上游地区滑坡、泥石流预 警系统，以便对滑坡、泥石流等灾害实施有效监测、预警和预报。至 2001年底，长江上游滑坡、泥石流预警系统建有1个中心站、3个一级 站、9个二级站、58个监测预警点和20个群测群防试点县。 中心站设在长江委总部武汉，陇南市有一个一级站，舟曲县有一个二 级站，三眼峪附近有锁儿头预警点。 预警系统曾多次预报滑坡和泥石流，并于2006年在舟曲成功预报过一 次，但本次泥石流（8.8）系统没有预警，事后8.12成功预警一起。 长江委认为国家给预警系统投入过低（每年300－500万），监督员工 资过低（600元），造成的监控系统老化（系统已工作十年）、监控 点不足和监控失位为本次预警失灵的主要原因。
——基于无线传感网络的山体滑坡监测系统 ——基于无线传感网络的山体滑坡监测系统
滑坡泥石流监测方案
2010年12月
舟曲泥石流灾害五大成因
一是地质地貌原因。舟曲一带是秦岭西部的褶皱带，山体分化 、破碎严重，大部分属于是炭灰夹杂的土质，非常容易形成地 质灾害。 二是“５·１２”地震震松了山体。舟曲是“５·１２”地震的重 灾区之一，地震导致舟曲的山体松动，极易垮塌，而山体要恢 复到震前水平至少需要３—５年时间。 三是气象原因。今年舟曲遭遇严重干旱，这使岩体、土体收缩 ，裂缝暴露出来，遇到强降雨，雨水容易进入山缝隙，形成地 质灾害。 四是瞬时的暴雨和强降雨。由于岩体产生裂缝，点状暴雨和强 降雨深入岩体深部，导致岩体崩塌、滑坡，形成泥石流。 五是地质灾害自由的特征。地质灾害隐蔽性、突发性、破坏性 强。今年国内发生的地质灾害有１／３是监控点以外发生的， 隐蔽性很强，难以排查出来。然而一旦成灾，损失很大。