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“空天地内”精准监测山区公路边坡

2024-05-07 18:17:47 浏览量:
编者按:
       2024年5月6日,《中国交通报》在交通强国客户端全文刊发了《“空天地内”精准监测山区公路边坡》,介绍了公路地质灾害监控技术的发展历程,以及招商交科云眼边坡智能监测团队在工程中的成功预警案例,现将全文转载如下:
       我国山区面积辽阔,约占国土面积的三分之二。山区地形起伏、地质结构复杂,我国超200万公里的山区公路形成大量的边坡,受地震、气象、水文等自然因素影响,不可避免出现公路边坡地质灾害。
       工程界对边坡稳定性的关注便是从滑坡开始。20世纪六十年代,世界上几起灾难性边坡失稳事件的发生,令人们开始认识到结构面对边坡稳定性的控制作用。定性判断边坡稳定性的边坡检测理念诞生,其原理为利用观察、监测手段对造成边坡破坏的不同因素开展物理力学监测,主要通过对崩塌落土、地面裂缝、滑动变形等边坡失稳的宏观前兆现象进行预测,进而探究边坡失稳的发展规律。
       20世纪80年代,工程地质学及边坡科学研究进入了蓬勃发展的新时期,人们对地质灾害的认识从概念模型上升为理论模型,并从内部作用过程(机制)揭示滑动面形成过程,为复杂边坡稳定性评价及预测提供了重要的理论方法和工具。进入21世纪以后,各种现代智能化技术兴起,一系列新型边坡监测技术、方法进入大众视野,监测内容逐步拓宽,具体涵盖了内部因素、外部因素等多个指标,监测流程逐渐向数字化、自动化、智能化、集成化转变。
       2022年,交通运输部印发指导意见,加强交通运输应急管理体系和能力建设,明确提出提升风险监测预警能力,充分运用新技术手段提高运行监测感知能力。为保障公路建设和运营的安全,我国大力发展边坡灾变监测技术、装备及监测信息管理、预测预警技术,显著提高了公路建设、养护、管理水平。
       随着现代智能技术水平的不断提升,公路边坡监控技术已覆盖空(太空)、天(低空)、地(地表)、内(岩土体内部)等多个领域。空,依托太空卫星遥感技术,构建太空域信息传输监控网。天,依托航空观测技术,构建低空域信息传输监控网。地,依托地表测量技术,构建地表信息传输监控网。内,依托岩土体内部监测技术,构建地下信息传输监控网。
       智能监测系统是公路灾害“防患于未然”的有效手段。例如,位于三峡库区腹地的重庆市云阳县龙王溪码头,项目区域地质条件及施工环境较复杂,在施工过程中存在较大安全风险。为完善施工安全风险体系,项目组自施工进场便邀请招商交科云眼团队,针对项目具体特征和施工要求,布设了智能安全监测系统,以开展高边坡施工安全监控。通过自动化监控可了解堆积体区域的实际状况及其稳定性,提前规避施工风险,把崩坡积体灾害损失降低到最小程度。
       在监测过程中,技术团队发现监测变形量不断增大,变形速度过快,超过安全预警,随时可能发生滑塌,工作人员及时将监测结论通知相关单位。随后,招商交科技术员进入现场巡查,发现龙王溪码头上方临时便道边坡局部已发生变形滑移,随即通知项目组撤离,项目组积极响应,撤离下方施工工人6人,施工机械2台,避免了人员伤亡及财产损失。
       在科技日新月异的今天,智能化手段与先进传感器技术的迅猛发展,为公路边坡智能监测带来了革命性的突破。特别是机器学习,通过算法解析数据,直接从数据中学习到规律以此构建模型,比如BP神经网络、多层感知器、支持向量机、决策树、随机森林、各类集成模型以及深度学习模型等。依靠机器学习挖掘出地质数据与地质灾害之间蕴藏的联系,总结出灾害的行为模式,可以实现自动化、智能化的地质灾害精确预报。

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