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创新科技下的“千里眼”“顺风耳”—记甘肃省职工优秀技术创新成果一等奖获得者、兰山云地质灾害监测预警平台

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创新科技下的“千里眼”“顺风耳”—记甘肃省职工优秀技术创新成果一等奖获得者、兰山云地质灾害监测预警平台

信息来源:甘肃自然资源报 第415期 日期:2022-04-29 作者:牧子 赵亚杰 浏览次数:436次

2020年12月11日技术人员在中俄东线北段天然气管道边坡监测站安装设备.jpg

      2020年12月11日技术人员在中俄东线北段天然气管道边坡监测站安装设备

       在兰州市红星巷地矿大厦11楼,甘肃工程地质研究院(以下简称工研院)澳门永利总站官网线路大全中心多功能厅,工作人员轻点鼠标,5平米的宽大屏幕上,即刻呈现远在3300公里之外中国最北端——黑河市中俄东线北段输油气管道AB012滑坡监测站实时情景:太阳即将落山,风车在晚霞映衬的天空欢快旋转,屏幕下方一蓝一粉两条波纹呈平直状态,显示时间:2022年4月11日16:21。

     “咱们看到蓝色粉色这两条波纹线平行端直,地表GNSS参数和地下应力应变参数也恒稳,表明这个滑坡点处于稳定状态。而2021年4月1日,这些数据同时出现明显变化,监测预警平台系统发布AB012桩号所在坡体发生位移突变预警信息,并将预警信息反馈到业主单位相关负责人。有关人员立即展开现场核查,及时提出科学的治理建议,使意想不到的灾害即时止损。为此业主对我们的‘兰山云’非常认可。”工研院副院长、澳门永利总站官网线路大全中心主任侯云龙介绍说。

       “来,再看看兰成渝成品油输油管道陇南康县K481+900监测点情况。”

       只消一键切换,绿意盎然的陇南山区即刻跳在人面前。一条粗黄线在山间蜿蜒伸展,黄线右上方一处民房院角,和黄线正下方、左下方闪烁着宝蓝色的太阳能发电机板。

       工研院澳门永利总站官网线路大全中心副主任万宝峰和韩兵兵指着屏幕说:“这是康县阳坝境内,粗黄线就是兰成渝成品油输油管道。这三组太阳能所在的位置,就是K481+900滑坡监测点,我们2019安装有高精度位移监测GNSS和深部位移监测仪,有的传感器地下深埋达25米。正是这三组‘兰山云’,解决了多家单位探而未解的K481+900滑坡原因。”

      “兰山云”?什么是“兰山云”?

      “兰山云”的全称是“兰山云地质灾害监测预警平台及其系列产品”的注册商标,进一步讲,是工研院突破传统地勘行业的发展模式、联合知名高校、自主研发的利用智能传感技术、GNSS技术、物联网技术、云计算技术、大数据技术结合专业地质灾害监测设备,构建实时监测、预警预报、信息管理、辅助决策的综合解决方案。广泛应用于滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷、地面沉降和地裂缝等重点地质灾害隐患点实时在线的自动监测。

      “兰山云”是如何诞生的?

      “要建立高效科学的自然灾害防治体系,提高自然灾害防治能力,要实施自然灾害监测预警信息化等九大工程,提高多灾种和灾害链综合监测、风险早期识别和预报预警能力。” 2018年10月10日,习近平总书记在中央财经委员会第三次会议的讲话,给生态环境极其脆弱、地质灾害发育集中的甘肃指明了方向,省委省政府主要领导多次就地质灾害防治工作作出指示批示,要求坚持人民至上、生命至上,始终把保障人民生命财产安全放在第一位,“人防+技防+物防”全面发力,工程治理和生态治理同步推进,更大限度减少或避免地质灾害造成的损失。

       建立一套行之有效的、可实时监测的地质灾害监测预警体系,成为摆在地质部门面前的一项长期而紧迫的任务。

       2018年省自然资源厅向工研院下达了《兰州黄土高原区、陇南山地监测预警示范区地质灾害防治综合研究》任务。侯云龙说:“在这一课题研究中,我们发现一个普遍现象——传统的地勘单位以地质灾害调查为主,对地质监测预警设备研发、系统开发了解不是很深入,而设备厂家以设备研发为主,对地质灾害认知甚少,即地质灾害的监测预警所涉及不同学科交叉融合方面还存在一定的局限性,主要表现在监测数据利用率、转换率低。其次,已有的监测预警技术多是对地表——近地表物理量的观测,如降雨量、地表位移、温湿度等,存在监测空间单一、监测方法原始、监测参数匮乏等问题。这些问题直接导致了难以对灾害体内应力、应变的动态演化进行精细、实时捕捉,难以准确给出预警的阈值。”

       其时省地矿局各单位正在贯彻局党委提出的地勘工作转型升级高质量发展思路,事业单位分类改革如火如荼。工研院结合形势,观照本单位现情,事业功能较弱,分类改革中不占优势。转型离不开创新,高质量发展得有高科技支撑。刚刚成立的院澳门永利总站官网线路大全中心研究提出8个努力方向,将8个方向人均两个下压给当时仅有的4名技术人员,思考方案和出路,集思广益,达成共识——以科研项目带动技术创新,以新技术新方向的突破,带动转型升级。由此拉开了一场新技术革命。

       从哪里起步?从学习无人机技术开始。提出“空-天-地-地下”的地质灾害监测预警新思路后,派出4名技术人员到深圳大疆飞行学院学习无人机技术,掌握空间测量、分析和汛期隐患排查、预警技能。依托《兰州黄土高原区、陇南山地监测预警示范区地质灾害防治综合研究》项目,与北京大学、南方科技大学、日本千叶大学理学部、兰州大学等多所高校合作开展了多学科交叉背景下地质灾害监测预警技术与设备的研发与应用。联合共建了兰州皋兰山(简称 兰山)地质灾害科学研究站,通过对地质灾害形成机理、预警阀值、应急监测、快速处置等方面开展关键技术研究,并与司南导航厂合作,成功研发生产了兰山云地质灾害监测预警平台及其系列产品,提出了一套适用于黄土高原区多学科交叉融合的地质灾害监测预警整体解决方案,在监测预警项目得到广泛使用。

       “兰山云”诞生后,工研院院长白革学带着自豪与自信,积极与多年服务的老客户-中石油联系对接,快速将研发成果推介到中石油管道监测预警市场,把研究成果转化为市场项目,向中石油兰成渝成品油管道甘肃境内5个监测点“派出”第一批“兰山云”。其中比较典型的兰成渝K481+900滑坡灾害点,虽已实施了治理但每逢汛期地表就有明显变形,感觉输油管线时刻存在安全风险,却无法查明具体原因。“兰山云”坐阵后,通过滑坡深部位移、地表位移及雨量监测,找到了滑坡变形的主要原因,准确分析出变化特征和危害程度,通过精准监测即可达到防灾预期,避免了防治工程的巨额支出。

       自5·12汶川地震工研院服务于西南管道公司多年,现又“兰山云”立功,工研院在中石油创下好名声。2020年初中石油旗下的北方管道公司副总带队来兰州与工研院进行技术交流,委托工研院进行黑龙江省黑河AB012滑坡的常年监测。如此,三年来,“兰山云地质灾害监测预警平台及其系列产品”逐步服务于国家管网、铁路、公路、矿山、地灾等监测预警项目,其性能得到市场信赖,社会效益显著,有力地推动了工研院的转型升级,使其由传统的生产型成功迈进科研型事业单位行列。

       2021年底,经甘肃省地质工会推荐,兰山云地质灾害监测预警平台及其系列产品被甘肃省总工会、甘肃省科学技术厅、甘肃省人力资源和社会保障厅评为全省职工优秀技术创新成果一等奖。

       凭借“兰山云”,今年年初工研院在招投标中成功中标定西市2022年度地质灾害专群项目第三标段项目。该项目涉及定西市安定区和通渭县2县共55处地质灾害隐患点。3月初,工研院10人的技术团队克服疫情干扰,深入实地根据各地质灾害隐患点踏勘,制定了安装160套GNSS监测站、雨量计、多参数、泥位计等不同类型监测设备的方案。目前设备安装、调试、检测等工作均已完成,汛期即可上线执守。

       在工研院澳门永利总站官网线路大全中心,占地60平米的数据处理中心,多台服务器及高性能图形工作站群在24小时工作着,随时接收来自黑河、潍坊、成都、深圳以及本省定西市等100多个地质灾害点的800多组传感器数据,然后解析、再传输给业主。

       2021年3月29日,瑞士驻华大使一行在南方科技大学访问时,参观了该校与工研院研发的“兰山云” 地质灾害全链条分析研究平台,对“兰山云”平台的产-学-研-用的创新模式予以高度肯定。

       始于兰山,链接云端,服务四方。“兰山云”,这个创新科技下的“千里眼”“顺风耳”,未来将进一步开发从数据采集传输到解析处理、灾害安全性评价的多参量、全天候、一体化、智能滑坡监测预警系统,为建立高效科学的地质灾害防治体系提供技术支撑,为减轻自然灾害造成的生命财产损失提供科学保障。


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