公路自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警優(yōu)秀案例頻出，明年 6 月大灣區(qū)邊坡基坑監(jiān)測(cè)展續(xù)寫(xiě)行業(yè)新篇
近段時(shí)間，交通運(yùn)輸部公路局組織專業(yè)技術(shù)力量下沉一線，開(kāi)展公路監(jiān)測(cè)預(yù)警能力專項(xiàng)提升技術(shù)幫扶，進(jìn)一步防范化解公路安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，并歸納總結(jié)出19項(xiàng)47個(gè)公路自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)裝置優(yōu)秀案例。為展示幫扶組和各地公路管理部門(mén)完善資源整合渠道、加快布設(shè)現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備的創(chuàng)新舉措和顯著成效。
本文圖源：寶雞交通
安徽“水幕阻攔”防止二次事故發(fā)生
在2025年度全國(guó)公路交通部省聯(lián)合應(yīng)急演練暨推進(jìn)汛期公路安全風(fēng)險(xiǎn)管控工作交流座談中，巢黃高速公路桃花潭隧道的“智能柔性預(yù)警阻攔系統(tǒng)”演示了三級(jí)告警機(jī)制，10秒啟動(dòng)“水幕阻攔”，2分鐘完成車輛疏散，展現(xiàn)出科技應(yīng)急的精準(zhǔn)響應(yīng)能力。
今年年初，安徽省交通運(yùn)輸廳在桃花潭隧道部署了水幕柔性預(yù)警系統(tǒng)，融合“聲—光—影”多元感知與柔性封閉技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了事故秒級(jí)識(shí)別、入口柔性封控、遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)控制與導(dǎo)航分流一體化管理，打造了隧道場(chǎng)景下的智能化應(yīng)急防控新模式。
作為安徽省第一長(zhǎng)隧道，桃花潭隧道車流密集，如遇突發(fā)事故，易引發(fā)追尾、擁堵或二次事故。水幕柔性預(yù)警系統(tǒng)上線后，事故響應(yīng)時(shí)間從5分多鐘縮短至30秒以內(nèi)，事故處置效率提升90%。洞口前方急剎車頻次明顯下降，上線至今未發(fā)生一起二次事故，極大提升了隧道安全運(yùn)營(yíng)水平。
水幕柔性預(yù)警系統(tǒng)由水幕成像、洞外預(yù)警、遠(yuǎn)程控制三大子系統(tǒng)組成。
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水幕成像系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)噴淋水壓與流量，生成高可見(jiàn)性水幕屏障，同時(shí)投影警示圖案，兼具物理阻停與視覺(jué)提示功能；
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洞外預(yù)警系統(tǒng)在隧道外2公里范圍內(nèi)布設(shè)情報(bào)板、警示燈、輪廓燈與廣播設(shè)備，形成“預(yù)警—減速—停車”的三級(jí)預(yù)警引導(dǎo)區(qū)間；
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控制管理平臺(tái)支持AI異常識(shí)別與遠(yuǎn)程一鍵聯(lián)動(dòng)，事故信息在1分鐘內(nèi)可同步至高德地圖等導(dǎo)航平臺(tái)，有效疏導(dǎo)車流，形成“監(jiān)測(cè)—預(yù)警—攔截—分流”的閉環(huán)管理機(jī)制。
安徽省的首次成功部署，驗(yàn)證了水幕柔性預(yù)警系統(tǒng)具備四大功能與五項(xiàng)創(chuàng)新機(jī)制，能實(shí)現(xiàn)水幕柔性封閉、洞外多級(jí)預(yù)警、遠(yuǎn)程智能響應(yīng)及導(dǎo)航平臺(tái)聯(lián)動(dòng)，并具備無(wú)碰撞攔截、秒級(jí)反應(yīng)、車道精準(zhǔn)封控、云端一鍵調(diào)度等優(yōu)勢(shì)，適用于特長(zhǎng)隧道、高車流隧道及災(zāi)害高發(fā)區(qū)域隧道，將為全國(guó)智慧隧道管理提供經(jīng)驗(yàn)示范。
湖北立體巡檢技術(shù)將災(zāi)害響應(yīng)速度提升50%
為破解山區(qū)高速公路災(zāi)害隱患識(shí)別難、響應(yīng)慢、巡檢成本高等難題，湖北交投集團(tuán)在湖北省交通運(yùn)輸廳的指導(dǎo)下，自主研發(fā)部署“無(wú)人機(jī)+智能機(jī)巢+云端平臺(tái)”三位一體災(zāi)害巡檢技術(shù)，構(gòu)建起全天候、自動(dòng)化、智能化的立體災(zāi)害監(jiān)測(cè)與應(yīng)急處置體系。
今年6月，受連續(xù)強(qiáng)降雨影響，呼北高速公路（保宜襄陽(yáng)段）上行K1337+400邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警。5分鐘內(nèi)，無(wú)人機(jī)抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)巡檢，并實(shí)時(shí)回傳高清影像與毫米級(jí)位移數(shù)據(jù)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)核查確認(rèn)存在滑坡風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)急處置組立即封閉外側(cè)車道，并采用錨桿加固與坡面排水等緊急措施，12小時(shí)內(nèi)完成了險(xiǎn)情初步控制。該試點(diǎn)實(shí)現(xiàn)災(zāi)害響應(yīng)速度提升50%，有效保障了高速公路主線通行安全。
據(jù)了解，“無(wú)人機(jī)+智能機(jī)巢+云端平臺(tái)”三位一體災(zāi)害巡檢由硬件、軟件和通信三層構(gòu)成，具備自動(dòng)巡檢、智能分析、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)三大能力，支持5分鐘內(nèi)響應(yīng)、毫米級(jí)位移識(shí)別、全天候多機(jī)協(xié)同作業(yè)。該技術(shù)適用于復(fù)雜地質(zhì)路段、特長(zhǎng)橋梁、大車流高速及極端天氣場(chǎng)景，可通過(guò)“光伏+儲(chǔ)能”自供電方式部署于山區(qū)。
截至目前，湖北省已在呼北、杭瑞、滬渝等高速公路部署近20套設(shè)備，今年還將覆蓋武漢周邊高速公路，并逐步實(shí)現(xiàn)全線推廣。“該技術(shù)的應(yīng)用使巡檢頻次提升10倍，人力投入減少50%，災(zāi)害發(fā)現(xiàn)時(shí)間從數(shù)小時(shí)縮短至30分鐘，顯著提升了高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段的預(yù)警效率與安全保障能力�！焙苯煌稛o(wú)人機(jī)項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人介紹。
貴州 遙感技術(shù)更好監(jiān)測(cè)隱蔽高危點(diǎn)位
在蓉遵高速公路習(xí)水縣土城停車區(qū)路段，技術(shù)人員運(yùn)用InSAR遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)到邊坡位移變形加速跡象，變形速率達(dá)每月5毫米，觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害紅色預(yù)警�，F(xiàn)場(chǎng)核查后，發(fā)現(xiàn)該處存在滑坡體前緣裂縫擴(kuò)展及支擋結(jié)構(gòu)局部變形，養(yǎng)護(hù)部門(mén)采用臨時(shí)錨固+排水疏導(dǎo)方案，成功避免滑坡事故……今年汛期，依托InSAR遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，貴州省交通運(yùn)輸部門(mén)構(gòu)建的“精準(zhǔn)預(yù)警—快速處置—群眾避險(xiǎn)”閉環(huán)管理體系，有力保障了群眾安全便捷出行。
為破解貴州復(fù)雜山地公路地質(zhì)災(zāi)害隱患難識(shí)別、難監(jiān)測(cè)、難預(yù)警的技術(shù)難題，貴州省交通運(yùn)輸廳聯(lián)合技術(shù)單位在遵義、畢節(jié)等區(qū)域部署InSAR遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)。該技術(shù)以“多源數(shù)據(jù)獲取—干涉處理分析—形變反演—實(shí)地核查—災(zāi)害評(píng)估”為主線，構(gòu)建了高精度、廣覆蓋、智能化的隱患識(shí)別與動(dòng)態(tài)預(yù)警機(jī)制。
數(shù)據(jù)顯示，InSAR遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)自部署完成，已累計(jì)解譯7期數(shù)據(jù)，排查出440處潛在隱患點(diǎn)，經(jīng)外業(yè)核查確認(rèn)46處高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，其中已有4處進(jìn)入治理設(shè)計(jì)階段。經(jīng)分析，重點(diǎn)隱患監(jiān)測(cè)結(jié)果與地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)高度重合，充分驗(yàn)證了該項(xiàng)技術(shù)的可行性與科學(xué)性。
InSAR遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)具有成圖快、干擾少等優(yōu)勢(shì)，為貴州省公路邊坡、采空區(qū)、路基及下邊坡提供了高效的形變識(shí)別手段，能有效補(bǔ)充人工巡查無(wú)法觸達(dá)的隱蔽高危點(diǎn)位，支持動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和趨勢(shì)評(píng)估。在此基礎(chǔ)上，InSAR遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)融合長(zhǎng)波與中波SAR影像，突破高陡地形與植被遮擋限制，實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)形變監(jiān)測(cè)，適用于邊坡滑移、沉降、滑坡體等災(zāi)害隱患排查。
在此基礎(chǔ)上，貴州省已經(jīng)初步建立了基于InSAR的公路全路網(wǎng)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)排查機(jī)制，具備省域推廣價(jià)值，為構(gòu)建安全、智慧、高效的公路監(jiān)測(cè)預(yù)警體系提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)模板。
福建 “哨兵”值守風(fēng)險(xiǎn)路段
今年以來(lái)，福建省高速集團(tuán)依托自主研發(fā)的路橋?yàn)?zāi)害監(jiān)測(cè)哨兵系統(tǒng)，在全省多處高風(fēng)險(xiǎn)高速路段成功部署了橋梁與邊坡災(zāi)害預(yù)警設(shè)施。該系統(tǒng)借其多參數(shù)融合感知與實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)能力，已在多場(chǎng)實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)景中完成風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和預(yù)警響應(yīng)，保障了重點(diǎn)橋坡段行車安全。
“通過(guò)實(shí)橋拆除試驗(yàn)驗(yàn)證有效性后，路橋?yàn)?zāi)害監(jiān)測(cè)哨兵系統(tǒng)已先后在省內(nèi)38處風(fēng)險(xiǎn)路段中成功部署。此外，省內(nèi)136座高速公路中小橋群也已完成哨兵系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，湖南等地也同步展開(kāi)跨省試用。”福建省高速集團(tuán)工作人員介紹。
據(jù)了解，路橋?yàn)?zāi)害監(jiān)測(cè)哨兵系統(tǒng)依托斷路監(jiān)測(cè)儀與傾角振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀兩類核心設(shè)備，結(jié)合結(jié)構(gòu)耦合的電路狀態(tài)、振動(dòng)和姿態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)災(zāi)害事件的定性與定量雙重判別機(jī)制。其中，斷路監(jiān)測(cè)儀是一種覆蓋面廣、成本低的兜底感知設(shè)備，最遠(yuǎn)可監(jiān)測(cè)3公里區(qū)域，具備無(wú)線通信、自動(dòng)組網(wǎng)及自補(bǔ)電源功能，適用于快速部署與復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)條件。而傾角振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀則聚焦結(jié)構(gòu)姿態(tài)變化，融合傾角、加速度、溫度等4類傳感參數(shù)，可對(duì)橋梁橋墩或邊坡體實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)動(dòng)態(tài)感知，具備IP67級(jí)防護(hù)能力，適應(yīng)野外長(zhǎng)期運(yùn)作需求。
在此基礎(chǔ)上，路橋?yàn)?zāi)害監(jiān)測(cè)哨兵系統(tǒng)采用“一線一儀”復(fù)合布設(shè)策略，當(dāng)感知線被拉斷或設(shè)備檢測(cè)到姿態(tài)異常等多參數(shù)共振信號(hào)時(shí)，即自動(dòng)觸發(fā)垮塌或滑坡預(yù)警，并可聯(lián)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警器進(jìn)行邊緣預(yù)警。
項(xiàng)目測(cè)算顯示，相較GNSS、毫米波雷達(dá)等傳統(tǒng)方案，路橋?yàn)?zāi)害監(jiān)測(cè)哨兵系統(tǒng)總體成本可降低60%至90%，單設(shè)備成本僅需數(shù)千元，也極大緩解了山區(qū)風(fēng)險(xiǎn)路段災(zāi)害監(jiān)測(cè)的資金壓力，為高速公路安全運(yùn)行提供了可復(fù)制、可推廣的技術(shù)樣板。
廣西 微變監(jiān)測(cè)雷達(dá)動(dòng)態(tài)感知亞毫米級(jí)邊坡形變今年汛期，在廣西百色田西路和都巴路那良邊坡等多個(gè)地質(zhì)災(zāi)害隱患治理工程中，一套由廣西交通運(yùn)輸廳推動(dòng)部署的便攜式微變監(jiān)測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。該系統(tǒng)基于合成孔徑雷達(dá)與雷達(dá)干涉成像技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)全天候、全覆蓋、亞毫米級(jí)的邊坡形變量動(dòng)態(tài)感知，為邊坡施工安全和應(yīng)急預(yù)警提供有力支持。
在田西路K40+426-K40+696右側(cè)滑坡治理項(xiàng)目中，監(jiān)測(cè)雷達(dá)從坡腳至坡頂實(shí)施全域監(jiān)控。開(kāi)展削坡減載作業(yè)時(shí)，便攜式微變監(jiān)測(cè)雷達(dá)能及時(shí)捕捉到格梁區(qū)位移加速及“活躍滾石槽”等異常信息，輔助作業(yè)單位及時(shí)調(diào)整施工節(jié)奏，保障人員與設(shè)備安全。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，局部累計(jì)變形達(dá)200至220毫米，為橙色預(yù)警等級(jí)，坡底區(qū)域最大變形0至50毫米，為黃色預(yù)警等級(jí)。
在都巴路那良邊坡項(xiàng)目中，便攜式微變監(jiān)測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，自4月起4次預(yù)警及時(shí)傳達(dá)風(fēng)險(xiǎn)信號(hào)。項(xiàng)目單位據(jù)此采取了加設(shè)錨筋樁等措施，成功避免了邊坡垮塌。
據(jù)悉，便攜式微變監(jiān)測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)主要由雷達(dá)收發(fā)、伺服控制、圖像分析軟件等組成，具備360度掃描能力，可在數(shù)平方公里范圍內(nèi)提取上百萬(wàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)輸出雷達(dá)云圖及形變信息。通過(guò).Net Framework4.0架構(gòu)與TCP/IP通信，系統(tǒng)集成快速部署、遠(yuǎn)程控制、實(shí)時(shí)上傳、雙重加密等功能，具備便攜、高效、安全、穩(wěn)定等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
目前，該系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于廣西重點(diǎn)交通項(xiàng)目，在公路邊坡、隧道、橋梁、大壩等場(chǎng)景具有良好的推廣前景，憑借其面域覆蓋、實(shí)時(shí)反饋與多源集成的技術(shù)特性，正逐步成為復(fù)雜邊坡治理與災(zāi)害防范中的關(guān)鍵感知設(shè)備。
四川 “機(jī)械聯(lián)動(dòng)觸發(fā)”實(shí)現(xiàn)本地預(yù)警和遠(yuǎn)程報(bào)警近日，四川省交通運(yùn)輸廳在多條地質(zhì)災(zāi)害隱患突出的高速公路上完成了橋梁損毀緊急示警裝置的布設(shè)工作。該裝置基于機(jī)械聯(lián)動(dòng)觸發(fā)設(shè)計(jì)，即使在極端環(huán)境導(dǎo)致電力、通信中斷的情況下，仍可實(shí)現(xiàn)本地聲光預(yù)警和遠(yuǎn)程報(bào)警信號(hào)回傳，為極端災(zāi)害場(chǎng)景下的橋梁垮塌預(yù)警提供可靠保障。
目前，該系統(tǒng)已在雅西、雅康、九綿、汶馬等12條高速公路布設(shè)69處跨溝段，共安裝111套裝置，形成了覆蓋面廣、響應(yīng)迅速的區(qū)域性防災(zāi)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)。典型應(yīng)用包括成都繞城高速公路府河大橋、雅康高速公路日地溝保通橋梁等關(guān)鍵點(diǎn)位，模擬測(cè)試中均實(shí)現(xiàn)3秒內(nèi)示警、5秒內(nèi)報(bào)警信號(hào)傳輸，有效驗(yàn)證其實(shí)戰(zhàn)應(yīng)急能力。目前，該系統(tǒng)正計(jì)劃在沿江高速公路進(jìn)一步推廣，預(yù)計(jì)新增150余套。
橋梁損毀緊急示警裝置由聯(lián)動(dòng)裝置、感應(yīng)裝置、示警裝置與信息報(bào)警裝置組成，核心結(jié)構(gòu)為縱向網(wǎng)索，通過(guò)與橋梁主梁連接形成感知回路。一旦發(fā)生坍塌或落梁事件，網(wǎng)索拉動(dòng)插銷脫落，3秒內(nèi)觸發(fā)本地“機(jī)械式+聲光式”多級(jí)示警，5秒內(nèi)通過(guò)公網(wǎng)將報(bào)警信息發(fā)送至監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)“現(xiàn)場(chǎng)示警+遠(yuǎn)程預(yù)警+語(yǔ)音提醒”三同步機(jī)制。
相比傳統(tǒng)電子感知設(shè)備，橋梁損毀緊急示警裝置無(wú)需依賴電力與通信網(wǎng)絡(luò)，不受風(fēng)雪雷電、泥石流等極端天氣影響，適用于跨山洪溝、泥石流溝及強(qiáng)降雨沖擊等環(huán)境，此外，該裝置建設(shè)與維護(hù)成本低，具備較高的性價(jià)比與工程推廣價(jià)值。
公路自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警優(yōu)秀案例，不僅為行業(yè)積累了寶貴實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，更指明了技術(shù)創(chuàng)新方向。明年 6 月大灣區(qū)邊坡基坑監(jiān)測(cè)展，將匯聚這些案例中的先進(jìn)技術(shù)與理念，搭建交流合作平臺(tái)，助力企業(yè)探索監(jiān)測(cè)技術(shù)新路徑，推動(dòng)行業(yè)向更高效、更精準(zhǔn)的方向發(fā)展，續(xù)寫(xiě)公路與邊坡基坑安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的嶄新篇章。
