物联网技术在地灾防治及应急救灾中的应用探讨

（中移物联网有限公司，重庆 401336）

物联网技术在地灾防治及应急救灾中的应用探讨

谭兴丽，任飞，张辛波，左庆邻

（中移物联网有限公司，重庆 401336）

通过对国土地质灾害防治背景、业务场景与需求的深入分析，综合应用NFC、物联网专网、通信模组、开放云平台、无人机等物联网领域技术，结合大数据智能分析决策技术、地理信息技术提供了一套标准化、智能化地质灾害防治及应急救灾解决方案，以实现地质灾害从调查、勘查、防治、监测预警到应急指挥救援等全业务流程管理，为物联网技术应用于国土地质灾害防治及应急救灾提供了新思路。

地质灾害；物联网专网；通信模组；开放云平台

1 业务分析

1.1 业务需求分析

依据《国务院关于加强地质灾害防治工作的决定》要求，地质灾害防治工作主要包括地质灾害调查评价、监测预警体系建设、避让搬迁与工程治理、基层能力建设和应急体系建设等。

地质灾害调查评价以查清地质灾害发生发展的地质环境条件，评价其稳定性危险性及发展趋势，进行地质灾害风险区划，确定重大地质灾害隐患点为主要工作。监测预警体系建设主要包括群测群防监测预警体系建设以及专业监测预警体系建设，通过群测群防终端设备及自动化专业监测预警设备完成对地质灾害监测数据收集、上报、分析、预警等工作。搬迁避让及工程治理是针对危险性大、危害严重的地质灾害隐患点采取搬迁避让的措施，按轻重缓急，有计划地分期、分批实施工程治理，从而彻底消除地质灾害隐患。应急管理体制通过建设应急处置平台，实现语音通信、视频会议、图像显示、预警预报、动态决策、综合协调与应急联动等功能。

1.2 物联网技术的应用需求分析

2015年，四川省国土资源厅发布《关于加强地质灾害防治工作的实施意见》中提到，在地质灾害防治工作中应积极采用地理信息、全球定位、卫星通信、无人飞机、遥感遥测等先进技术手段，探索运用物联网等前沿技术，提升地质灾害调查评价、监测预警的精度和效率。

因此随着物联网技术的发展以及基于物联网技术的专业设备商业化，结合物联网技术手段完善自然灾害调查评价体系、监测预警体系、防治体系、应急体系，成为地质灾害防治及应急救灾信息化建设的新思路。

目前全国各省围绕地质灾害调查评价体系、监测预警体系、防治体系、应急体系已基本建成信息化平台，本文则是基于信息化平台为依托，将NFC、物联网专网、通信模组、开放云平台、无人机等物联网领域技术应用于国土地质灾害防治及应急救灾中，以实现地质灾害防治及应急救灾标准化、智能化管理，从而提高对自然灾害的综合防范和抵御能力，最大限度地减少人民群众生命和财产损失。

2 物联网技术在地质灾害防治及应急救灾应用中的分析

2.1 群测群防人员智慧管理

在地质灾害防治管理工作中，群测群防监测体系是针对灾害点完成野外巡、排查、监测等工作的管理体系，传统的群测群防监测是通过终端设备，采集所负责的地质灾害隐患点的信息，并上传到后台系统，经过分析以实现对地质灾害隐患点的日常管理、监测预警等功能。通过对现有信息技术的分析，传统的群测群防信息管理技术不仅无法实现对群测群防野外工作的监管，也难以确保群测群防人员采集数据的真实性、准确性及实时性，这将影响地质灾害防治工作实际落地。

结合应用NFC、GPS与移动基站的动态耦合定位技术的地质灾害隐患点调查、巡查、排查、监测方案。一方面应用NFC技术，通过为每个地质灾害隐患点建立一张基于NFC芯片的识别码，群测群防人员在进行地质灾害隐患点的调查、巡查、排查、监测时，通过终端设备扫描识别码，采集界面将自动生成该地质灾害隐患点的基本信息，群测群防人员无需选择地质灾害隐患点，仅需上传调查、巡查、排查、监测结果数据，完成数据采集工作，基于NFC技术的地质灾害隐患点信息采集技术，确保了采集数据的真实性、准确性及实时性。另一方面，利用GPS和移动基站动态耦合技术，实现群测群防人员工作轨迹的查询和动态定位，以达到野外人员工作监管，提升群测群防数据采集工作的智能化监管，为地质灾害的防治工作开展提供了技术保障。

2.2 监测设备的智能化管理

在地质灾害防治工作中，使用如地表位移监测设备、降雨量监测设备等专业的地质灾害监测设备对灾害点进行实时监测，利用监测设备针对灾害点进行数据实时采集及海量存储，结合大数据分析手段提供灾害点的监测预警功能，从而达到对灾害点的实时管理能力，提升专群结合的监测预警水平。伴随大量监测设备的部署实施，业务在监测数据的时效性、安全性及专业监测设备的精细化管理上提出了新的要求。第一，目前的专业监测设备回传监测数据是通过传统的2G/3G/4G传输渠道，在公用信道的情况下，如何保障专业监测数据能够以最快的速度传回到后台系统进行分析预警，以达到对地质灾害的时效性管理要求。第二，在信息化飞速发展的现状下，信息安全是当前信息化发展的必须要求，专业监测数据属于业务保密数据，如何保障监测数据在传输过程中的安全性。第三，大量的专业监测设备都部署在野外，如何保障专业监测设备的精细化管理。

基于物联网技术的自动化专业监测平台是在上述业务需求背景条件下，结合运用了物联网专网卡、物联网通信模组、开放云平台技术，志在解决监测数据传输的实时性及安全性，以及监测设备的精细化管理三大问题。

图1 物联网专网组网架构图

图1所示是物联网专网组网架构图，中国移动物联网专网是指中国移动为满足物联网发展所需的丰富码号资源、物联网“规模性、流动性、安全性”特点以及业务个性化需求、客户高质量的网络保障而搭建的一张网络。通过建设物联网短信中心、物联网GGSN、物联网HLR等物联网专用网元，实现物联网用户与大众用户的网络分离，为行业客户提供可靠性和稳定性的高质量网络。专业监测设备使用物联网芯片、通信模组，即可将专业监测设备采集的灾害点数据通过物联网专网进行传输，将传输渠道与大众用户使用的网络分离，不仅提高了网络传输效率，同样也保障了数据传输的安全性，对地质灾害监测数据的时效性及安全性提供了有力的保障。

图2所示为中移物联网开放云平台架构，该云平台支持泛连接和大数据存储，可满足海量设备的大并发高吞吐量地快速接入，支持将分散在各地的设备通过云平台进行集中式管理，完成高效的资源管理和数据的安全存储。实现设备的监控管理、在线调试、实时控制；并且云平台提供消息路由、短彩信推送、APP信息推送等多种方式将数据分析结果、预警告警消息等快速推送给移动终端。

针对分散的地质灾害监测设备，利用云平台提供的泛连接功能方便快捷地接入云平台。结合物联网专网提供的各个监测设备物理位置（GPRS定位）、数据交互流量等信息，通过Model_Bus等工业控制器集中控制网络协议，实现远程对监测设备状态监控及集中管理。

图2 中移物联网开放云平台架构

随着物联网技术的蓬勃发展，在地质灾害专业监测工作中积极探索运用物联网技术，不仅可提高监测设备的精细化管理，同时保障了专业监测设备的数据采集传输的实时性及安全性，从而提高了地质灾害防治监测预警的精度和效率。

2.3 地质灾害隐患点可视化管理

为了实现信息对称，国土地质灾害防治及救灾工作中，对灾害点的可视化管理以地质灾害隐患点的实时现场监管，从而在室内可查看地质灾害现场情况，提高了地质灾害隐患点的预警预报能力。

实现地质灾害隐患点可视化管理，是从多个维度来监控地灾隐患点，使得监管部门在办公室或者应急指挥调度中心就可全面的了解地灾隐患点或者地灾现场的情况。这就包含前面我们所述的通过专业监测设备和现场监管人员反馈的信息，还可通过无人机快速的飞临现场结合物联网专网卡、通信模组，开放云平台技术。将该监控设备或无人机中灾害点的实时画面，利用通信模组及专网卡，实时传回开放云平台中，业务人员可以通过云平台查看实时的地质灾害现场数据，从而实现对地质灾害现场的实时监管。

2.4 综合应急救灾指挥平台

突发地质灾害将造成人民群众生命及财产损失，通常在地质灾害发生后，清晰、全面、直观的数据展示能力将提升地质灾害应急指挥效率，同样可为领导、专家提供科学有力的决策依据。

随着地理信息系统的发展，应急救灾指挥平台利用WebGIS平台，集成了地灾主客体数据于一体，在“一张图”上，实现了对地质灾害防治到救灾全业务流程的管理。图3展示了综合应急救灾指挥平台架构图。

3 结束语

图3 综合应急救灾指挥平台架构图

随着数据传输技术的不断发展与完善，物联网技术在地质灾害防治及应急救灾领域的应用不断深入，越来越多的基于物联网技术的解决方案应运而生。本文充分分析了业务需求，在地质灾害防治及应急救灾方面，提出了群测群防人员智慧管理方案、监测设备的智能化管理方案、地质灾害隐患点可视化管理方案，最后在综合运用这些方案的基础上，基于Web化的三维地理信息系统，提出综合应急救灾指挥平台方案。物联网技术在国土地质灾害防治和应急救灾方面的应用，不仅为地质灾害防治及救灾工作提供了标准、规范的流程化管理，同时也提高了提供地质灾害防治及应急救灾方面的能力，为地质灾害防治体系、应急救灾体系的建设提供了参考依据。

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Discussion about the application in prevention and control of geologicaldisasters and emergency rescue base on IoT technology

TAN Xing-li, REN Fei, ZHANG Xin-bo, ZUO Qing-lin
(China Mobile IoT Company Limited, Chongqing 401336, China)

By analyzing the background, business scenario and demand of the land geological disasters prevention and control, we provide a standard and intelligence geological disaster prevention and emergency relief measures by utilizing NFC, IoT network, smart module, open IoT platform,UVA and combining with big data intelligent analysis and decision technology. By this way, it achieves the whole business process management for the geological disaster including the investigation, exploration, prevention, monitoring, early warning and emergency rescue command. This paper provides a new idea about the application of IoT technology on the land geological disasters prevention and control, and emergency rescue.

geological disaster; IoT network; smart module; open IoT platform

TP393

A

1008-5599（2017）05-0026-04

2017-04-10