引言:使命在肩,科技护民
中国航天科工三院航天科工惯性技术有限公司(简称“航天惯性”)成立于2004年,依托于航天三院雄厚的研发实力和技术基础,2010年成立了中国航天科工集团公司地质灾害监测系统研发中心。经过十多年的研发设计和应用验证,航天惯性构建了“智能设备+软件平台+数据服务”三位一体的安全监测预警解决方案,采用多传感器组合技术,可用于崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等多种类型地质灾害的监测预警。
第一章:技术筑基——航天科技的“硬核”力量
1.三位一体系统:智能设备+软件平台+数据服务
航天惯性自主研发的“智能设备+软件平台+数据服务”三位一体安全监测预警系统,深度融合北斗导航、惯性传感、云计算、物联网等核心技术,形成了一套“感知-传输-分析-预警”的全流程解决方案。
智能设备:涵盖位移计、雨量计、倾角计、裂缝计等八大类传感器,可实时监测地表形变、降雨量、裂缝扩展等关键参数,毫米级位移感知技术确保数据精准度达到行业领先水平。
软件平台:基于云计算和大数据分析的智慧平台,可实时处理海量数据,通过三维可视化技术“重建”灾害现场,专家无需亲临现场即可研判远程风险。
数据服务:建立行业数据基准集,结合数据清洗、多维智能判决技术,显著降低误报率,预警准确率高达98%。
2.航天品质:从实验室到现场应用的极致考验
航天惯性的安全监测预警系统以航天质量保障体系为基础,贯穿设计、生产全过程,通过高标准的制造环境以及系列的试验验证,打造出高精度、高可靠的智能监测设备。系统基于北斗和惯性传感技术,具有以下技术特点:
(1)集成度高,体积小。系统集成太阳能供电、电源管理,以及蓝牙、LoRa、NB、4G/5G、北斗等多模通信模块。
(2)可实时自动预警。通过惯性传感和北斗信号联合的动静态监测自动切换技术,可自动感知毫米级微小位移变化,自动加密采集并发送监测信息,系统平台可快速将报警信息推送至负责人。
(3)可太阳能供电,超低功耗、免维护。系统将太阳能供电和电源管理模块集成一体,内置电池,µA级超低功耗设计,可全天候连年免维护工作,经极限测试,在完全无日照条件下可至少工作1个月,并在低电量时主动进入深度休眠状态,可随时在发生微小形变时自动唤醒。
(4)可预期的部署成本。基于自然资源部普适型监测设备推广背景研发,采用芯片集成、结构便携、一体开模、功耗优化等手段。
(5)可靠性高。设计、制造基于航天质量保障体系,产品经过湿热、防水防尘、高低温、振动等各项试验验证。应用航天数算分析系统,建立行业数据基准集,对采集数据进行质量评价;利用数据清洗和抽取技术,通过多维智能判决,降低设备误报率,提升监测预警的准确性。
第二章:实战验证——预警跑赢灾害的“生死时速”
十多年来,航天惯性凭借至精产品和至诚服务,持续践行护国利民的初心和使命,为国家地质灾害防治贡献航天力量。近三年,航天惯性的安全监测预警系统已实现一百多起成功预警,覆盖滑坡、泥石流、崩塌等多种类型,守护了人民群众的生命和财产安全。2022年、2023年,航天惯性承建的项目连续两年入选自然资源部“地质灾害成功避险十大案例”,成为行业标杆。
2.1湖北省十堰市张湾区幸福小区山体滑坡
2019年8月6日早6时38分,航天惯性安全监测平台在两小时内发出连续报警信号15次。相关人员火速到达现场,紧急疏散当地居民。6时58分,滑坡灾害发生,未造成人员伤亡。人民日报、央视网等媒体进行了专题报道,在行业内引起强烈反响。
2.2京津冀协同发展交通网络地质安全监测项目
2021年7月12日,监测平台捕捉到108国道复线崩塌监测数据持续变化,平台接连发布1-4级预警,交通部门立刻采取了道路管控措施。7月22日12时岩体拉裂发生崩塌。由于监测预警及采取措施及时,确保了通行车辆安全,未造成人员伤亡。该项目被自然资源部评选为2021年全国地质灾害成功避险十大案例之一。
2.3贵州黔西南秧坝村一组风险斜坡
2022年5月28日5时52分,该隐患点在贵州省地质灾害防治指挥平台上发布橙色预警,收到预警后,当地政府及技术单位立即响应,组织撤离。8时59分,斜坡大面积下滑,造成下方5栋办公楼受损。由于处置及时,未造成人员伤亡。该项目被自然资源部评选为2022年全国地质灾害成功避险十大案例之一。
2024年6月15日8时39分,受暴雨影响,福建省南平市松溪县茶平乡吴山头村监测点的GNSS设备发出了黄色预警,受到威胁的30户共计52人得到及时转移安置,后经核实现场发生了近5000方的滑坡,因预警闭环处置及时未造成人员伤亡。
第三章:社会担当——从地质灾害到多领域守护
2024年,航天惯性紧跟国家政策,持续深耕国土地灾监测领域,已在全国累计布设监测设备40000多套,覆盖北京、福建、甘肃、贵州等20多个省、市、自治区与新疆建设兵团的4000多个灾害隐患点。
3.1拓展应用:从国土监测到“全域安全”
航天惯性以地质灾害监测为起点,积极开拓新市场、拓展新领域,已由传统的国土地灾扩展到了水利水文、矿山采场、交通沿线、生态环保等应用领域。例如,在内蒙古某矿区,公司部署的形变监测系统成功预警采空区塌陷风险,保障了数百名矿工安全;在陇海铁路沿线,实时监测设备帮助规避了因路基塌陷导致的列车脱轨事故。
在云南等地质灾害高发区,航天惯性联合地方政府积极开展“乡村振兴”活动,为当地重点隐患区域建设地质灾害监测预警系统,完善了当地防灾减灾应急指挥体系建设,提升了综合应急指挥和防控能力,以航天技术呵护美丽乡村建设成果。
航天惯性积极参与秦岭等重点区域生态环境监测,建立水土流失过程、水环境、土壤环境、植被、生物多样性和气象环境的天空地一体化实时监测网络,准确、及时、全面反映生态环境状况及其变化趋势,实现生态地质环境数字化、智能化、体系化、动态化、可视化。
第四章:未来蓝图——智慧监测的无限可能
4.1技术升级:从自动化到智能化
2025年,航天惯性计划将人工智能深度融入监测系统,通过机器学习算法预测灾害演化趋势,实现“预警”向“预判”的跨越。同时,轻量化、模块化设备研发将进一步提升部署效率。
4.2生态共建:打造防灾减灾“联合体”
航天惯性正联合高校、科研机构建立“安全监测技术联盟”,推动行业标准制定,共享数据资源。未来,航天惯性将开放部分平台接口,吸引第三方开发者共同完善监测预警系统平台。
4.3初心不改:守护山河安澜
“至精产品、至诚服务”是航天惯性不变的承诺。未来,公司将继续以航天人的严谨与担当,筑牢防灾减灾的第一道防线,为人民安居乐业、国家长治久安贡献航天力量。
结语:科技为盾,山河无恙
从湖北十堰的及时预警,到福建南平的成功避险;从呵护美丽乡村成果,到助力生态文明建设——航天惯性用航天技术验证了“化险为夷”的传奇。在自然灾害面前,人类或许无法与之抗衡,但科技的力量让我们多了一份从容与底气。在守护生命的征程上,航天惯性将坚持以创新为剑,以“至精产品至诚服务”的保障,努力践行“航天技术护国利民”的社会责任。
作者:吴雷震
单位:航天科工惯性技术有限公司
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