“空天地內”精準監(jiān)測山區(qū)公路邊坡

       我國山區(qū)面積遼闊，約占國土面積的三分之二。山區(qū)地形起伏、地質結構復雜，我國超200萬公里的山區(qū)公路形成大量的邊坡，受地震、氣象、水文等自然因素影響，不可避免出現公路邊坡地質災害。

       工程界對邊坡穩(wěn)定性的關注便是從滑坡開始。20世紀六十年代，世界上幾起災難性邊坡失穩(wěn)事件的發(fā)生，令人們開始認識到結構面對邊坡穩(wěn)定性的控制作用。定性判斷邊坡穩(wěn)定性的邊坡檢測理念誕生，其原理為利用觀察、監(jiān)測手段對造成邊坡破壞的不同因素開展物理力學監(jiān)測，主要通過對崩塌落土、地面裂縫、滑動變形等邊坡失穩(wěn)的宏觀前兆現象進行預測，進而探究邊坡失穩(wěn)的發(fā)展規(guī)律。

       20世紀80年代，工程地質學及邊坡科學研究進入了蓬勃發(fā)展的新時期，人們對地質災害的認識從概念模型上升為理論模型，并從內部作用過程（機制）揭示滑動面形成過程，為復雜邊坡穩(wěn)定性評價及預測提供了重要的理論方法和工具。進入21世紀以后，各種現代智能化技術興起，一系列新型邊坡監(jiān)測技術、方法進入大眾視野，監(jiān)測內容逐步拓寬，具體涵蓋了內部因素、外部因素等多個指標，監(jiān)測流程逐漸向數字化、自動化、智能化、集成化轉變。

       2022年，交通運輸部印發(fā)指導意見，加強交通運輸應急管理體系和能力建設，明確提出提升風險監(jiān)測預警能力，充分運用新技術手段提高運行監(jiān)測感知能力。為保障公路建設和運營的安全，我國大力發(fā)展邊坡災變監(jiān)測技術、裝備及監(jiān)測信息管理、預測預警技術，顯著提高了公路建設、養(yǎng)護、管理水平。

       隨著現代智能技術水平的不斷提升，公路邊坡監(jiān)控技術已覆蓋空（太空）、天（低空）、地（地表）、內（巖土體內部）等多個領域。空，依托太空衛(wèi)星遙感技術，構建太空域信息傳輸監(jiān)控網。天，依托航空觀測技術，構建低空域信息傳輸監(jiān)控網。地，依托地表測量技術，構建地表信息傳輸監(jiān)控網。內，依托巖土體內部監(jiān)測技術，構建地下信息傳輸監(jiān)控網。

       智能監(jiān)測系統是公路災害“防患于未然”的有效手段。例如，位于三峽庫區(qū)腹地的重慶市云陽縣龍王溪碼頭，項目區(qū)域地質條件及施工環(huán)境較復雜，在施工過程中存在較大安全風險。為完善施工安全風險體系，項目組自施工進場便邀請招商交科云眼團隊，針對項目具體特征和施工要求，布設了智能安全監(jiān)測系統，以開展高邊坡施工安全監(jiān)控。通過自動化監(jiān)控可了解堆積體區(qū)域的實際狀況及其穩(wěn)定性，提前規(guī)避施工風險，把崩坡積體災害損失降低到最小程度。

       在監(jiān)測過程中，技術團隊發(fā)現監(jiān)測變形量不斷增大，變形速度過快，超過安全預警，隨時可能發(fā)生滑塌，工作人員及時將監(jiān)測結論通知相關單位。隨后，招商交科技術員進入現場巡查，發(fā)現龍王溪碼頭上方臨時便道邊坡局部已發(fā)生變形滑移，隨即通知項目組撤離，項目組積極響應，撤離下方施工工人6人，施工機械2臺，避免了人員傷亡及財產損失。

       在科技日新月異的今天，智能化手段與先進傳感器技術的迅猛發(fā)展，為公路邊坡智能監(jiān)測帶來了革命性的突破。特別是機器學習，通過算法解析數據，直接從數據中學習到規(guī)律以此構建模型，比如BP神經網絡、多層感知器、支持向量機、決策樹、隨機森林、各類集成模型以及深度學習模型等。依靠機器學習挖掘出地質數據與地質災害之間蘊藏的聯系，總結出災害的行為模式，可以實現自動化、智能化的地質災害精確預報。