引言:使命在肩,科技護(hù)民
中國航天科工三院航天科工慣性技術(shù)有限公司(簡稱“航天慣性”)成立于2004年,依托于航天三院雄厚的研發(fā)實力和技術(shù)基礎(chǔ),2010年成立了中國航天科工集團(tuán)公司地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)中心。經(jīng)過十多年的研發(fā)設(shè)計和應(yīng)用驗證,航天慣性構(gòu)建了“智能設(shè)備+軟件平臺+數(shù)據(jù)服務(wù)”三位一體的安全監(jiān)測預(yù)警解決方案,采用多傳感器組合技術(shù),可用于崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等多種類型地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警。
第一章:技術(shù)筑基——航天科技的“硬核”力量
1.三位一體系統(tǒng):智能設(shè)備+軟件平臺+數(shù)據(jù)服務(wù)
航天慣性自主研發(fā)的“智能設(shè)備+軟件平臺+數(shù)據(jù)服務(wù)”三位一體安全監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng),深度融合北斗導(dǎo)航、慣性傳感、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等核心技術(shù),形成了一套“感知-傳輸-分析-預(yù)警”的全流程解決方案。
智能設(shè)備:涵蓋位移計、雨量計、傾角計、裂縫計等八大類傳感器,可實時監(jiān)測地表形變、降雨量、裂縫擴(kuò)展等關(guān)鍵參數(shù),毫米級位移感知技術(shù)確保數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。
軟件平臺:基于云計算和大數(shù)據(jù)分析的智慧平臺,可實時處理海量數(shù)據(jù),通過三維可視化技術(shù)“重建”災(zāi)害現(xiàn)場,專家無需親臨現(xiàn)場即可研判遠(yuǎn)程風(fēng)險。
數(shù)據(jù)服務(wù):建立行業(yè)數(shù)據(jù)基準(zhǔn)集,結(jié)合數(shù)據(jù)清洗、多維智能判決技術(shù),顯著降低誤報率,預(yù)警準(zhǔn)確率高達(dá)98%。
2.航天品質(zhì):從實驗室到現(xiàn)場應(yīng)用的極致考驗
航天慣性的安全監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)以航天質(zhì)量保障體系為基礎(chǔ),貫穿設(shè)計、生產(chǎn)全過程,通過高標(biāo)準(zhǔn)的制造環(huán)境以及系列的試驗驗證,打造出高精度、高可靠的智能監(jiān)測設(shè)備。系統(tǒng)基于北斗和慣性傳感技術(shù),具有以下技術(shù)特點:
(1)集成度高,體積小。系統(tǒng)集成太陽能供電、電源管理,以及藍(lán)牙、LoRa、NB、4G/5G、北斗等多模通信模塊。
(2)可實時自動預(yù)警。通過慣性傳感和北斗信號聯(lián)合的動靜態(tài)監(jiān)測自動切換技術(shù),可自動感知毫米級微小位移變化,自動加密采集并發(fā)送監(jiān)測信息,系統(tǒng)平臺可快速將報警信息推送至負(fù)責(zé)人。
(3)可太陽能供電,超低功耗、免維護(hù)。系統(tǒng)將太陽能供電和電源管理模塊集成一體,內(nèi)置電池,μA級超低功耗設(shè)計,可全天候連年免維護(hù)工作,經(jīng)極限測試,在完全無日照條件下可至少工作1個月,并在低電量時主動進(jìn)入深度休眠狀態(tài),可隨時在發(fā)生微小形變時自動喚醒。
(4)可預(yù)期的部署成本?;谧匀毁Y源部普適型監(jiān)測設(shè)備推廣背景研發(fā),采用芯片集成、結(jié)構(gòu)便攜、一體開模、功耗優(yōu)化等手段。
(5)可靠性高。設(shè)計、制造基于航天質(zhì)量保障體系,產(chǎn)品經(jīng)過濕熱、防水防塵、高低溫、振動等各項試驗驗證。應(yīng)用航天數(shù)算分析系統(tǒng),建立行業(yè)數(shù)據(jù)基準(zhǔn)集,對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量評價;利用數(shù)據(jù)清洗和抽取技術(shù),通過多維智能判決,降低設(shè)備誤報率,提升監(jiān)測預(yù)警的準(zhǔn)確性。
第二章:實戰(zhàn)驗證——預(yù)警跑贏災(zāi)害的“生死時速”
十多年來,航天慣性憑借至精產(chǎn)品和至誠服務(wù),持續(xù)踐行護(hù)國利民的初心和使命,為國家地質(zhì)災(zāi)害防治貢獻(xiàn)航天力量。近三年,航天慣性的安全監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)已實現(xiàn)一百多起成功預(yù)警,覆蓋滑坡、泥石流、崩塌等多種類型,守護(hù)了人民群眾的生命和財產(chǎn)安全。2022年、2023年,航天慣性承建的項目連續(xù)兩年入選自然資源部“地質(zhì)災(zāi)害成功避險十大案例”,成為行業(yè)標(biāo)桿。
2.1湖北省十堰市張灣區(qū)幸福小區(qū)山體滑坡
2019年8月6日早6時38分,航天慣性安全監(jiān)測平臺在兩小時內(nèi)發(fā)出連續(xù)報警信號15次。相關(guān)人員火速到達(dá)現(xiàn)場,緊急疏散當(dāng)?shù)鼐用瘛?時58分,滑坡災(zāi)害發(fā)生,未造成人員傷亡。人民日報、央視網(wǎng)等媒體進(jìn)行了專題報道,在行業(yè)內(nèi)引起強(qiáng)烈反響。
2.2京津冀協(xié)同發(fā)展交通網(wǎng)絡(luò)地質(zhì)安全監(jiān)測項目
2021年7月12日,監(jiān)測平臺捕捉到108國道復(fù)線崩塌監(jiān)測數(shù)據(jù)持續(xù)變化,平臺接連發(fā)布1-4級預(yù)警,交通部門立刻采取了道路管控措施。7月22日12時巖體拉裂發(fā)生崩塌。由于監(jiān)測預(yù)警及采取措施及時,確保了通行車輛安全,未造成人員傷亡。該項目被自然資源部評選為2021年全國地質(zhì)災(zāi)害成功避險十大案例之一。
2.3貴州黔西南秧壩村一組風(fēng)險斜坡
2022年5月28日5時52分,該隱患點在貴州省地質(zhì)災(zāi)害防治指揮平臺上發(fā)布橙色預(yù)警,收到預(yù)警后,當(dāng)?shù)卣凹夹g(shù)單位立即響應(yīng),組織撤離。8時59分,斜坡大面積下滑,造成下方5棟辦公樓受損。由于處置及時,未造成人員傷亡。該項目被自然資源部評選為2022年全國地質(zhì)災(zāi)害成功避險十大案例之一。
2.4福建南平松溪縣茶平鄉(xiāng)吳山頭村滑坡監(jiān)測項目
2024年6月15日8時39分,受暴雨影響,福建省南平市松溪縣茶平鄉(xiāng)吳山頭村監(jiān)測點的GNSS設(shè)備發(fā)出了黃色預(yù)警,受到威脅的30戶共計52人得到及時轉(zhuǎn)移安置,后經(jīng)核實現(xiàn)場發(fā)生了近5000方的滑坡,因預(yù)警閉環(huán)處置及時未造成人員傷亡。
第三章:社會擔(dān)當(dāng)——從地質(zhì)災(zāi)害到多領(lǐng)域守護(hù)
2024年,航天慣性緊跟國家政策,持續(xù)深耕國土地災(zāi)監(jiān)測領(lǐng)域,已在全國累計布設(shè)監(jiān)測設(shè)備40000多套,覆蓋北京、福建、甘肅、貴州等20多個省、市、自治區(qū)與新疆建設(shè)兵團(tuán)的4000多個災(zāi)害隱患點。
3.1拓展應(yīng)用:從國土監(jiān)測到“全域安全”
航天慣性以地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測為起點,積極開拓新市場、拓展新領(lǐng)域,已由傳統(tǒng)的國土地災(zāi)擴(kuò)展到了水利水文、礦山采場、交通沿線、生態(tài)環(huán)保等應(yīng)用領(lǐng)域。例如,在內(nèi)蒙古某礦區(qū),公司部署的形變監(jiān)測系統(tǒng)成功預(yù)警采空區(qū)塌陷風(fēng)險,保障了數(shù)百名礦工安全;在隴海鐵路沿線,實時監(jiān)測設(shè)備幫助規(guī)避了因路基塌陷導(dǎo)致的列車脫軌事故。
3.2 鄉(xiāng)村振興:以航天技術(shù)呵護(hù)美麗鄉(xiāng)村成果
在云南等地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū),航天慣性聯(lián)合地方政府積極開展“鄉(xiāng)村振興”活動,為當(dāng)?shù)刂攸c隱患區(qū)域建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng),完善了當(dāng)?shù)胤罏?zāi)減災(zāi)應(yīng)急指揮體系建設(shè),提升了綜合應(yīng)急指揮和防控能力,以航天技術(shù)呵護(hù)美麗鄉(xiāng)村建設(shè)成果。
3.3 生態(tài)環(huán)保:以航天技術(shù)助力生態(tài)文明建設(shè)
航天慣性積極參與秦嶺等重點區(qū)域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測,建立水土流失過程、水環(huán)境、土壤環(huán)境、植被、生物多樣性和氣象環(huán)境的天空地一體化實時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),準(zhǔn)確、及時、全面反映生態(tài)環(huán)境狀況及其變化趨勢,實現(xiàn)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境數(shù)字化、智能化、體系化、動態(tài)化、可視化。
第四章:未來藍(lán)圖——智慧監(jiān)測的無限可能
4.1技術(shù)升級:從自動化到智能化
2025年,航天慣性計劃將人工智能深度融入監(jiān)測系統(tǒng),通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測災(zāi)害演化趨勢,實現(xiàn)“預(yù)警”向“預(yù)判”的跨越。同時,輕量化、模塊化設(shè)備研發(fā)將進(jìn)一步提升部署效率。
4.2生態(tài)共建:打造防災(zāi)減災(zāi)“聯(lián)合體”
航天慣性正聯(lián)合高校、科研機(jī)構(gòu)建立“安全監(jiān)測技術(shù)聯(lián)盟”,推動行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定,共享數(shù)據(jù)資源。未來,航天慣性將開放部分平臺接口,吸引第三方開發(fā)者共同完善監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)平臺。
4.3初心不改:守護(hù)山河安瀾
“至精產(chǎn)品、至誠服務(wù)”是航天慣性不變的承諾。未來,公司將繼續(xù)以航天人的嚴(yán)謹(jǐn)與擔(dān)當(dāng),筑牢防災(zāi)減災(zāi)的第一道防線,為人民安居樂業(yè)、國家長治久安貢獻(xiàn)航天力量。
結(jié)語:科技為盾,山河無恙
從湖北十堰的及時預(yù)警,到福建南平的成功避險;從呵護(hù)美麗鄉(xiāng)村成果,到助力生態(tài)文明建設(shè)——航天慣性用航天技術(shù)驗證了“化險為夷”的傳奇。在自然災(zāi)害面前,人類或許無法與之抗衡,但科技的力量讓我們多了一份從容與底氣。在守護(hù)生命的征程上,航天慣性將堅持以創(chuàng)新為劍,以“至精產(chǎn)品至誠服務(wù)”的保障,努力踐行“航天技術(shù)護(hù)國利民”的社會責(zé)任。
作者:吳雷震
單位:航天科工慣性技術(shù)有限公司