数智赋能安全生产典型经验做法 ⑤ | 智慧监测让边坡“开口说话”

数智赋能交通运输安全生产典型经验做法 ⑤ | 智慧监测让边坡“开口说话” 远程预警为安全“保驾护航”

为推进交通运输安全生产工作数智化升级，提升行业安全管理水平，交通运输部安委办筛选出了30项科技含量较高、实用性强、具有推广意义的典型经验做法，供各地参考借鉴。

一、概述

甬莞高速泉州段A道894K+950M至895K+070M上边坡属低山丘陵地貌，边坡坡度较陡，地质条件复杂。汛期强降雨易诱发滑坡、泥石流等地质灾害，对高速公路通行安全和人民群众生命财产安全构成较大威胁。传统的人工巡查模式受天气、地形、人力资源等因素制约，难以实现全天候、全方位的实时监测与预警，安全隐患排查存在一定滞后性。

为破解这一难题，福建省泉州高速公路行政执法支队、福建省高速公路集团有限公司泉州管理分公司深入贯彻落实交通运输行业数字化转型要求，按照“早预防、早发现、早干预”的防灾理念，在甬莞高速泉州段A道894K边坡创新部署了集柔性测斜仪、水位计、GNSS边坡监测仪、雨量计、裂缝监测仪、分布式光纤等多源感知设备于一体的视频监控预警系统。通过远程监控方式，实时监测边坡倾斜角度、水位变化、地表位移、降雨量、振动倾角及光纤链路健康度等多维参数，构建起“智能感知—实时预警—闭环处置”的现代化安全治理体系，标志着该路段边坡安全监测从“人工巡查、事后处置”向“智能感知、事前预警”的转变。

图1 甬莞高速泉州段A道894K边坡预警装置分布图

二、应用情形

本系统针对边坡安全管理的核心痛点，部署了多项实用的监测功能，旨在帮助管理人员直观、高效地掌握边坡状态：

边坡深部位移监测

在边坡内部钻孔布设柔性测斜仪，可实时监测边坡深层土体的水平位移变化。当边坡内部岩土层发生滑动或变形时，系统能够自动、连续地采集位移数据，帮助管理人员掌握边坡深部的稳定状况，弥补了过去人工测量频次低、无法及时发现深层隐患的不足。

地表位移与形变监测

在边坡表面关键位置安装GNSS接收设备，通过接收北斗卫星信号，实时计算监测点的三维坐标变化，获取地表位移数据。水平精度可达±(2.5mm+0.5×10⁻⁶D)，垂直精度可达±(5mm+0.5×10⁻⁶D)。管理人员可通过系统随时查看边坡表面是否发生位移，判断边坡整体稳定性。

水文气象监测

雨量计实时测量降雨量，水位计持续监测边坡地下水位变化。降雨是诱发边坡失稳的主要因素之一，通过掌握雨量和水位数据，系统可在数据达到预警阈值时分级发出预警信号，帮助管理人员在汛期提前判断地质灾害风险，做好防范准备。

结构姿态与振动监测

裂缝监测仪可同时监测地表裂缝宽度、结构振动加速度和倾斜角度等参数。设备具备阈值触发功能，一旦监测数据超过设定值，系统会立即采集数据并自动上报，实现对地表裂缝或位移的长期记录和分析预警。当边坡出现异常时，系统可及时捕捉并发出预警。

图2 边坡地表位移监测三合一监测仪

光纤链路监测

沿边坡敷设分布式光纤，利用光时域反射技术，实时监测光纤沿线的状态。当边坡变形导致光纤出现断点时，系统可精确定位断点位置并发出报警信号。该技术不仅用于监测边坡本体状态，也为整个监测系统的数据传输提供了可靠保障。

图3 边坡地表位移监测分布式光纤技术

三、技术创新

多源传感融合的立体监测体系

该系统突破了传统单一监测手段的局限，创新性地将柔性测斜仪（深部位移）、GNSS边坡监测仪（地表位移）、水位计（水文条件）、雨量计（降雨量）、裂缝监测仪（结构姿态）及分布式光纤（光纤链路）等多类感知设备有机融合。各传感器协同工作，构建了“空—天—地—深”一体化的立体监测网络，实现了从地表到深部、从结构到环境、从静态到动态的全方位监测覆盖。

图4 灾害防控方案体系

“物理断路感知+多传感器融合”的双重判别机制

应用福建省高速公路集团自主研发的路桥灾害监测哨兵系统，依托“物理断路感知+多传感器融合”的创新思路，断路监测仪作为兜底感知设备提供定性判别，柔性测斜仪等多传感器提供定量数据，两者结合构建了多参数校验预警逻辑。当多参数同时触发预警时，系统可即刻发出边坡滑坡警报。这一双重判别机制有效降低了误报率，大幅提升了预警的准确性和可靠性。

降雨量位移耦合预警模型

系统将实时雨量数据与边坡位移监测数据关联分析，监测数据以高频采样，评估雨强对边坡的影响。这一创新使得系统不仅能够“感知当下”，更能够“预判未来”——在强降雨来临前，基于历史数据和实时监测结果，对边坡稳定性进行趋势研判和风险预判。

光纤传感技术的创新应用

分布式光纤的使用是本次系统建设的重要技术亮点。光纤传感技术相较于传统监测方法具有抗电磁干扰、耐腐蚀、可靠性高、使用寿命长等显著优势。分布式光纤传感系统基于光时域反射技术，利用光纤本身作为传感器，可实现对应力、应变、裂缝、孔隙压力等参数的实时、连续监测。一根光纤上可同时检测大量的反射信号。该技术不仅用于边坡本体监测，还为监测数据的高可靠性提供了保障。

远程智能监控与边缘预警联动

系统建立了远程监控中心，各监测设备数据通过无线网络实时传输至监控平台。监控平台可对多源数据进行集中处理、分析和展示，实现了“一屏统揽”。同时，系统可在现场联动声光报警器进行边缘预警，当监测数据达到预警阈值时，现场即可触发报警装置警示过往车辆。利用激光投影灯技术将投影灯与一字线激光器相结合，在灾害发生后第一时间投射“禁止通行”的字样，同时两束“一”字线激光形成“X”图案，对司乘人员进行告警阻拦。

图5 福建省高速公路监测预警平台（一屏统揽）

四、取得成效

预警赋能，实现灾害前置防控

通过预警系统，可提前研判强降雨、地形形变诱发灾害的趋势，在灾害发生前发出分级预警，扭转汛期边坡灾害被动处置局面，实现风险早识别、早预警、早处置，从源头防范滑坡、泥石流等安全事故发生，为封道管控、人员撤离、应急处置预留充足时间，实现“防患于未然”。

感知赋能，做到隐患精准摸排

系统建成后，可以突破传统人工巡查中的多种制约因素，提前发现深层次、非显见性隐患问题，精准锁定隐患位置、风险类型、发展趋势，消除隐患排查滞后性、覆盖不全等痛点，改变传统人工巡查“凭经验、靠肉眼”的粗放模式，隐患排查准确率、全面度大幅提升。

科技赋能，推动管控提效减负

数智化监测系统投入使用后，实现了从“人防”向“技防”的转变，一定程度上降低了人力巡查成本，有助于提升监测的频次和精度。管理人员可通过远程监控平台实时掌握边坡安全状态，可“足不出户而知边坡安危”。根据系统预警精准调度，今年以来泉州高速执法支队四大队安溪官桥中队共计加密汛期巡查26次，与系统启用前同期相比，累计少投入执法力量30人次。这30人次执法力量被及时投入至汛期巡查和内瑶隧道执法保障一线，有助于强化重点路段的事故快处能力和通行疏导效率，让有限的执法力量用在“刀刃”上，汛期路面见勤率和应急处置响应速度有了较大提升，为过往司乘提供了更好的保障。