（中移物聯(lián)網(wǎng)有限公司，重慶 401336）

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在地災(zāi)防治及應(yīng)急救災(zāi)中的應(yīng)用探討

譚興麗，任飛，張辛波，左慶鄰

（中移物聯(lián)網(wǎng)有限公司，重慶 401336）

通過對國土地質(zhì)災(zāi)害防治背景、業(yè)務(wù)場景與需求的深入分析，綜合應(yīng)用NFC、物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)、通信模組、開放云平臺、無人機等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域技術(shù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)智能分析決策技術(shù)、地理信息技術(shù)提供了一套標準化、智能化地質(zhì)災(zāi)害防治及應(yīng)急救災(zāi)解決方案，以實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害從調(diào)查、勘查、防治、監(jiān)測預(yù)警到應(yīng)急指揮救援等全業(yè)務(wù)流程管理，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于國土地質(zhì)災(zāi)害防治及應(yīng)急救災(zāi)提供了新思路。

地質(zhì)災(zāi)害；物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)；通信模組；開放云平臺

1 業(yè)務(wù)分析

1.1 業(yè)務(wù)需求分析

依據(jù)《國務(wù)院關(guān)于加強地質(zhì)災(zāi)害防治工作的決定》要求，地質(zhì)災(zāi)害防治工作主要包括地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評價、監(jiān)測預(yù)警體系建設(shè)、避讓搬遷與工程治理、基層能力建設(shè)和應(yīng)急體系建設(shè)等。

地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評價以查清地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生發(fā)展的地質(zhì)環(huán)境條件，評價其穩(wěn)定性危險性及發(fā)展趨勢，進行地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃，確定重大地質(zhì)災(zāi)害隱患點為主要工作。監(jiān)測預(yù)警體系建設(shè)主要包括群測群防監(jiān)測預(yù)警體系建設(shè)以及專業(yè)監(jiān)測預(yù)警體系建設(shè)，通過群測群防終端設(shè)備及自動化專業(yè)監(jiān)測預(yù)警設(shè)備完成對地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)收集、上報、分析、預(yù)警等工作。搬遷避讓及工程治理是針對危險性大、危害嚴重的地質(zhì)災(zāi)害隱患點采取搬遷避讓的措施，按輕重緩急，有計劃地分期、分批實施工程治理，從而徹底消除地質(zhì)災(zāi)害隱患。應(yīng)急管理體制通過建設(shè)應(yīng)急處置平臺，實現(xiàn)語音通信、視頻會議、圖像顯示、預(yù)警預(yù)報、動態(tài)決策、綜合協(xié)調(diào)與應(yīng)急聯(lián)動等功能。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用需求分析

2015年，四川省國土資源廳發(fā)布《關(guān)于加強地質(zhì)災(zāi)害防治工作的實施意見》中提到，在地質(zhì)災(zāi)害防治工作中應(yīng)積極采用地理信息、全球定位、衛(wèi)星通信、無人飛機、遙感遙測等先進技術(shù)手段，探索運用物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)，提升地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評價、監(jiān)測預(yù)警的精度和效率。

因此隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展以及基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的專業(yè)設(shè)備商業(yè)化，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段完善自然災(zāi)害調(diào)查評價體系、監(jiān)測預(yù)警體系、防治體系、應(yīng)急體系，成為地質(zhì)災(zāi)害防治及應(yīng)急救災(zāi)信息化建設(shè)的新思路。

目前全國各省圍繞地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評價體系、監(jiān)測預(yù)警體系、防治體系、應(yīng)急體系已基本建成信息化平臺，本文則是基于信息化平臺為依托，將NFC、物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)、通信模組、開放云平臺、無人機等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用于國土地質(zhì)災(zāi)害防治及應(yīng)急救災(zāi)中，以實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害防治及應(yīng)急救災(zāi)標準化、智能化管理，從而提高對自然災(zāi)害的綜合防范和抵御能力，最大限度地減少人民群眾生命和財產(chǎn)損失。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害防治及應(yīng)急救災(zāi)應(yīng)用中的分析

2.1 群測群防人員智慧管理

在地質(zhì)災(zāi)害防治管理工作中，群測群防監(jiān)測體系是針對災(zāi)害點完成野外巡、排查、監(jiān)測等工作的管理體系，傳統(tǒng)的群測群防監(jiān)測是通過終端設(shè)備，采集所負責(zé)的地質(zhì)災(zāi)害隱患點的信息，并上傳到后臺系統(tǒng)，經(jīng)過分析以實現(xiàn)對地質(zhì)災(zāi)害隱患點的日常管理、監(jiān)測預(yù)警等功能。通過對現(xiàn)有信息技術(shù)的分析，傳統(tǒng)的群測群防信息管理技術(shù)不僅無法實現(xiàn)對群測群防野外工作的監(jiān)管，也難以確保群測群防人員采集數(shù)據(jù)的真實性、準確性及實時性，這將影響地質(zhì)災(zāi)害防治工作實際落地。

結(jié)合應(yīng)用NFC、GPS與移動基站的動態(tài)耦合定位技術(shù)的地質(zhì)災(zāi)害隱患點調(diào)查、巡查、排查、監(jiān)測方案。一方面應(yīng)用NFC技術(shù)，通過為每個地質(zhì)災(zāi)害隱患點建立一張基于NFC芯片的識別碼，群測群防人員在進行地質(zhì)災(zāi)害隱患點的調(diào)查、巡查、排查、監(jiān)測時，通過終端設(shè)備掃描識別碼，采集界面將自動生成該地質(zhì)災(zāi)害隱患點的基本信息，群測群防人員無需選擇地質(zhì)災(zāi)害隱患點，僅需上傳調(diào)查、巡查、排查、監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)采集工作，基于NFC技術(shù)的地質(zhì)災(zāi)害隱患點信息采集技術(shù)，確保了采集數(shù)據(jù)的真實性、準確性及實時性。另一方面，利用GPS和移動基站動態(tài)耦合技術(shù)，實現(xiàn)群測群防人員工作軌跡的查詢和動態(tài)定位，以達到野外人員工作監(jiān)管，提升群測群防數(shù)據(jù)采集工作的智能化監(jiān)管，為地質(zhì)災(zāi)害的防治工作開展提供了技術(shù)保障。

2.2 監(jiān)測設(shè)備的智能化管理

在地質(zhì)災(zāi)害防治工作中，使用如地表位移監(jiān)測設(shè)備、降雨量監(jiān)測設(shè)備等專業(yè)的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測設(shè)備對災(zāi)害點進行實時監(jiān)測，利用監(jiān)測設(shè)備針對災(zāi)害點進行數(shù)據(jù)實時采集及海量存儲，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析手段提供災(zāi)害點的監(jiān)測預(yù)警功能，從而達到對災(zāi)害點的實時管理能力，提升專群結(jié)合的監(jiān)測預(yù)警水平。伴隨大量監(jiān)測設(shè)備的部署實施，業(yè)務(wù)在監(jiān)測數(shù)據(jù)的時效性、安全性及專業(yè)監(jiān)測設(shè)備的精細化管理上提出了新的要求。第一，目前的專業(yè)監(jiān)測設(shè)備回傳監(jiān)測數(shù)據(jù)是通過傳統(tǒng)的2G/3G/4G傳輸渠道，在公用信道的情況下，如何保障專業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠以最快的速度傳回到后臺系統(tǒng)進行分析預(yù)警，以達到對地質(zhì)災(zāi)害的時效性管理要求。第二，在信息化飛速發(fā)展的現(xiàn)狀下，信息安全是當前信息化發(fā)展的必須要求，專業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)屬于業(yè)務(wù)保密數(shù)據(jù)，如何保障監(jiān)測數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性。第三，大量的專業(yè)監(jiān)測設(shè)備都部署在野外，如何保障專業(yè)監(jiān)測設(shè)備的精細化管理。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的自動化專業(yè)監(jiān)測平臺是在上述業(yè)務(wù)需求背景條件下，結(jié)合運用了物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)卡、物聯(lián)網(wǎng)通信模組、開放云平臺技術(shù)，志在解決監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性及安全性，以及監(jiān)測設(shè)備的精細化管理三大問題。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)組網(wǎng)架構(gòu)圖

圖1所示是物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)組網(wǎng)架構(gòu)圖，中國移動物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)是指中國移動為滿足物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展所需的豐富碼號資源、物聯(lián)網(wǎng)“規(guī)模性、流動性、安全性”特點以及業(yè)務(wù)個性化需求、客戶高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)保障而搭建的一張網(wǎng)絡(luò)。通過建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)短信中心、物聯(lián)網(wǎng)GGSN、物聯(lián)網(wǎng)HLR等物聯(lián)網(wǎng)專用網(wǎng)元，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)用戶與大眾用戶的網(wǎng)絡(luò)分離，為行業(yè)客戶提供可靠性和穩(wěn)定性的高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)。專業(yè)監(jiān)測設(shè)備使用物聯(lián)網(wǎng)芯片、通信模組，即可將專業(yè)監(jiān)測設(shè)備采集的災(zāi)害點數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)進行傳輸，將傳輸渠道與大眾用戶使用的網(wǎng)絡(luò)分離，不僅提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，同樣也保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕瑢Φ刭|(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)的時效性及安全性提供了有力的保障。

圖2所示為中移物聯(lián)網(wǎng)開放云平臺架構(gòu)，該云平臺支持泛連接和大數(shù)據(jù)存儲，可滿足海量設(shè)備的大并發(fā)高吞吐量地快速接入，支持將分散在各地的設(shè)備通過云平臺進行集中式管理，完成高效的資源管理和數(shù)據(jù)的安全存儲。實現(xiàn)設(shè)備的監(jiān)控管理、在線調(diào)試、實時控制；并且云平臺提供消息路由、短彩信推送、APP信息推送等多種方式將數(shù)據(jù)分析結(jié)果、預(yù)警告警消息等快速推送給移動終端。

針對分散的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測設(shè)備，利用云平臺提供的泛連接功能方便快捷地接入云平臺。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)提供的各個監(jiān)測設(shè)備物理位置（GPRS定位）、數(shù)據(jù)交互流量等信息，通過Model_Bus等工業(yè)控制器集中控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，實現(xiàn)遠程對監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控及集中管理。

圖2 中移物聯(lián)網(wǎng)開放云平臺架構(gòu)

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，在地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)監(jiān)測工作中積極探索運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不僅可提高監(jiān)測設(shè)備的精細化管理，同時保障了專業(yè)監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)膶崟r性及安全性，從而提高了地質(zhì)災(zāi)害防治監(jiān)測預(yù)警的精度和效率。

2.3 地質(zhì)災(zāi)害隱患點可視化管理

為了實現(xiàn)信息對稱，國土地質(zhì)災(zāi)害防治及救災(zāi)工作中，對災(zāi)害點的可視化管理以地質(zhì)災(zāi)害隱患點的實時現(xiàn)場監(jiān)管，從而在室內(nèi)可查看地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)場情況，提高了地質(zhì)災(zāi)害隱患點的預(yù)警預(yù)報能力。

實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害隱患點可視化管理，是從多個維度來監(jiān)控地災(zāi)隱患點，使得監(jiān)管部門在辦公室或者應(yīng)急指揮調(diào)度中心就可全面的了解地災(zāi)隱患點或者地災(zāi)現(xiàn)場的情況。這就包含前面我們所述的通過專業(yè)監(jiān)測設(shè)備和現(xiàn)場監(jiān)管人員反饋的信息，還可通過無人機快速的飛臨現(xiàn)場結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)卡、通信模組，開放云平臺技術(shù)。將該監(jiān)控設(shè)備或無人機中災(zāi)害點的實時畫面，利用通信模組及專網(wǎng)卡，實時傳回開放云平臺中，業(yè)務(wù)人員可以通過云平臺查看實時的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)場數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)場的實時監(jiān)管。

2.4 綜合應(yīng)急救災(zāi)指揮平臺

突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害將造成人民群眾生命及財產(chǎn)損失，通常在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，清晰、全面、直觀的數(shù)據(jù)展示能力將提升地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急指揮效率，同樣可為領(lǐng)導(dǎo)、專家提供科學(xué)有力的決策依據(jù)。

隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，應(yīng)急救災(zāi)指揮平臺利用WebGIS平臺，集成了地災(zāi)主客體數(shù)據(jù)于一體，在“一張圖”上，實現(xiàn)了對地質(zhì)災(zāi)害防治到救災(zāi)全業(yè)務(wù)流程的管理。圖3展示了綜合應(yīng)急救災(zāi)指揮平臺架構(gòu)圖。

3 結(jié)束語

圖3 綜合應(yīng)急救災(zāi)指揮平臺架構(gòu)圖

隨著數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害防治及應(yīng)急救災(zāi)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷深入，越來越多的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的解決方案應(yīng)運而生。本文充分分析了業(yè)務(wù)需求，在地質(zhì)災(zāi)害防治及應(yīng)急救災(zāi)方面，提出了群測群防人員智慧管理方案、監(jiān)測設(shè)備的智能化管理方案、地質(zhì)災(zāi)害隱患點可視化管理方案，最后在綜合運用這些方案的基礎(chǔ)上，基于Web化的三維地理信息系統(tǒng)，提出綜合應(yīng)急救災(zāi)指揮平臺方案。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在國土地質(zhì)災(zāi)害防治和應(yīng)急救災(zāi)方面的應(yīng)用，不僅為地質(zhì)災(zāi)害防治及救災(zāi)工作提供了標準、規(guī)范的流程化管理，同時也提高了提供地質(zhì)災(zāi)害防治及應(yīng)急救災(zāi)方面的能力，為地質(zhì)災(zāi)害防治體系、應(yīng)急救災(zāi)體系的建設(shè)提供了參考依據(jù)。

[1] 馬娟，黃喆，石愛軍，等. 地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急物聯(lián)平臺建設(shè)方案[J].智能處理與應(yīng)用, 2014,7(8):80-83.

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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