项目编号 | 931-2019-J002 |
项目名称 | 边坡雷达及其滑坡预警云平台研发与应用 |
候选单位 | 中国安全生产科学研究院 中安国泰(北京)科技发展中心 |
候选人 | 马海涛 杨晓琳 于正兴 王彦平 张兴凯 洪 文 秦宏楠 任贵文 温经林 李湖生 康荣学 张亦海 李全明 乞耀龙 郑翔天 |
项目简介 | 该项目属于边坡安全监测技术领域,采用地基合成孔径雷达差分干涉技术,研制了边坡合成孔径雷达系统(以下简称边坡雷达),实现了边坡岩土体变形精细化遥感监测。与传统的人工水准测量相比,具有全天候、大范围、远距离、高精度、短周期等优势,能够大幅提高滑坡的预警预报准确性。经鉴定,技术指标达到国际领先水平。主要技术创新点如下:
1.完成了我国首套自主知识产权的S-SAR型边坡雷达系统研制。采用高稳双通道宽频带技术,设计研制了高隔离度收发通道模块,显著提高系统灵敏度和动态范围,实现了测距作用距离5km,干涉测量精度0.1mm。
2.建立了边坡雷达滑坡监测预警方法。提出了边坡雷达图像关键区域变形信息的识别及提取方法;采用离散点群动态拟合方法改进了速度倒数法滑坡预警模型;建立了基于边坡雷达海量点云监测数据的“时间-空间-趋势”三参数滑坡预警模型;研制了大型滑坡预警模拟实验装置,对监测预警模型进行验证。
3.创造性的提出了边坡雷达应急监测工作模式,建立了基于风险等级的边坡雷达安全监测技术体系。调研分析了全国百余座大中型矿山边坡滑坡规律,基于变形指数和滑坡风险等级因素,提出了分阶段、分等级、多参数的边坡监测系统建设方法;在典型高陡边坡露天矿山建设了边坡雷达、GNSS、MEMS(加速度/振动/倾斜)、雨量计等多传感综合监测系统,实现了多参量融合的滑坡预警预报功能;编制了边坡监测行业标准,指导全国近2000座露天矿山高陡边坡监测系统建设。
4.开发了边坡雷达滑坡预警云平台系统。搭建了边坡雷达数据存储分析的云架构,基于Hadoop开源平台的分布式数据并行处理方法,开展针对边坡雷达在监测区域采集的海量数据的分析,提出了云端数据快速处理的GPU并行预警算法,构建了全国统一数控中心、监测站点及专家诊断模块的层级结构,实现了监测信息综合显示、实时查询、多算法分析、多模式预警等功能。
该项目获得发明专利授权3项,实用新型专利授权6项,编制了安全生产行业标准1项;发表学术论文22篇;项目成果已在广东省大宝山铁矿、塞尔维亚波尔铜矿等国内外20余家大型矿山中得到应用,成功预报滑坡20余次;研究成果迫使国外产品大幅降价,打破了国际垄断,为国家节省外汇约2亿元;参与国家重特大滑坡灾害应急救援行动16次,为2万余名搜救人员供了5000余小时的安全监测保障,多次成功预报险情,取得了显著的经济和社会效益。 |
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