国土资源地质灾害物联网 应急解决方案

大唐电信集团国土资源地质灾害物联网应急解决方案根据地质灾害应急业务的实际需求，综合运用 WSN、M2M、3G 无线通信和云计算技术在全国范围内建设一张完整的地质灾害监测专用网络，在各个灾害易发点布设大量传感器及专业采集仪器实时采集多种地质环境数据，运用 M2M 网关实现数据加密和在专用网络（结合短距离传感网、有线、无线、短波、卫星等多种通信方式）上的数据传输，将采集的各种地质环境数据汇集到各级应急中心，由中心平台统一进行数据处理，结合地质灾害专家模型，通过人工智能技术对海量数据记录、统计、分析，实现灾害提前预测、灾害远程监控、灾情动态推演、智能预案自动匹配、应急处置辅助决策等功能，最后通过应急通信平台实现全天候应急指挥。

系统分为前端监测系统、传输网络、应用平台三个层级，整体结构如图 1 所示。

1 前端监测系统

前端监测系统由群测群防子系统、专业监测传感器设备、视频监测系统、无线感知网、M2M 管理平台等组成。图 2 所示是本系统的前端监测系统总体架构图。

1.1 群测群防子系统

系统由前端群测群防自动化监测系统和后台群测群防数据管理平台构成。前端设备可以自动采集群测群防的监测数据以及图像，并根据需求实时上传至群测群防数据管理平台，实现数据管理与信息发布。

1.2 专业监测传感器设备

本系统用专业监测设备（如雨量计、位移计等）实现感知信息采集并将监测信息通过 RS232 方式传送给无线感知网节点设备，节点通过 ZigBee 协议将数据信息传输到无线感知网网关设备。

1.3 视频监测系统

系统由前端视频采集设备和后台视频处理设备组成。前端摄像头实时采集地质灾害现场情况，并完成编解码工作，将数据通过 GPRS、3G、北斗或者有线等通信方式传输到后台的视频服务器。

1.4 无线感知网

无线感知网包括节点设备、中继设备和网关设备。网关将汇聚的监测数据信息通过 GPRS、3G、北斗或者有线等方式上传给 M2M 管理平台。1.5 M2M管理平台

支持不同通信方式和数据传输协议、适配不同传感器数据格式、实时指标预警，实现对监测点数据采集、传输、控制、存储、实时处理等功能的统一支撑。数据经过规范化处理后，通过北向接口提供给地质灾害应急物联网平台。使用者通过手机短消息方式接收监测预警消息。

2 传输网络

利用已建成国土资源主干网络应急卫星网络资源，依托公共网络资源，结合地质灾害应急响应、监测预警等物联数据传输需要，搭建应急响应物联网平台项目的数据传输网络。实现应急物联网平台与示范区、监测点的突发地质灾害野外现场间的信息传输，确保应急处置、监测预警时通信联络的安全、可靠、畅通。

数据传输网络主要由主干传输网和移动传输网络构成，网络架构如图 3 所示。

3 应用平台

通过省（市）级建立的地质灾害应急物联数据库，支撑省（市）级应用系统和示范区应用的数据需求。

通过统一建设的物联网应用支撑平台，支撑省（市）级应用系统、示范区应用的物联应用需求。

建设业务应用系统，实现地质灾害应急物联网平台在基础信息管理、监测预警与辅助决策等方面的职能。

应用系统逻辑架构如图 4 所示。

3.1 物联网数据库

物联数据库建设分为数据收集、数据整合、数据维护管理三个模块。其总体框架图如图 5 所示。

3.2 物联网支撑平台

物联网应用支撑平台为各级物联网应用提供从应用开发到应用接入使用的全过程支撑服务，针对物联网应用特性，提供监测终端到业务应用之间的通信通道，提供机器与机器之间联动控制的逻辑，实现不同业务应用和不同终端设备的融合，实现不同终端的统一管理，提供行业内用户业务应用快速定制开发的能力。

物联网应用支撑平台的功能架构如图 6 所示。

3.3 业务应用子系统

业务应用子系统包括基础信息管理子系统、监测预警子系统、辅助决策子系统、系统维护与运行管理子系统等系统。图 7 所示是其应用系统功能架构图。通过建设地质灾害应急物联网系统，可以有效提高地质灾害调查评价、监测预警的精度和效率，提升专群结合的监测预警水平 ；实现突发灾害的有效协同应对，提高灾情险情监控和应急处置能力。

4方案特色

本系统采用WSN (无线传感网)技术实现各类监测 数据的智能感知和汇聚，可实现地质灾害监测预警从群测群 防向群专结合转变。

本系统采用动态适配技术实现异构传感设备的统一 接入和服务管理，能建立具有海量数据处理能力的地质灾害 监测数据融合和共享服务，实现异构、多源终端的统一接入 和适配管理。

本系统采用基于SOA的服务集成框架，实现平台服 务与业务应用的能力解耦，可使监测管理人员通过平台监控服 务的健康状态和可用性；业务平台开发方可通过平台提供的服 务开发与交付环境，完成业务服务的创建、测试与交付运行。

采用多维的数据指标建模和综合分析及展现技术, 可实现地质灾害监测数据和已有数据有效融合，为应急响应 和评估提供辅助决策。

基于本方案已推出行业应用物联网标准、统一终端 接入技术和管理规范，可为后续地质灾害监测预警应急规模 应用提供标准支撑。

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