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地质灾害监测信息多元发布平台研究及应用

更新时间:2009-03-28

0 前言

地质灾害监测是我国防灾减灾工作中的一项重要措施。随着自动化技术和信息科学的发展,已逐步建立了一些地质灾害远程实时监测系统[1,2]。如何将这些实时的监测信息采用一定的方式和平台进行发布,供不同部门和层次的人们了解最新灾情是至关重要的,它直接影响着防灾减灾工作开展的及时性和有效性。网络和移动通信技术的发展使互联网和手机成为人们了解信息的主要渠道之一,采用互联网和手机短信息进行监测和预警信息的发布也逐步得到应用。张像源[3]针对雅安地区滑波灾害,采用Asp.Net建立了雅安地区滑波灾害隐患点实时监测数据网上发布系统;宋建学等[4]采用C#.Net建立了基于B/S网络技术的工程变形监测信息系统;孟永东等[5]采用Vb.Net建立了C/S架构的高边坡工程安全监测在线分析系统;邱超[6]开发了实时水情预警短信平台,实现了水情、雨情实测资料的自动发送;程艳芳等[7]开发了基于GSM的气象灾情短信直报系统,实现了气象灾情信息的自动收发;宋榕荣[8]开发了基于GSM的污染源短信报警系统,及时自动发送超标污染源的监测信息。

在河(沟)道生态修复目标上,综合考虑河(沟)道的防洪、水质、生态和休闲娱乐四个方面的分目标。其中生态目标又包括河(沟)道最小生态流量、水文地貌、河流纵横断面的连续性和生境条件等关键指标的要求;在防洪目标上,主要是要有足够的防洪空间,能安全排泄洪水。该项目制定的6条示范小流域河(沟)道生态修复目标包括:径流流水水质不低于地表水Ⅲ类水质标准;塘坝水质不低于地表水Ⅳ类水质标准;治理后的生物多样性、水文地貌等级和防洪空间均比治理前提高;生态景观恢复;防洪能力提高。

本文以信息发布的普及性和及时性为原则,在建立远程实时监测系统的基础上,基于Web Service技术和GSM网络开发监测信息多元发布平台,通过Internet和手机短信息两种方式进行监测信息的发布,为防灾减灾工作的及时开展提供有力的技术保障。

1 平台设计

1.1 总体框架

信息发布平台的总体设计围绕实现远程实时监测数据的异地网络化管理分析和信息的广泛及时发布来进行。如图1所示,远程监测系统将实时监测的气象、岩土体特征物理量等数据存入监测信息数据库,网络信息发布系统通过调用数据库,实现Internet环境下B/S模式的监测信息远程查询管理。基于GSM网络短消息服务,开发预警短信息发布系统。在监测变量达到设定的预警值时,将灾情预警信息及时发送到相关人员的手机上,具有较强的适应性和实时性。通过两种发布通道的结合,实现监测信息的远程管理查询和广泛及时发布。

  

图1 多元信息发布平台架构

1.2 基于Web Service的网络信息发布

Web Service是一种建立在超文本传输协议(HTTP)基础上,以简单对象访问协议/可扩展协议(SOAP/XML)作为通信协议,可以跨越Internet进行远程调用的访问机制。Web Service体系结构采用浏览器/服务器/数据库(Browse/Server/Database)的3层B/S结构模式。该模式与传统的C/S结构相比更具通用性,在效率方面,C/S模式的数据处理主要在客户终端运行,执行效率依赖客户机硬件配置;B/S模式集中在服务器端处理数据,对客户机的硬件配置要求较低。该模式下客户端只需安装操作系统和Web浏览器即可访问多个应用服务器,跨平台使用数据库、超文本、多媒体等多种形式的信息。

Internet环境下的信息发布管理方式有2种,分别是基于Html的静态页面和基于Web Service和Asp.Net的动态网页。静态页面在更新信息时,需要重新制作页面然后上传并修改链接。基于Web Service的动态网页在Asp.Net框架下,将网页控件和数据库结合,利用Ado.Net数据库组件来调用处理数据,实现页面的动态更新。因此,基于Web Service技术,采用最新的Asp.Net框架,可以便利地开发实现地质灾害监测信息网上实时发布系统。

近年来,我校各级领导、学院、系部、教师先后尝试了多种教学改革,其中,非英语专业的大学英语教学改革力度最大。现将我校非英语专业大学英语大致的教学模式分析如下:

本系统开发环境及集成方式采用Visual Studio.NET平台,数据库采用MS SQL Server2005。用户只需在Web浏览器上输入指定网址,即可登录网络信息发布系统。系统可以对实时监测数据进行查询与管理,绘制每个监测点当天实时以及多天的位移监测过程曲线,小时降雨量和日降雨量的柱状图。图2为降雨量和位移数据的查询界面。系统与Office软件有良好的数据接口,可以进行监测数据的批量导出,数据文件可以用Excel格式进行保存。系统具有用户权限分级管理设置的功能,面对互联网上不同角色和级别的用户,提供不同权限的信息查询和管理功能,将公开信息的透明化与保密信息的定向传递结合起来。

  

图2 数据查询界面

1.3 基于GSM网络的预警短信息发布

随着移动技术的不断发展,手机和SMS短消息服务在人们中间越来越普及。除了大量使用的手机与手机之间点对点SMS服务之外,基于GSM短消息业务的各种服务也不断发展起来,其中利用GSM短消息数字通信平台进行远程无线通信的功能也越来越受到人们的重视。

某运营高速公路位于四川雅安地区,该高速公路曾于2011年8月出现滑坡,后对该滑坡进行了综合治理,为掌握处治后的滑坡在运营期间的稳定状态,对滑坡进行了远程实时监测。如图4所示,针对该滑坡的特点,以地表位移和降雨量作为主要的监测变量,基于GPRS网络,建立了以触发式位移计、容栅式雨量计为主要监测单元、多通道数据采集器为数据采集单元、短距离传讯器为多测点组网的短距离无线传输单元、GPRS模块为远程数据传输单元、太阳能系统为供电单元的滑坡远程监测硬件系统。共在滑坡上安装了6台地表位移计、1台雨量计及1套数据采集传输系统。现场仪器安装如图5所示。

  

图3 基于GSM的预警短信息发布

2 工程应用

2.1 工程概况

如图3所示,预警短信息发布系统是由计算机和GSM模块组成的,GSM模块采用四信通信生产的F1003高性能工业级无线模块,带有标准的RS232接口以及SIM卡。计算机与GSM模块之间是通过RS — 232串口连接,并通过指令控制其执行相关操作。模块提供了供用户二次开发使用的动态链接库,以便于和其他系统进行集成。本系统在VC++平台下采用调用动态链接库的方式进行开发,在远程实时监测系统接收存储数据的基础上,通过设定监测变量的预警值,来触发模块发送短信息到指定的手机用户。

  

图4 滑坡远程监测系统结构设计

  

图5 边坡远程监测系统

2.2 系统应用

现场建立远程实时监测系统之后,在成都远程监控中心构建数据库服务器,在服务器上建立了地质灾害监测信息多元发布平台,实现网络信息和手机预警短信息的双通道发布。用户通过浏览器登录相应的网站即可连接到数据库服务器,根据不同的权限进行监测信息的查询、维护、资料分析和数据导出等操作任务。在边坡位移和降雨量达到设定的预警值时,平台会向相关人员的手机及时发送预警短信息。如图6所示,管理部门和施工单位可以通过网络发布系统实时查询分析降雨和位移监测信息。根据位移监测信息对监测点单体边坡稳定做出评价。对于变化较大和达到预警值的监测信息,系统自动向相关人员发送了预警短信息,保证灾情信息传递的及时性和有效性。

  

图6 位移监测曲线和降雨柱状图

2013年4月20日8时02分,四川省雅安市芦山县发生强烈地震,震中最大烈度为IX度,滑坡所处位置地震烈度为Ⅶ度。受地震波放大效应的影响,位于坡顶的监测点位移发生了变化,根据实时监测信息记录,地震发生时位移计数据增大了2 mm, 8时03分,较震前累计增大5 mm,但在后期余震作用下位移监测数据没有持续增加,其余监测点位移在本次地震中均没有发生变化。因此综合判断,芦山强烈地震作用下坡体仍处于稳定状态。正是地质灾害远程监测信息多元发布系统实时记录发布了地震发生时及后期余震影响下位移计的监测数据,为管理部门震后及时判断坡体的稳定性提供了技术支持和科学依据。

(王徽之)与献之俱病笃,时有术人云:“人命应终,而有生人乐代者,则死者可生。”徽之谓曰:“吾才位不如弟,请以余年代之。”术者曰:“代死者,以己年有余,得以足亡者耳。今君与弟算俱尽,何代也!”未几,献之卒,徽之奔丧不哭,直上灵床坐,取献之琴弹之,久而不调,叹曰:“呜呼子敬,人琴俱亡!”因顿绝。先有背疾,遂溃裂,月余亦卒。[2](P2104)

3 结语

试验所用土样取自陕西省延安市吴起县。所取试样为砂质黄土,土样呈灰黄色。现场取样采用刻槽法,取回试样后应立即进行室内的制样与养护工作,并测定土的基本物理参数,土样的基本物理力学指标如表1所示。制备好的试样如图1所示。

3) 通过在某高速公路滑坡远程监测中的应用,表明监测信息多元发布平台结构合理、功能齐全,提高了信息传递的效率,已成为一个集科学性、适用性和实时性为一体的管理工具,为公路边坡地质灾害防灾减灾工作提供了决策支持平台。

1) 网络发布系统采用B/S架构模式开发,方便了用户的使用,客户端可以采用web浏览器查询管理监测信息,提高了应用程序的可靠性、整体性和扩展性。系统不但能在监测中心本地服务器运行,还可以进行远程管理分析,给管理部门的决策带来了便利。

基槽开挖至设计换土底标高处时应进行钎探,审底,探孔深3.0 m,间距1.5 m,呈梅花形布置,将第2层湿陷性粉质黏土全部挖除。

2) 短信息预警发布具有应用范围广、实时性强的特点,只要有GSM信号的地方就可以使用短信息通信,费用也相当低廉,为地质灾害预警信息的发布提供了一个简明、快捷的通道。

防治方法:用25%二二三乳剂250倍液,90%敌百虫1000~1500倍液喷雾。防治时间应掌握在幼虫的三龄前,并以傍晚用药效果最好。防治后,要检查效果,如果虫口密度象以前那样,应再治一次。

参考文献:

[3] 张像源.基于ASP.NET的滑坡实时监测数据网上发布系统设计与实现[J].中国地质灾害与防治学报,2005,16(4):120-123.

[2] 何满潮.滑坡地质灾害远程监测预报系统及其工程应用[J]. 岩石力学与工程学报,2009,28(6):1081-1090.

[1] 杨秀元,罗靖筠,高幼龙,等.巫山县滑坡实时监测系统的建设与运行[J].西部探矿工程,2009(8):82-87.

[4] 宋建学,黄根锋.基于B/S网络技术的工程变形监测信息系统[J]. 建筑科学, 2007,23(11):120-123.

[5] 孟永东, 徐卫亚, 田斌.高边坡工程安全监测在线分析系统研发及应用[J]. 三峡大学学报,2009,31(5):20-25.

第4年 英文学、欧美史学、哲学、政学及列国交际法[注]东京大学百年史编集委员会编:《东京大学百年史》部局史1,东京:东京大学出版会,1986年,第414页。

[6] 邱超.实时水情预警短信平台的研究与应用[J].人民长江,2010,41(2):17-22.

[7] 程艳芳,贾素贞,李鸽.基于GSM的气象灾情短信直报系统[J].计算机与现代化,2010,181(9):16072-16074.

[8] 宋榕荣.基于GSM的污染源短信报警系统[J].现代电子技术,2010,316(5):200-202.

 
杨雪莲,邬凯,李佳
《湖南交通科技》 2018年第01期
《湖南交通科技》2018年第01期文献

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