當(dāng)前我國(guó)大部分地區(qū)迎來(lái)持續(xù)強(qiáng)降雨天氣，進(jìn)入主汛期，導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。面對(duì)嚴(yán)峻形勢(shì)，自然資源部在全國(guó)9個(gè)省、（市、區(qū)）推廣的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警新裝備——地災(zāi)普適型監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備將會(huì)面臨什么樣的嚴(yán)苛考驗(yàn)？

監(jiān)測(cè)“動(dòng)力學(xué)”+“形變”等指標(biāo)，綜合各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化情況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、全天候、全方位、智能化高精度預(yù)警

3月31日入汛以來(lái)，受連續(xù)降雨影響，廣東省梅州市興寧市先聲村一處削坡建房地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)出現(xiàn)垮塌跡象，受到了工作人員密切關(guān)注。4月24日起，一處監(jiān)測(cè)設(shè)備捕捉到多次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化，當(dāng)天早晨檢測(cè)到監(jiān)測(cè)數(shù)值超過(guò)報(bào)警閾值，隨后監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)發(fā)出紅色警示信息，并通過(guò)APP通知到值班人員，值班人員第一時(shí)間安排技術(shù)人員赴現(xiàn)場(chǎng)查勘并指揮撤離。由于監(jiān)測(cè)設(shè)備在崩塌發(fā)生前2小時(shí)及時(shí)預(yù)警報(bào)警，人員及財(cái)產(chǎn)及時(shí)撤離，沒有造成任何傷亡和損失。

工作人員為村民講解微芯樁群測(cè)群防監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

能提前2小時(shí)及時(shí)發(fā)出有效預(yù)警信息的設(shè)備是什么來(lái)頭呢？據(jù)當(dāng)?shù)毓ぷ魅藛T介紹，本次項(xiàng)目中運(yùn)用到的監(jiān)測(cè)設(shè)備叫“微芯樁”。該監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備是中關(guān)村智連災(zāi)害感知科學(xué)研究院自主研發(fā)，具有傳感、采集、傳輸、分析、推送一體化1秒響應(yīng)的監(jiān)測(cè)預(yù)警智能傳感，由于監(jiān)測(cè)靈敏，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確，才得以在崩塌發(fā)生之前及時(shí)發(fā)出警示信息。

其實(shí)，微芯樁正是自然資源部地災(zāi)普適型監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備之一。此前，微芯樁已在湖北省宜昌市進(jìn)行了普適型監(jiān)測(cè)設(shè)備的示范點(diǎn)建設(shè)。受宜昌市自然資源和規(guī)劃局以及湖北省地質(zhì)環(huán)境總站的委托，研究院已在秭歸縣譚家灣滑坡處共安裝有8套微芯樁、3套微芯鏈、6套土壤濕度計(jì)和3套水位計(jì)，通過(guò)高頻監(jiān)測(cè)滑坡體的傾角與振動(dòng)加速度等各項(xiàng)指標(biāo)，捕捉崩塌體稍縱即逝的變化，在危險(xiǎn)來(lái)臨之前及時(shí)發(fā)出預(yù)警信息。

安全失穩(wěn)預(yù)警理論模型+主動(dòng)態(tài)勢(shì)感知傳感技術(shù)，微芯衛(wèi)士傳感系列產(chǎn)品已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，并在多項(xiàng)應(yīng)用中成功預(yù)警

成功入選自然資源部地災(zāi)普適型監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備，并且成功預(yù)警滑坡，微芯衛(wèi)士背后到底有怎樣的秘密。為了解開微芯衛(wèi)士神秘的面紗，記者親自走訪了中關(guān)村智連災(zāi)害感知科學(xué)研究院一探究竟，并采訪到了研究院院長(zhǎng)謝謨文教授。

原來(lái)，微芯樁作為智能傳感終端，是通過(guò)多種集成MEMS傳感技術(shù)采集監(jiān)測(cè)對(duì)象的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)，進(jìn)而綜合計(jì)算被監(jiān)測(cè)對(duì)象的固有動(dòng)力學(xué)控制指標(biāo)和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制指標(biāo)。微芯樁背后是更強(qiáng)大的云計(jì)算平臺(tái)——安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)，該平臺(tái)基于強(qiáng)大的人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)，完美融合邊坡失穩(wěn)動(dòng)力學(xué)模型，融合多維度微芯衛(wèi)士監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以AI技術(shù)為基礎(chǔ)，基于災(zāi)害預(yù)警預(yù)測(cè)模型快速分析地質(zhì)災(zāi)害安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、預(yù)測(cè)災(zāi)害發(fā)生、分析成災(zāi)范圍。微芯樁傳感和安全態(tài)勢(shì)感知云平臺(tái)共同筑起強(qiáng)大的安全監(jiān)測(cè)分析預(yù)警能力，將各類安全參數(shù)升級(jí)為智慧決策，提供多維度的安全事件監(jiān)測(cè)防控、智能分析、預(yù)測(cè)預(yù)警、統(tǒng)一指揮、應(yīng)急處置和評(píng)估，讓安全保障管理者擁有更強(qiáng)的決策力、洞察力和優(yōu)化力，為民眾提供自動(dòng)化、全天候、全方位、智能化高精度的預(yù)警，最大程度保障人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。

微芯樁群測(cè)群防監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備

微芯樁只是該院自主研發(fā)的“微芯傳感”系列產(chǎn)品之一。除此之外，該院還擁有其他覆蓋不同行業(yè)以及不同場(chǎng)景需求的安全監(jiān)測(cè)預(yù)警產(chǎn)品，涵蓋微芯方、微芯串、微芯鏈、微芯球、微芯墑，深度覆蓋自然災(zāi)害防災(zāi)、城市公共安全、行業(yè)產(chǎn)業(yè)安全等多個(gè)領(lǐng)域。

據(jù)悉，微芯衛(wèi)士產(chǎn)品在多項(xiàng)應(yīng)用案例中成功預(yù)警。僅去年的200個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，微芯衛(wèi)士系統(tǒng)已成功預(yù)警20起險(xiǎn)情災(zāi)情，無(wú)一漏報(bào)，成功率100%，避免了重大安全事故及經(jīng)濟(jì)損失。在四川省甘孜州猴子巖水庫(kù)安全預(yù)警工作中，微芯樁產(chǎn)品成功預(yù)警避險(xiǎn)8次，達(dá)到100%預(yù)警成功率，確保了丹巴70萬(wàn)人交通要道通暢；深圳市鹿丹村基坑共安裝的17個(gè)微芯樁提前46小時(shí)成功預(yù)警基坑地面塌陷和基坑突水，使周邊多棟高層住宅破壞險(xiǎn)情得以避免；持續(xù)監(jiān)測(cè)西藏昌都縣金沙江滑坡形成的堰塞湖，為政府決策制定提供有力數(shù)據(jù)支持。

“微芯衛(wèi)士它們本身就是醫(yī)生，可以迅速為地質(zhì)災(zāi)害等安全作出診斷，能夠進(jìn)行態(tài)勢(shì)判斷，而不是只會(huì)‘量體溫’、‘做檢查’‘給數(shù)值’。”中關(guān)村智連災(zāi)害感知科學(xué)研究院院長(zhǎng)謝謨文教授說(shuō)。

建立全面覆蓋+快速排查的技術(shù)體系，以及廣泛分布且低成本的地網(wǎng)感知系統(tǒng)，著力解決災(zāi)害 “在哪里”“何時(shí)發(fā)生”

微芯衛(wèi)士顯著成效的背后，是強(qiáng)大理論體系的支撐。微芯樁的內(nèi)涵，是基于邊坡失穩(wěn)動(dòng)力學(xué)理論構(gòu)建的安全度模型。該模型是謝教授團(tuán)隊(duì)基于20多年的理論研究沉淀，于國(guó)際上首次提出的、能更貼切的描述邊坡動(dòng)態(tài)失穩(wěn)過(guò)程的模型。目前，謝教授這套理論書籍將由科學(xué)出版社出版發(fā)行，讀者可以更深刻的研習(xí)該理論。

謝謨文介紹，基于靜力學(xué)的極限平衡理論和以位移-環(huán)境量為主的監(jiān)測(cè)方法在實(shí)際應(yīng)用中難以描述邊坡失穩(wěn)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)早期預(yù)警。謝謨文團(tuán)隊(duì)首次融合牛頓力學(xué)中的靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)理論，構(gòu)建了邊坡失穩(wěn)早期預(yù)警理論體系及預(yù)警模型，很好地解決了無(wú)法對(duì)邊坡災(zāi)害進(jìn)行早期預(yù)警的技術(shù)難題。正是基于該理論，配套“微芯云”物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)這一應(yīng)用載體，“微芯樁”智能微動(dòng)態(tài)勢(shì)感知傳感產(chǎn)品才得以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)采集、邊緣計(jì)算、無(wú)線傳輸和實(shí)時(shí)響應(yīng)這一預(yù)警過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)災(zāi)害早期預(yù)警的目的。

在謝謨文看來(lái)，地災(zāi)防治需要通過(guò)專業(yè)化的技術(shù)手段來(lái)使地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警“傻瓜化”。而有了傻瓜式的技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)社會(huì)化管理，即與群測(cè)群防相結(jié)合，從而增加老百姓的“眼睛”和“觸手”。謝謨文建議，未來(lái)地災(zāi)防治應(yīng)該建立兩大核心體系：一是建立全面覆蓋+快速排查的檢測(cè)技術(shù)手段，解決地災(zāi)隱患“在哪里”的問(wèn)題；二是依賴地面微動(dòng)感知技術(shù)，建立廣泛分布且低成本的地網(wǎng)感知系統(tǒng)，解決“何時(shí)發(fā)生”的問(wèn)題。

據(jù)悉，研究院的“微芯”系列監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備已全方位應(yīng)用在北京冬季奧運(yùn)會(huì)安全保障工作中。從賽事中心的工程安全監(jiān)測(cè)到賽場(chǎng)周邊天空地地質(zhì)災(zāi)害安全保障，從冬奧重要交通聯(lián)絡(luò)線安全預(yù)警到賽場(chǎng)配套設(shè)置全程監(jiān)測(cè)，研究院以“微芯”系列態(tài)勢(shì)感知智能監(jiān)測(cè)終端為核心布設(shè)形成覆蓋賽場(chǎng)的智能物聯(lián)網(wǎng)。結(jié)合衛(wèi)星遙感、航空遙感、5G網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的全方位、無(wú)死角監(jiān)測(cè)預(yù)警，構(gòu)建科技冬奧、智慧冬奧、安全冬奧。

工作人員在安裝檢查設(shè)備

與此同時(shí)，謝教授團(tuán)隊(duì)正在推進(jìn)研發(fā)低成本的地表感知體系，未來(lái)他們將從專業(yè)模型、數(shù)據(jù)采集到分析技術(shù)出發(fā)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的芯片化。在此基礎(chǔ)之上，地災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備將朝著小型化、自動(dòng)化、智能化、經(jīng)濟(jì)性邁進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)范圍的廣泛分布，最終建成一個(gè)無(wú)疏漏的安全態(tài)勢(shì)感知網(wǎng)，讓民眾隨時(shí)隨地隨心都能感知安全。

“我們的理論體系總結(jié)來(lái)講就是六個(gè)字——靜為安、動(dòng)則疑，當(dāng)物體沒有受到外力作用而保持靜止或者勻速時(shí)候，物體處于穩(wěn)定狀態(tài)，可以認(rèn)為是安全的，這就是‘靜為安’；當(dāng)物體受到突然的沖擊力而運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)形式可以分為振動(dòng)、形變、位移等。但是已經(jīng)運(yùn)動(dòng)的物體真正會(huì)發(fā)生災(zāi)害的可能性有多高？這是我們疑惑的地方，需要進(jìn)一步判斷，這就是‘動(dòng)則疑’?！敝x謨文介紹說(shuō)。

自然資源部地災(zāi)普適型監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，就是圍繞突發(fā)性地災(zāi)“防”的核心需求，走“規(guī)模化”道路，通過(guò)發(fā)展集成化、模塊化、芯片化的途徑提高性價(jià)比，降低研發(fā)成本，力爭(zhēng)突破監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備推廣的瓶頸。微芯系列監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備的理論研究與實(shí)踐應(yīng)用，正是契合了這一趨勢(shì)。

未來(lái)，中關(guān)村智連災(zāi)害感知科學(xué)研究院將持續(xù)以“災(zāi)害點(diǎn)在哪里”以及“災(zāi)害什么時(shí)候發(fā)生”這兩個(gè)方向作為攻關(guān)目標(biāo)，投入更多科研力量，加速“微芯”產(chǎn)品的革新與成果轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)防災(zāi)減災(zāi)工作向?yàn)?zāi)前預(yù)警預(yù)報(bào)延伸，為我國(guó)防災(zāi)減災(zāi)工作研發(fā)新產(chǎn)品、搭建新體系、開辟新思路！