Page 160 - 山区高速公路运营防灾减灾风险管控与应急处置

第六章 防灾减灾技术与智能装备应用

态感知设备密度。这种基于风险等级与敏感目标的空间差异化布局，确保有限资
源集中于最需监控的环节。
设备选型依据监测目标与工况环境。针对位移监测，全球导航卫星系统接收

机、全站仪提供宏观形变数据，精度要求高的局部区域则依赖倾角传感器、裂缝
计、多点位移计。应力应变监测采用电阻应变片、振弦式应变计、光纤光栅传感器，
后者因其抗电磁干扰、长距离传输优势在长大结构物中应用广泛。环境监测依赖
气象站（温湿度、风速风向、降水）、能见度仪、路面状态传感器（非接触式红

外测温、埋入式传感器）。地质活动监测则需布设孔隙水压力计、土压力盒、地
声 / 次声监测仪。振动监测采用高灵敏度加速度计捕捉结构异常响应或落石冲击。
选型时需严苛考量山区恶劣环境因素：设备必须具备宽温工作范围、高防水防尘
等级、强抗电磁干扰能力，并兼顾低功耗特性以满足偏远区域供电需求。激光测

距仪、毫米波雷达在雨雾条件下表现优于光学设备，成为能见度与障碍物探测的
优选。
数据采集与传输架构支撑实时性要求。传感器网络采用分层分布式架构。现
场感知层由各类传感器节点组成，通过有线或无线方式（如 LoRa、ZigBee）将

数据汇聚至附近的路侧单元或小型网关。网络传输层依托高速公路既有通信资源，
综合运用工业以太网、光纤环网、4G/5G 无线专网，将区域数据上传至路段或省
级监控中心。关键高危点部署边缘计算节点，对原始数据进行初步滤波、特征提
取与异常判断，仅将有效警报或压缩后的特征数据上传，显著降低带宽压力提升

响应速度。供电方案因地制宜：市电接入为主，偏远无电区域采用太阳能辅以蓄
电池供电，极端位置可部署风光互补系统或微动能采集装置确保长期稳定运行。
所有设备外壳需满足 IP67 及以上防护等级，固定基座具备抗震、防锈蚀特性。
多源异构数据的融合处理与质量保障是效能关键。部署方案必须包含数据校

验机制。通过部署冗余传感器、设置数据合理性阈值、应用卡尔曼滤波等算法，
识别并剔除异常数据或设备故障干扰。时间同步技术确保不同位置传感器数据的
可比性。空间配准技术将传感器点位坐标精准纳入统一地理信息系统平台。建立
定期现场巡检与远程诊断结合的设备维护制度，利用传感器自诊断功能，及时发

现并更换失效单元，维持网络完整性与数据可信度。原始数据、处理后的特征数
据及报警信息需在监控平台实现标准化存储与可视化展示，为后续风险评估与应
急处置提供坚实数据基础。

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