郑良辰 孙飞
深圳市自然资源和不动产评估发展研究中心 广东 深圳 518000
摘要：作为很常见的一种山地灾害，泥石流呈现出很突出的特点，如突然呈现、持续时间短、凶猛激烈、严重破坏等。针对泥石流的形成、运动、害处，通过自动化监测预警体系，能够迅速、准确地达到监测预警目标，并以此来大幅缩小泥石流带来的危害性。基于此，本文从泥石流出发，探讨了有关监测预警体系的设计目标及内容还有实现及测试，仅供参考。
关键词：设计及实现；监测预警；泥石流
泥石流属于一种特殊山洪，其中大量存在砂石块，所以极具破坏力等[1]。国内山地广阔，几乎为2／3的陆地面积。在地势高差明显、地质不良构造发育、破碎岩石、深厚沉积物、集中强降暴雨与人类频繁活动的综合影响下，时有出现泥石流灾害。据不完全统计显示，国内每年因为泥石流而带来的直接经济损失已达20亿元以上，并且伤亡人数超过了300人，属于国内的生态环境及民生焦点问题。但以往一般都借助人工观测、远程视频监测之类的方式来监测泥石流，所以成本投入大。而借助无线传感器网监测泥石流，除了能够长期在野外恶劣环境中作业外，还无需大量值守者，并更便捷地大量采集数据并部署，所以对监测预警泥石流体系的设计实现便引起了广泛的关注[2]。
一、设计目标
本文设计实现监测预警体系目的主要涉及以下方面：（1）实时监测泥石流灾害易发区，并展现、存储监控区内部的泥石流影响因子动态数值，然后处理、分析数据。（2）及时预警呈现的泥石流灾害，迅速告知泥石流灾害四周民群有关泥石流灾害呈现的情况，以便第一时间撤离这些群众，并尽量降低泥石流灾害带给生活生产的巨大经济损失。
二、设计与实现
在设计本系统时，需要全面考虑体系需要达到的业务需求，并统一规划好每个模块，并与既有技术标准相符[3]。在具体的开发中，还应减小风险，并基于模块化开发，大幅提升开发便捷性。在本泥石流监测预警体系，具有前台、后台这两个部分。
1、设计前台体系模块
在监测预警泥石流体系的前台，功能主要涉及查询泥位计、网格等告警信息，并支持对报警信息的有效处理[4]。经由监控点摄像头，便能够查看监测点的整体实测状况，可很方便地实时观察泥石流报警的整个现场。
（1）检测首页、状态：通过首页模块，主要显示告警信息情况，比如告警的监测点、具体网格位置、报警级别等，并可以显示状态、推行操作查看制。经由首页，管理员可以很直观地观察、截止当前监测点有无告警信息。
（2）告警网格：据网格告警图可以显示一切告警信息，如网格、监测点、报警时间及级别。如果确认该告报警，则会显示确认时间，并且还能处理该报警信息。
（3）泥位计告警：当前常用超声波泥位计来充当泥位计，通过分析超声波发射、固体悬浮物回波，明确污泥层高，并提供给预警可靠依据。如过高度在一定阈值以上则报警，根据阈值高度被超出的具体情况，便能够确定报警等级。
（4）管理和查看视频：管理员从监测点的摄像头，能够实时观测各个监测点的具体状况，并提供给报警信息的深化决策依据[5]。
（5）联系人、个人信息管理：在体系呈现报警信息时，便会输送该信息到有关责任人。
在联系人管理模块中，主要涉及从属部门、站点名、责任人名字、电话、工号等。
2、设计后台体系模块
从后台体系，可以管理整个系统。管理员从后台能管理数据，增添监测指标及其权重值，并控制合法用户权限，实施日志管理，并更直观地呈现登陆信息、操作过程，以方便分析研究。
（1）体系管理：主要涉及对权限、角色、用户、日志、泥位计、短信模板及参数方面的管理内容。针对全体管理员，均有设下权限，权限越大便可以査阅越多的信息。例如，在前后台权限区分中，一些人员仅可以访问前台，却不可以访问后台。其中特定人员还仅可以访问一类服务，如泥位计、网格等的报警。就角色管理，则可以设下对应的角色，如体系管理员、网格监控主管等。通过用户管理，则能够就注册用户执行操作，能够显示一切注册用户的名字、工号、账号等。此外，基于日志管理，有关超级管理员便能够极易观察到用户的操作。而经由短信、泥位计短信这两个管理模板，则能在体系发送报警中，向管理员发送短信。
（2）数据管理：其中主要维护监测点、网格、设备及査询设备数据、查询监测点报警及其已处理报警、泥位计处理及已处理报警查询等的情况。经由管理监测点，能够很清楚地观察到监测点的具体数目及位置。基于网格维护，则会维护监测点中的各个区域；而设备维护则会维护监测点中设备情况；从查询设备数中，则能够査询一切监测点的设备状况。
（3）指标录入：主要录入权重、基础指标及泥位计指标。体系的报警与否关系着体系录入的指标，这些指标需符合传感器采集指标。先传输采集的数据，再按算法处理，并获得报警信息。在录入指标中各个指标的具体权重比，则需要设在权重录入中。而泥位计的指标，则一般就是土壤中插入深度的信息情况。
（4）管理报警：通过报警管理，主要管理网络及泥位计报警分级、短信方面的管理工作。通过报警分级管理，可按预先设好的上下限值，来直接决定预警级别，并设好是否需要提示及相应级别的颜色，而有关泥位计报警与之相似。
3、实现与测试
在监测预警各种泥石流灾害的Web体系内，先从传感器节点统一采集数据，再向周围网关转发，并经由网关向移动基站转发数据，然后由数据中心直接接收这些监测数据，并且实时加以展示，再储存下来、展开处理分析，并且获得报警信息。然后按报警级别，科学判断选择是否需要发布预警。同时，管理员在查询报警信息后，便能够提前获悉整个监测区中的即时泥石流风险信息，并在跨部门间共享信息，达到预警机构共享信息的需求，进而实现对泥石流的及时有效、预警过程。对体系的后台指标科学设置并直接输入设置项，本体系都可以很顺利地完成。根据测试分析，可知体系能够满足用户预定要求，很顺利地工作，且整个系统还极具稳定可靠性。
三、结语
综上所述，当前，国内频频出现泥石流灾害，急需探明泥石流的形成条件及具体情况并及时预警。所以，为了维护受威胁民众的人身财产安全、缩小泥石流带来的威胁，就很有必要设计一个科学的监测预警系统并加以实现，以促进有关方面对泥石流实现减灾防灾效果。
参考文献
[1]熊江,唐川,陈明.泥石流早期识别与监测预警研究进展探讨[J].自然灾害学报,2021,30(01):165-173.
[2]赵安文,刘奕含.泥石流专业监测预警关键技术的应用[J].科技与创新,2020(06):125-127.
[3]高立兵,高宁宁.泥石流灾害监测预警及自动预警方法研究[J].海峡科技与产业,2020(01):42-45.
[4]何朝阳,许强,巨能攀,黄健,肖洋.基于降雨过程自动识别的泥石流实时预警技术[J].工程地质学报,2018,26(03):703-710.
[5]温宗周,刘超,袁妮妮,费腾蛟,赵建新,周冬.基于STM32的泥石流监测预警系统设计[J].计算机与数字工程,2017,45(01):92-96+141.