IMHE OpenIR  > 山地灾害与地表过程重点实验室
基于时空大数据的交通灾害评估预警及服务关键技术
王国锋; 杜震洪; 何思明; 李建成; 张丰; 罗渝; 刘仁义; 牛玉欣; 张鹏; 白璐; 李哲; 李新坡; 宋鹏飞; 张瑶; 欧阳朝军
2015-12-28
Subtype中国公路学会科学技术奖
Award Level一等奖
Abstract

防灾减灾是促进国家可持续发展的基础,也是国家安全的重要组成。公路等交通运输通道多呈现超长距离、条形带状分布,这种空间属性决定了交通干线极易受气象及地质灾害影响。随着我国空天地立体观测技术的飞速发展,空间信息技术广泛应用于交通防灾减灾,然而存在问题突出:1)灾害数据孤立分离、难以融合,缺少协同处理机制;2)大规模灾害识别效率低,适用性、准确性差;3)风险评估因素复杂,缺乏定量手段;4)工程处置缺少动态效应分析,空间监测不足,严重阻碍了交通防灾减灾技术的发展。

项目组整合国内优势团队,从2009年开始,研究海量数据组织管理、地质灾害物理力学、边坡位移控制等基础理论,攻克多源数据汇集、海量数据分布式存储、大规模灾害识别、动力演化过程数值计算、多尺度分级预警等关键技术,在此基础上建立融合灾害数据多态存储、大规模灾害预判、动力演化数值仿真、柔性工程处置的时空大数据交通灾害防治技术体系,并在国家重大专项、典型交通工程中推广应用,与行业深度融合,将科研成果转换为实际生产力。取得的主要技术突破和创新如下。

1. 首创了基于空间信息与物联网相融合的交通灾害立体监测技术,构建了交通灾害时空大数据多态存储模型,率先提出了高时空关联的大数据管理与计算方法,建立了国产PB级大规模交通灾害时空数据分布式存算系统,从源头上打破了交通灾害大数据异构萃取、协同处理的技术局限。

2. 基于地理信息和地质环境数据,创新性地提出了地震、降雨诱发条件下的潜在交通地质灾害预判方法,研发了分布式环境下的交通地质灾害协同预判系统,突破了传统基于静态、浅层特征对大规模灾害识别、关联挖掘的制约瓶颈。

3. 揭示了时空大数据环境下的交通地质灾害发生发展过程中岩土体破碎解体、沿程侵蚀、规模放大等多因素影响的动力演化机理,提出了相应的建模方法和自适应数值算法,研发了交通地质灾害动力演化数值仿真计算系统,实现了复杂地形环境条件下的交通地质灾害风险评估从静态到动态、从单一到协同的转变。

4. 建立了面向立体监测预警及工程防治的分级处理系统,构建了基于耗能原理的公路边坡位移控制设计理论与柔性防护关键技术体系,研制了交通工程地质灾害防护系列产品,填补了时空大数据支持的交通地质灾害柔性防治技术空白。

成果应用于国家高分对地观测重大专项,建立了民用应用系统大数据中心,支撑了国家自然灾害空间基础设施总体系统框架构建;应用于重大工程建设,为港珠澳跨海大桥建设主体提供了复杂海洋环境下的工程灾害评估与预警技术;应用于浙江、云南、四川和海南等省市多条公路中,在云南普洱旅游环线、海南铺前跨海大桥等工程中针对具体灾害进行优化处置,直接经济效益达2.3亿元,社会效益和经济效益显著。

成果获得国家授权专利6项、软件著作权20项,在国内外期刊发表论文近40篇(其中SCI论文 19篇)。成果构建了贯穿于交通全生命周期的防灾减灾体系,攻克了多级网络化灾害服务平台构建的核心技术,总体达到国际领先水平。

Language中文
Document Type成果
Identifierhttp://ir.imde.ac.cn/handle/131551/18110
Collection山地灾害与地表过程重点实验室
Affiliation1.中国公路工程咨询集团有限公司
2.浙江大学
3.中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所
Recommended Citation
GB/T 7714
王国锋,杜震洪,何思明,等. 基于时空大数据的交通灾害评估预警及服务关键技术. 中国公路学会科学技术奖. 2015.
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