一、方案介绍

本雪崩灾害智能监测方案依托物联网云平台，搭配 4G 传输型 S-CJ710 采集主机与北斗短报文传输型 S-CJ712 采集主机，配套雪崩专项监测传感器，搭建从前端数据采集、无线远距离传输、云端数据处理到多终端远程查看的一体化监测系统。项目主要面向高寒偏远雪崩易发区域，移动通信信号覆盖区域采用 4G 无线网络传输数据，无地面通讯网络的深山区域依托北斗三号短报文实现数据远距离回传。整套系统实现全天候无人值守自动采集监测数据，数据汇总至云端服务器后，通过电脑网页端与微信小程序两种途径完成数据查看、统计分析与超限预警，有效解决高寒山区人工巡查难度大、监测数据滞后、灾害预警不及时等现实问题，可广泛应用于山区道路、景区、矿区、水利设施的雪崩安全防护工作。

二、监测目标

第一，持续采集影响雪崩形成的各类基础环境数据，包含积雪深度、分层雪体温度、积雪含水率、环境温湿度、气压、降雨量、三维风速风向、冻土变化等关键气象与积雪参数。第二，借助震动、次声、位移类传感器捕捉雪层滑移、边坡开裂等物理变化信号，抓取雪崩发生前期异常前兆信息。第三，实现监测站点全天候无人自动运行，采集数据本地与云端双重存储，参数超标后分级发出预警提示，管理人员不受时间地点限制完成远程查看与险情处置。第四，长期积累区域监测数据，建立本地化雪崩数据库，为区域雪崩风险区划、防灾预案编制、山区交通管制与人员避险指挥提供数据支撑。

三、需求分析

四、监测方法

整体采用分区分布式布点结合空天地一体化数据传输的监测模式。首先在雪崩易发区域的积雪形成区、雪体流通沟槽、积雪堆积区布设监测立杆，立杆搭载全套监测传感器，就近连接采集主机完成原位不间断数据采集，高危雪崩路段加密布设监测点位，低风险区域适当拉大布设间距。其次，无地面移动通信的偏远测点全部配置北斗短报文采集主机，采集数据经由北斗三号卫星中转后接入云端服务器，摆脱地面通讯线路限制。最后依托云端平台内置 GIS 地图功能，标注全部监测点位地理位置，直观展示区域测点分布与单点实时监测数据，结合全域监测数据完成大范围雪崩风险研判与区域风险分级。

五、应用原理

六、功能特点

电脑网页端系统支持多方式账号登录，中英文界面自由切换，划分多级使用权限；首页实时展示各站点监测数值，自动统计单日监测数据最大值、最小值以及对应发生时间；支持自定义时间段检索历史数据，一键导出 Excel 格式数据报表，全量监测数据云端永久留存；可自由选择单参数或多参数叠加生成变化曲线，按照不同时间粒度切换图表样式；依托地理信息地图直观标注所有测点位置，异常点位自动标红高亮；自定义各项参数预警阈值，超标弹窗报警并自动留存报警台账；远程修改采集主机运行参数，配套手动、定时、时段三种外设控制模式，联动除雪、排水等配套设备；支持现场监控摄像头画面接入，实时查看测点现场实景，异常画面自动抓拍存档。

微信小程序端区分管理员与普通用户登录权限，侧边菜单栏快速切换不同监测站点，支持输入设备编号精准检索点位；首页实时展示各项监测数据，在线远程调控外接执行设备，自定义设备启停周期；内置数据图表与电子地图功能，随时随地查看数据变化趋势和测点地理分布；监测数据异常后第一时间推送微信预警信息，离线状态下预警记录自动缓存，上线后同步查看。

七、硬件清单

八、硬件参数

两款采集主机供电规格均为直流 12 伏至 24 伏，标配十路 4 至 20 毫安模拟量采集通道、两路 RS485 通讯接口，本地配置 8Mbit 闪存用于数据存储，工作环境零下四十摄氏度至八十摄氏度，防护等级 IP65；4G 机型通讯方式包含以太网与 4G 无线传输，北斗机型搭载北斗三号短报文通讯模块，单次报文最大可传输千个汉字内容，卫星通讯成功率不低于百分之九十九。

超声波雪深传感器量程 0 至 2000 毫米，测量精度正负 1 毫米；雪层温度传感器测量区间零下五十摄氏度至五十摄氏度，精度正负 0.1 摄氏度；积雪含水率传感器测量范围 0 至百分之百体积含水率，测量误差正负两个百分点；三维风速风向传感器风速量程 0 至 60 米每秒，风向测量 0 至 359 度；大气温湿度、气压、雨量一体化传感器、次声传感器、地声震动传感器、边坡位移传感器全部采用工业耐寒设计，可在零下四十摄氏度低温环境稳定运行，各项测量指标满足地质灾害野外监测精度要求。

九、方案实现

项目落地第一步开展现场实地勘查，依据雪崩沟谷地形、移动通信信号覆盖情况划分设备选型，确定各个监测点位立杆安装与传感器埋设位置，标注点位地理坐标。第二步开展现场硬件安装施工，固定立杆与太阳能供电系统，按照规范埋设各类传感器，信号线对应接入采集主机端子，严格遵循不带电接线规范，线路核查无误后统一通电调试。第三步使用调试工具通过通讯接口配置采集主机设备编号、数据上传周期、云端对接地址，逐个校准传感器通道数据。第四步在云端管理平台新建项目档案，录入全部测点设备信息，设置各项监测参数预警阈值，创建分级管理账号，配置预警消息推送规则与数据导出模板。第五步开通项目微信小程序使用权限，测试站点切换、数据查看、远程控制等全部功能，整套设备连续试运行 72 小时，排查通讯、数据异常问题，优化预警参数后正式投入常态化使用。

十、数据分析

系统实时自动汇总各站点每日监测数据，计算各项指标平均值、极值与对应时间，自动生成数据台账，支持随时导出报表归档，自动筛选超限数据单独形成预警记录。平台曲线分析功能可实现积雪、温度、含水率、风力等多因子数据联动对比，总结雪层失稳变化规律，依托全区域测点地理数据在电子地图上划分雪崩风险高低分区，生成区域风险热力分布图。项目可按需调取多年历史监测数据，统计区域雪崩高发时段与临界环境指标，持续优化预警判定标准，迭代完善本地化雪崩预警模型。

十一、预警决策

系统预警划分为蓝、黄、橙、红四个风险等级，蓝色预警为一般风险，单一监测指标小幅超标，安排工作人员加强定点巡检；黄色预警代表风险升级，多项监测参数同步超限，发布山区道路限速通行提醒；橙色预警属于重度风险，出现震动、次声等雪崩前兆数据，及时封闭高危路段，疏散沿线零散人员；红色预警为特级险情，全项指标突破临界值且前兆信号密集出现，全线封锁雪崩影响区域，组织全域人员紧急避险，同步联动应急、交通部门做好抢险筹备。系统形成完整预警处置闭环，预警触发后消息同步推送至管理人员，工作人员通过电脑或小程序核查现场数据与监控画面，按照预警等级落实管控举措，处置完毕后在系统内填写处置记录，全流程信息自动存档留存。

十二、方案优点

系统采用 4G 与北斗卫星双传输架构，兼顾有网与无网全场景野外监测需求，彻底解决偏远山区通讯盲区的数据回传难题。全部前端设备防护规格适配高寒野外环境，太阳能独立供电方案无需外接市电，实现长年无人自主运行。电脑加手机小程序双终端管控，外勤巡检人员可随时随地接收预警、查阅监测数据。采集主机本地闪存加云端服务器双重数据存储，设备离线期间数据不会丢失，通讯恢复后自动补齐断点数据。整套系统拓展便捷，新增监测点位仅需在平台录入设备编号即可接入系统，无需二次软件开发，同时支持远程在线修改设备运行参数，减少现场调试成本。单台采集主机通道资源充足，可集成多支传感器同步采集，有效减少野外布设设备数量，降低项目施工与后期运维投入。

十三、应用领域

方案适用于川藏、新藏等高寒山区干线公路雪崩安全监测；长白山、喀纳斯、西藏高山登山景区、滑雪场等文旅场所灾害防护；川西、新疆高寒矿区以及高海拔水电站库区边坡雪崩隐患监测；青藏高原边防线路、高海拔原始林区防灾监测；各地气象、应急管理部门高寒山区雪崩风险常态化监测试点建设。

十四、效益分析

社会效益层面，依靠提前预警有效规避雪崩造成的人员伤亡事故，为应急、交通、气象主管部门提供精准数据支撑，实现科学化管控避险，全面提升高寒区域自然灾害防灾减灾综合能力。经济效益层面，提前预警规避雪崩损毁道路、车辆与基建设施，大幅减少灾后抢修重建资金投入，降低景区临时关停、农牧业受灾带来的经济损失。生态效益层面，长年连续的积雪与环境监测数据，助力高寒冰川、积雪资源演变科学研究，支撑高山区域生态保护与气候变化调研工作。

十五、国标规范

方案整体设计参照现行地面气象观测、雪深自动观测相关国家标准，地质灾害监测、地声震动监测行业技术规范，气象灾害四级预警发布相关管理规范，工业通讯协议以及公路雪害勘察、雪崩防护工程相关技术标准进行设计建设，硬件选型、施工布设、预警逻辑全部对标现行国标与行业规范要求。

十六、案例分享