传统高速公路灾毁监测模式普遍存在布局零散、架构冗余厚重、全流程闭环管控机制缺失等诸多弊端。为有效解决上述行业痛点,甘肃省结合本地地形地貌、交通运维现状与防灾减灾实际需求,依托物联网、边缘计算、人工智能等新一代数字技术,搭建起“云-边-端”一体化协同的高速公路轻量化灾毁监测预警体系。该体系以政策适配、技术研发、机制搭建为核心支撑,打造标准化闭环管控流程,全面实现高速公路灾毁风险的智能化、全周期管控。

1、逻辑架构设计
本体系采用“云-边-端”三层协同架构,其核心设计逻辑在于“适配复杂环境、保障实时响应”,从而实现与甘肃省实际条件的深度融合。
(1)架构整体适配性
基于甘肃省高速公路“点多线长、山区占比高、供电通信薄弱”的现实特征,设计以轻量化部署为导向,摒弃传统依赖市电及有线传输的模式,转而采用无线通信与太阳能供电的组合方案,以确保偏远山区及灾害易发路段的稳定运行。同时,该架构兼顾全域覆盖需求,通过分层协同机制弥补了以往“重桥隧、轻路基”的不足,达成了对路基、边坡、桥梁及隧道等易受灾部位的全方位监测。
(2)协同逻辑适配性
针对山区云端响应延迟且灾毁处置窗口期短暂的问题,体系构建了“本地快响应+云端全管控”的运行模式。其中,边缘计算层承担本地数据解析、灾毁判定及现场联动功能,确保在无云端支持时仍能快速预警,从而规避通信中断可能引发的二次事故;而云端层则聚焦于全省灾毁态势的宏观研判与跨区域调度,适配路网协同管控需求,最终形成“局部快速处置、全局统筹管理”的格局。
(3)部署成本适配性
考虑到甘肃省交通运维经费的实际情况,体系确立了“低成本、易维护”的设备选型与部署策略。核心设备的成本显著低于传统设备,且无需依赖大型机械安装或专业团队的常驻运维,从而大幅降低了山区部署及运维成本,为体系的大规模推广奠定了经济可行性基础。

2、技术架构设计
该体系构建了全流程闭环管控的技术架构,以甘肃省科技赋能与全域协同的交通安全治理理念为引领,围绕分级研判、智能感知、联动处置与精准施策四大核心环节,形成了覆盖“分类-监测-预警-管控”的全链条管理体系。
(1)分级研判:确立全省统一标准
分级研判作为闭环管控的前置基础,整合了省交通运输厅、省自然资源厅、省气象局等部门提供的气象、水文及地质研判数据,从而形成全省灾毁风险的常态化研判区域重点等级,实现了从单一路段风险评估向全省路网风险态势全局把控的转变。同时,体系划分并建立了与省级应急响应机制(Ⅰ-Ⅳ级)相衔接的0-4级灾毁分级标准,明确不同等级灾毁对全省交通主干线与区域支线的影响边界及处置优先级。研判结果直接对接省级道路交通事故应急预案的分级响应要求,为后续精准管控提供了政策依据与标准支撑。
(2)智能感知:构建全域覆盖的立体化监测网络
智能感知环节立足甘肃省“高原、山地、黄土区”的全域地貌特征,针对性地选用差异化轻量化监测设备进行全线布设,突破了传统“点式监测”的局限。在省级层面,统筹规划感知设备布局,研发轻量化传感器,并在重点风险区域的全线路段部署相关设备,实现了从关键节点到普通路段的全域连续覆盖。依托省级灾毁监测预警平台,汇聚全省重点区域的多维监测数据,整合各类固定监控与移动监测资源,达成了监测全域无死角的感知目标,为全省灾毁风险“一张图”可视化研判提供了数据支撑,推动感知模式从“局部碎片化”向“全省一体化”转型。

(3)联动处置:激活跨部门协同与资源调度
联动处置以灾毁监测预警平台为核心,聚焦多维联动与资源调度,深化了“一路四方”协同效能。该平台与全域监测及预警设备实现实时互联,承接智能感知数据,确保预警触发后设备能够即时响应,形成闭环;同时,平台同步联动处置人员,快速推送指令并明确任务,保障处置力量的高效集结。依托“一路四方”联动机制,贯通了交通、公安、应急、医疗等部门壁垒,一体化调度全省应急资源,形成了跨部门、跨层级的快速联动格局,推动灾毁处置从分散响应向协同高效转变,实现了现场处置与调度的实时衔接,变“被动抢险”为“主动防御”,为精准施策提供了坚实支撑。
(4)精准施策:实施差异化管控与全省统筹调度
精准施策环节依据灾毁分级标准及路段处置措施,形成了“分级分类、全域统筹”的管控策略。针对不同灾毁等级,匹配差异化的交通组织方案:低等级灾毁采取局部车道管控与远端信息提示;高等级灾毁则启动全线封闭与跨区域分流,并联动公安部门实施专项交通疏导措施。针对区域特征,对暴洪高发区、地质不稳定区及极端天气频发区等实行“一区一策”,强化应急资源前置部署与专项处置流程。同时,省级灾毁监测预警平台发出指令,通过新媒体矩阵向公众实时分发路况信息,形成了“管控-服务-反馈”的二次闭环。
3、监测体系构建逻辑
立足于甘肃省情,以“适配复杂地貌、轻量化部署、全流程闭环”为核心,体系构建了“政策适配-技术研发-机制构建”三位一体的研究框架,从而契合甘肃交通防灾减灾的实际需求。
(1)政策适配层面:紧扣国家“数字交通”与“交通强国”战略,对接甘肃交通与科技发展规划,聚焦设施智能监测与跨部门应急协同导向,兼顾国家战略与地方诉求。针对甘肃地质灾害广布、山区救援困难的特点,以“全域覆盖、快速响应、协同联动”为抓手,推动该体系与地方治理工作协同并进。
(2)技术研发层面:针对甘肃山区供电不足、易灾路段分散及运维成本高昂的痛点,突破传统设备“笨重、昂贵、部署困难”的瓶颈,确立了“轻量化、低功耗、易安装、低成本”的研发导向。结合本地气候优化设备防护性能与算法模型,定制化开发灾毁监测指标及识别算法,实现了技术与灾害特征的精准适配。
(3)机制构建层面:为消解山区灾毁救援中“响应慢、联动弱”的难题,建立了多部门协同机制。打破数据壁垒,搭建省级统一信息共享通道,实现预警信息“一键分发、多方响应”;针对偏远路段救援半径大的问题,建立“就近调度、分级响应”机制,整合乡镇应急与养护资源,从而破解跨区域协同梗阻。

综上所述,甘肃省高速公路轻量化灾毁监测预警体系立足本省复杂的地质地貌与气候特征,通过构建“云-边-端”协同的高速公路轻量化灾毁监测预警模式,有效扭转了传统监测体系布局分散、架构厚重、缺乏闭环的局限。
此外,在相关技术领域,365钱包科技专注于桥梁轻量化监测,其解决方案同样采用低功耗、无线传输与边缘计算技术,依托边缘计算技术实现桥梁结构形变、沉降、振动等核心参数的实时采集、就地分析与风险预判,同步接入省级灾毁监测预警平台,实现桥梁风险与路基、边坡、隧道风险的一体化统筹研判、协同预警与联动处置。针对中小型桥梁群及常规道路桥梁的结构健康状态进行低成本、高效率的实时监测,实现了从“定期人工巡检”向“在线自动预警”的转变,为公路基础设施的主动安全保障提供了有力补充。