研究方向

2023-04-17     发布：[中心学术秘书]秦严    点击：110次

面向国家重大工程建设需求，聚焦亟需解决的地质安全风险防控技术瓶颈问题，按照“方法—技术—装备—应用”的工程技术创新流程，中心设立四个主攻研发方向：地质安全风险早期识别与精准探测技术研发、地质安全风险评价方法与监测预警技术研发、地质安全风险精准识别与监测预警装备研发、地质安全风险防控技术开发与推广应用。创新中心四个研究方向的主要研发内容为：

方向一：地质安全风险早期识别与精准探测技术研发

面向重大工程建设及运营中面临地不可避免的地质安全风险问题。首先，针对重大工程选址及建设过程中存在的大量未查明地质灾害隐患点的问题，研发重大工程地质安全隐患早期识别技术，实现地灾隐患快速识别技术以及提高可信计算分析方法，形成综合物联网、大数据、云计算的地灾隐患多元立体观测与智能识别技术体系。其次，研发重大工程地质安全隐患精准探测技术，实现微震、GPS、地质雷达、光纤传感等相结合的无损探测技术，研制极端、特殊及复杂条件下重大工程地质安全隐患精准探测装备，构建生态地质环境变化特征智能探测信息系统，形成钻探、槽探、井探、洞探、物探一体化综合探测技术体系，实现全参数、高分辨重大工程地质安全隐患精准探测。此外，研发重大工程地质安全风险大数据挖掘技术，开发典型地质灾害隐患及地质环境要素样本大数据库，研制高速信息传输网络与海量信息储存平台，研发云-边-雾混合计算的地质安全风险数据时空解译技术，形成地质灾害隐患及地质环境要素大数据动态智能挖掘成套技术体系，为实现重大工程地质灾害隐患智能早期识别与精准探测提供坚实技术支撑。

方向二：地质安全风险评价方法与监测预警技术研发

地质环境与重大工程建设之间形成了典型的人—地互馈作用过程。重大工程从立项论证到规划、建设和运营全过程都需特别关注地质安全风险问题，灾害的发生不仅会给工程造成巨大经济损失，而且会危及人民生命安全，影响着人地协调关系。因此，在地质安全风险早期识别的基础上，开展地质安全风险评价与监测预警则是实现灾害防控关口前移，科学防灾减灾的最为有效的手段。需针对重大工程灾害特点建立综合性的重大工程地质安全风险评估方法，其中包括智能化数据驱动的风险评估方法、单体灾害变形失稳风险评估与方法、局部与区域综合风险评估方法、科研-规划-建设-运营全周期的地质安全风险评价方法、地震-地质灾害链综合风险评估方法。发展重大工程地质安全风险监测技术，构建智能监测体系和软件系统。研发重大工程地质安全风险预警模型与系统，基于3D-GIS、3D探测等高新技术，发展具有抗干扰、高分辨率的地质安全监测技术，以及监测数据的智能处理技术和软件；针对地质安全风险较低的重大工程，发展实时高密度数据监测采集技术；发展基于人工智能和大数据分析的多源异构监测信息融合技术，构建智能监测体系和软件系统。

方向三：地质安全风险精准识别与监测预警装备研发

针对现有技术与监测预警装备具有监测精度和可靠性不足、终端产品适应性差、设备部署困难、监测预警指标体系不完善等问题，难以满足精准监测、精准预警的要求。聚焦重大工程地质灾害早期精准识别、地质安全风险精准探测技术难题，攻克复杂条件下地质安全风险早期识别与监测预警准备轻量化、便捷化、低功耗、长寿命等技术瓶颈，开展空-天-地一体化地质安全风险早期识别装备研发，从不同角度和尺度来对灾害形成过程的变形特征和成灾前兆信息进行捕捉和识别。进行智能化地质安全风险精准探测钻探装备研发，研发智能精准定向钻探装备，实现重大工程地质安全隐患精准探测；研发声频振动钻探取芯装备，实现轻扰动、高保真取样，提升对复杂地质体探测精度。高精度抗干扰地质安全风险精准探测物探装备研发，主要包括基于光纤和轻便智能传感器的实时高密度数据采集装备，城市复杂环境下天然激发源的探测技术与装备，适应城市复杂交通环境的3D移动探测技术与装备，无人机航空磁场探测装备等。以及地质安全风险监测预警智能化装备研发，具体包括位移精准监测北斗智能终端、无人机抛投平台、云-边-端协同监测传感器、智能组网与通讯传输装备、普适型便携式集成监测装备等。形成完备的装备体系以服务重大工程地质安全风险防控重大需求。

方向四：地质安全风险防控技术开发与推广应用

面向重大工程建设将面临或诱发重大地质灾害的问题，科学、合理地开展安全风险阻断与研发风险调控技术，可有效提升减灾服务能力，为重大工程建设提供地质安全保障。基于灾害的链式理论，运用重大工程灾害断链减灾技术，针对灾害链形成的全过程建立综合性断链减灾技术体系。在此基础上，基于防灾减灾领域的五维体系发展重大工程地质安全风险韧性防灾技术，构建风险韧性减灾体系，优化韧性补强技术方案。发展重大工程灾后快速复建技术，制定区域整体复建规划，优化重大工程灾害链应急处置技术，构建重大工程功能快速恢复技术方案。此外，研发重大工程地质安全风险防控智能决策技术，借助大数据、云计算、网络通信等新理念、新技术、新方法，形成一套系统的、科学的重大工程地质安全风险智能决策技术体系，指导与优化重大工程建设与安全运营。最后，进行重大工程地质安全风险防控技术转化与推广，聚焦重大工程风险防控涉及的风险早期识别与探测技术、风险评价技术、监测预警技术及风险防控技术的推广转化，推进关键装备的工业化应用，制订重大工程地质安全风险防控技术标准，引领行业技术进步。