张航 李军乐 科技日报记者 付毅飞
在第14个全国防灾减灾日到来之际，记者从中国航天科工集团三院获悉，该院下属航天惯性公司自主研发的泥石流地声预警仪成功问世，首批应用于甘肃、青海、新疆、云南、四川、贵州等地区。
据不完全统计，全国滑坡、崩塌、泥石流灾害点约28万处，其中泥石流占3.5%。由于泥石流爆发突然、来势凶猛，破坏性极强，易造成人员死亡和巨大的经济损失。实现泥石流的防治及报警，可极大地减少灾害带来的损失。
通常，泥石流监测所采样的因素有雨量、泥位、土壤含水率、次声等。雨量、土壤含水率为相关因素，并不能直接确认泥石流的发生；次声所接收的信号是通过空气传播，会容易产生干扰信号。加入地声后，与次声进行联合预警判断，通过监测并掌握它们的特征值，准确识别并剔除降雨、刮风、雷电等其他环境噪声，可提高报警准确率。
当前国内外泥石流地声研究资料相对陈旧，且基本没有可参考数据样本。研发团队需要解决的最大难点就是如何在不同背景和场景下，识别不同形态的信号。为此三院研发团队联合北京大学、中科院山地所、成都信息工程大学共同开展地声信号识别和泥石流预警算法攻关。2021年，团队奔赴著名的“天然泥石流博物馆”——云南蒋家沟泥石流试验场，开展泥石流地声数据采集工作，并收集了下雨、车辆、行人等复杂 环境下噪声信号，建立了详实的数据样本库，通过分析噪声及泥石流地声数据的信号特征，从信号幅度、特征频率范围与信号持续时长三个维度，结合信号时频域分析等技术，建立泥石流地声信号识别及预警模型，填补了国内近年泥石流地声预警监测研究的空白，大幅提高了泥石流预警准确率。
据团队负责人孙芳介绍，不同于安全监测系统以往的长期监测场景，泥石流地声预警仪多用于野外应急抢险的应用场景，因此，具备便携、快速布设、预警实时性和准确性高等特点。
作为我国专业从事安全监测产品研制的骨干团队，航天惯性公司自2008年成功解决汶川地震时唐家山堰塞湖超高坝体监测难题开始，就始终致力于安全监测设备的研发工作，已经为17个省市自治区、3000多个地灾隐患点构筑了安全防线，近年来先后在湖北十堰、重庆市歌乐山等处成功预警，有效避免了人员伤亡和财产损失。
图为安装于云南蒋家沟泥石流试验场的泥石流地声预警仪（中国航天科工集团三院供图）