新质生产力赋能新疆山区公路安全韧性提升

　　一、实施背景

　　新疆维吾尔自治区地处“一带一路”核心区，公路网承担边疆稳定、民生保障、旅游发展与物流畅通的战略功能。全区山地占比超过53%，地形呈“三山夹两盆”格局，叠加高纬度严寒、强震活跃、冻融循环频繁、冰川消融与短时暴雨等多重致灾因素，是全国地质灾害类型最全、活动最频繁、防治难度最大的区域之一。

　　图1-1 新疆地形图

　　以滑坡、崩塌、泥石流为主的地质灾害，年均导致干线公路中断数十次，直接威胁通行安全与人员生命。传统地质灾害防控主要依赖人工巡查、单点传感器监测和事后抢险救援，已无法适应现代化交通运营对安全性与韧性的要求。

　　2024年，交通运输部明确提出以智能交通、数字交通、安全韧性为主攻方向，大力培育交通领域新质生产力，推进基础设施数智化改造。在此政策背景下，新疆交通科学研究院在S101、G3012、G30等干线公路开展了地质灾害监测预警技术探索与工程实践。

　　二、问题识别与分析

　　长期以来，新疆山区公路地质灾害防控以人工巡查、简易设备监测、灾后应急处置为主要模式，在复杂地形与极端气候条件下逐渐暴露出系统性短板，通过多年工程实践与复盘总结可归纳为三类核心问题，并具备明确的内在成因与现实影响。

　　传统防控模式最突出的短板在于隐患早期识别能力严重不足。人工巡查受地形、高差、气候与作业范围限制，难以覆盖高陡边坡、隐蔽滑体、深部变形等关键风险部位，大量潜在隐患在出现明显变形或即将成灾前无法被及时发现，导致整体防控工作长期处于被动应对、灾后处置的状态，灾害早期识别率不足40%，难以实现从源头降低风险的目标。

　　与此同时，监测预警技术可靠性偏低的问题同样突出，传统监测以单一接触式传感器为主，易受温度变化、冻胀扰动、动物触碰、风沙干扰等外界因素影响，误报与漏报率长期居高不下，监测数据以离散点位信息为主，无法反映坡体整体变形趋势与演化规律，预警判断多依赖固定阈值，未结合地质条件、气象驱动因素与灾变机理开展综合研判，预警准确率低于60%，难以支撑科学高效的运营决策与应急行动。

　　更为关键的是，管控与应急响应链条长期无法形成有效闭环，监测数据多封闭在建设或运维单位内部，养护、交通、应急等管理部门之间信息不通、数据不共享、业务不协同，预警信息推送不及时、不到终端、不到具体责任人，难以快速转化为交通管制、人员疏散、抢险处置等实际行动，加之系统普遍存在重建设、轻运维的倾向，缺乏常态化风险研判、动态评估与复盘优化机制，整体灾害防控效能难以充分发挥。

　　三、解决方案与技术体系构建

　　面向传统灾害防控模式的核心短板，以新质生产力创新驱动、数智赋能、系统高效、绿色安全为导向，构建空天地一体化智能监测预警体系，以全域感知、智能研判、精准预警、协同处置为总体目标，整合天基遥感、空基无人机、地面多传感器与深部监测设备，依托多源数据融合与人工智能算法实现动态风险评估，建立分级预警与全链条闭环管控机制，推动灾害防控从被动抢险向主动预警、从经验判断向数据决策、从单点防控向全域管控实现根本性转变。

　　该体系以空天地一体化多维度感知为基础，天基层面采用InSAR卫星遥感技术，实现大范围、长时序、毫米级地表形变监测，完成早期隐患全域普查与高风险点精准锁定;空基层面采用无人机激光雷达与倾斜摄影技术，对重点高风险区域开展高精度三维建模，识别裂缝、危岩体、陡坎、破碎带等细节隐患，建立数字孪生底座;地基层面根据边坡类型与灾害模式差异化布设GNSS位移站、裂缝计、倾角加速度计、边坡雷达、雨量计、土壤含水率计及AI视频监测设备，实现全天候、自动化、连续化数据采集;深部层面布设测斜仪与深部位移计，直接捕捉岩土体内部变形、滑动面位置与演化趋势，从灾变机理层面提升监测可靠性。在此基础上建立人工智能驱动的智能研判与分级预警机制，融合地质、气象、遥感、传感多源时序数据，构建动态风险评价模型，采用深度学习算法对变形趋势与灾害概率进行超前预测，可实现4至72小时超前预警，同步建立蓝、黄、橙、红四级预警标准，明确各等级响应规则与处置措施，预警信息通过综合管理平台、短信、可变情报板、移动终端多渠道同步推送至相关责任单位与管理人员。

　　四、案例描述

　　4.1项目概况

　　自2021年起，针对新疆山区公路地质灾害频发、传统防控能力不足的问题，新疆交通科学研究院逐步推进地质灾害监测预警技术迭代与工程落地。项目先后经历单点试验、多传感器融合、空天地一体化集成三个阶段，在S101线、独库公路、G30连霍高速果子沟段、G3012吐和高速甘沟段、G3003乌鲁木齐东绕城高速等多个重点路段建成智能监测系统。本案例选取两项最具代表性、技术最完整、成效最突出的工程进行完整呈现。

　　4.2S101线K106滑坡监测预警工程

　　S101线是新疆重要的旅游景观公路，沿线地质条件复杂，边坡破碎、冻融作用强烈，历史多次出现变形与滑塌迹象。K106段边坡土体松散、裂缝发育，受降雨与冻融影响持续变形，一旦发生整体滑移，将直接导致道路中断并威胁行车安全。2024年7月，项目团队在此建成新疆首个“空—天—地—深”一体化地质灾害监测预警系统，通过卫星遥感早期识别、无人机三维建模、地面多传感器监测与深部位移感知，实现对滑坡体全过程动态监测。系统接入智能预警平台，采用多源数据融合算法进行稳定性研判，并建立四级预警与信息推送机制。2024年10月28日，该滑坡发生整体滑移，监测系统提前4小时发出红色预警，管养单位及时启动应急响应、封闭道路，未造成人员伤亡及重大财产损失，成为新疆山区公路地质灾害超前预警的标志性实践。

　　4.3G3012吐和高速甘沟段崩塌监测预警工程

　　G3012线甘沟段是连接南北疆的关键通道，车流量大、社会影响高。该路段边坡以强风化砾岩为主，岩体破碎、坡面陡峭、危岩发育，年均发生崩塌、碎落事件约4次，传统接触式监测设备难以锚固布设，易被落石损毁，人工巡查无法实现实时预警。为解决高陡破碎边坡防控难题，项目团队采用非接触式智能监测方案，于2024年建成集边坡雷达、AI视频识别、无人机自动巡检、动态预警模型于一体的监测体系，实现施工期与运营期全周期风险管控。系统投用以来，多次准确识别边坡变形与落石风险，及时发布橙色、红色预警，联动交通管控与应急处置力量快速响应，有效保障了通道安全畅通，成为高寒复杂地区高陡边坡智能防控的典型示范。

　　五、结论

　　通过多项工程实践验证，空天地一体化智能监测预警体系在安全保障、技术创新、管理升级等方面取得显著成效。灾害早期识别率提升至90%以上，应急处置时间从小时级压缩至分钟级，处置效率提升60%，多项成功预警案例有效避免人员伤亡与财产损失，路网中断时长显著下降，干线公路通行保障能力与系统安全韧性大幅提升。技术层面形成适配高寒复杂环境的成套技术与标准流程，突破高陡、破碎、冻融边坡监测难题，多项技术达到国内先进水平。管理层面推动公路运维从人工驱动向数据驱动、从分散管控向协同管控、从事后维修向主动预防转型，精细化、数智化、规范化水平明显提升。