本文通过对高速公路相关灾害和监测技术进行分析，提出融合科技智防的合理化建议，为提高公路结构物运行状态及灾害监测预警能力提供参考。

高速公路，是贯通不同地域、破除发展壁垒的“康庄大道”，往往具有跨度广、线路长等特点，容易受到各种自然灾害和地质灾害的影响。特别近年以来，我国极端天气发生次数多、影响区域广、破坏能力强，给高速公路运营安全带来极大挑战，本文通过对高速公路相关灾害和监测技术进行分析，提出融合科技智防的合理化建议，为提高公路结构物运行状态及灾害监测预警能力提供参考。

1988年，随着沪嘉高速公路一期、沈大高速公路沈阳至鞍山段和大连至三十里堡段建成通车，我国内地高速公路建设扬帆启程。截至2023年底，全国高速公路总里程已经达到18.4万公里，在国家网“7射、11纵、18横”的大框架下，基本实现了“县县通高速”的目标。

“要想富，先修路”，据统计，高速公路密度每提高1%，将带动地区经济每年增长0.052%。高速公路的大面积建成，极大地畅通了区域间人货流转和提升了区域就业水平，但也导致了部分地区运载能力过剩、地方政府的隐性债务加重等问题，将重心转向运营管理，不断满足人民群众美好出行和平安出行需求，已经成为了高速公路管理方的必修课。

高速公路是贯通不同地域、破除发展壁垒的民生基础设施，往往具有跨度广、线路长等特点，容易受到各种灾害的影响。常见的如：

（一）暴雨洪涝。暴雨可能导致高速公路路面积水、边坡滑坡、路基塌陷等问题。积水会影响车辆行驶安全，降低道路通行能力；滑坡和塌陷则可能直接阻断交通，甚至造成人员伤亡和车辆损毁。
（二）地震。地震会使高速公路桥梁、隧道等结构受损，出现裂缝、错位甚至坍塌。同时，地震还可能引发山体滑坡、泥石流等次生灾害，进一步破坏公路设施。
（三）台风。台风带来的强风可能吹倒路边的树木、广告牌等，影响行车视线和道路畅通。
（四）滑坡与泥石流。在山区高速公路，滑坡和泥石流是常见的灾害。它们能够迅速掩埋道路，摧毁防护设施，对交通造成严重阻碍。
（五）冰雪灾害。冰雪会使路面结冰，降低轮胎与路面的摩擦力，增加车辆打滑、失控的风险。积雪还可能压垮路边的设施，影响道路标识的可见性。

且由于要兼顾线形和造价，高速公路建设难免穿山过河，形成大量高边坡、高填方、长隧道、特大桥等重要结构物，薄弱地基可能会存在崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降为主的地质灾害。

对于各类灾害的监测，目前的主流有气象、地质、视频、传感器等几种技术路径，且各有千秋：

（一）气象监测技术。如气象卫星、雷达、地面气象站等。气象卫星能够大范围监测天气状况，但分辨率相对较低；雷达对局部强对流天气的监测较为准确，但覆盖范围有限；地面气象站可提供详细的气象数据，但站点分布相对稀疏。 

（二）地质监测技术。如地质雷达、位移监测仪、倾斜仪等。地质雷达可探测地下地质结构，但对深层地质情况的探测能力有限；位移监测仪和倾斜仪能实时监测边坡等的位移和倾斜变化，但易受环境干扰。

（三）视频监控技术。通过在高速公路沿线设置摄像头，实现对路况的实时监控。但全覆盖的成本较高，对于自然灾害的事件分析和甄别的准确率不高

（四）传感器监测技术。包括应力传感器、应变传感器、温度传感器等，能够实时监测桥梁、隧道等结构物的受力和温度变化，高精度、易于集成，但安装和维护成本较高。

对于气象情况的监测，交通运输部、公安部、中国气象局已有多年的深入合作，2024年2月，三方联合印发了《关于深化高速公路恶劣天气高影响路段优化提升工作的指导意见》，明确提出推进完善交通气象技术标准，开展交通气象观测设备技术标准研究。

2024年8月，三方联合编制的《集成式交通气象监测仪技术要求》和《集成式交通气象监测仪测试大纲》，进一步推动公路交通气象观测能力建设。高速公路管理方可以通过购买气象服务、深入研发合作、加强技术交流等方式健全与气象部门之间的长效合作机制，以更好实现恶劣天气交通预警处置服务的系统化和精准化。

剧烈、长时间的极端天气，很可能会造成地质灾害，但地质灾害一般具有复杂性、隐蔽性、突发性、动态性、不确定性等特点，传统的人工排查以及单一的技术手段很难发现和判断其隐患的程度和发展的方向，必须要坚持创新引领，突破传统基建思维，构筑起一套空天地一体化的公路结构物运行状态及灾害监测系统，融合科技智防，以实现全方位全链条的实时监测、预警及特情处置的安全增效、准确可靠。

空天地一体化的公路结构物运行状态及灾害监测系统，是一种融合卫星定位系统、无人机、地面监测三个维度的监测大体系，以航天航空技术、无线电技术、网络通讯技术、测绘遥感科学、空间信息科学为基础，实现对自然灾害、公路结构物运行及其周边环境的全方位、多层次、立体化监测。

空，主要是通过卫星光SAR融合技术，利用光学遥感、SAR各自的特点，取长补短，实现对地面变化的全天候监测。

SAR（Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达），是1951年由美国Goodyear宇航公司首先提出的一种用频率分析改善雷达角分辨率的方法，几经迭代，已经衍生出了InSAR（Interferometric SAR，合成孔径雷达干涉测量）、D-InSAR（Differential InSAR，合成孔径雷达差分干涉测量）等8种细分方法，几种方法基本原理相同，但技术能力和应用各有侧重，如InSAR利用卫星雷达大数据干涉相干原理，单次探测范围可达1500平方公里以上，主要应用于获取地表高程（DSM或DEM）信息。

D-InSAR通过双轨法、三轨法、四轨法等，利用同一地区的两幅干涉图像差分处理（除去地球曲面、地形起伏影响等），得到干涉条纹图，通过结合卫星轨道参数来获取地表微小形变量。

天，主要是通过高精度北斗RTK定位技术，利用无人机进行低空巡检。无人机技术的发展，可以追溯到上世纪90年代，当时主要应用于军事领域。随着技术的不断进步和成本的下降，无人机已在农业、航拍、快递、物流、监测等领域得到了广泛应用。

RTK定位技术可确保无人机能够精准地按照预设航线对沿线设施进行巡检，亦可应用仿地飞行技术，根据数字地表模型（DSM）设定无人机飞行路线，搭载光探测和测距（LiDAR）工具，在距地表几十米的相对恒定高度上采集数据获得三维光学模型，再使用渐进加密三角测量滤波算法对数据进行自动分类和调整、解析。

地，可以利用高速公路特有的中央分隔带优势沿线安装GNSS变形监测系统，在重要结构物地段，如高边坡、特桥隧等位置加强配置增加具有夜视功能的传感及摄像设备，以及在线式测斜仪、静力水准仪、远程倾斜位移监测仪、振弦式应变计、振弦式土压力计、土壤水分测量仪和小型气象站等设备，即可对结构物应力变化、物理位移、地表变形情况等进行监测。

系统集成后，具有实时监测、高精度定位、多传感器集成、易于部署、自动化预警、物联网云平台等特点，方便管理方做好日常的监测、分析、研判，一旦发现诸如路面塌方、滑坡或者交通事故等异常情况，系统立即向指挥中心发送警报，报送事故的精准位置和范围；

指挥中心立即可进行应急调度，同时将事故情况及位置，通过路侧或者门架上的情报板、电子显示屏或信号灯、公路应急广播等多种设备设施播发给该路段的驾驶人员，及时提醒过往车辆，避免事故发生或最大程度减小事故危害。

灾害防控，任重道远。空天地一体化的公路结构物运行状态及灾害监测系统建立后，也并非就一劳永逸，需要与相关系统方、管理方加强合作、共同推进，打通“责、权、利”各级关卡，才能不断丰富应用功能，适应创新驱动本质安全需要，为保障人民群众美好出行和交通运输事业发展谱写新篇。