【万象推荐:WX-CS01】一条沟一年到头都不安生。融雪的水、掉落的石块、过路的山风,都会让沟道里传出隆隆的闷响。地灾泥石流成灾次声监测站要回答的不是有没有响,而是这一次的响,离成灾还有多远。山东万象环境科技有限公司本着高精度、低功耗、稳定可靠的原则,设计开发了这套测次声监测站,它把力气花在了一件事上:把天天都有的响动,与真正要出事的响动分开。
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一、响动本来就有,先立一条基线
监测的第一步不是找异常,而是记住平常。设备在沟道旁连续记录几周、几个月,把这处山谷在晴天的、阴天的、涨水时的各种底噪都攒下来,形成一条基线。有了这条线,后面任何一次抬升才有参照物。基线的建立没有捷径,靠的就是一天不断的连续记录,中间断了几天,前后就接不上。缺失基线的监测,看到什么都像异常,值班的人很快就会被误报拖疲。
二、强度那一根线:从零星到成片
岩土体刚开始破裂时,次声是零星的,一阵一阵,夹杂在风声里。等到破裂从零星变成成片,强度曲线会顶起来,而且顶上去之后不再回落。强度是最好读的一根线,但它也是最容易被风吹草动带偏的一根线。所以设备在前端就把计算能力用上,内嵌滤波算法先甩掉已知的干扰源,前端再做一次积分,输出可以横向比较的有效声压,强度这根线才站得住。同一阵风在不同季节带来的抬升并不一样,基线立好了,这种季节性的差别才不会跟异常混在一起。
三、走向那一根线:声音从哪里来
同一条沟道,声音可能来自坡面上方,也可能来自沟道下游。只盯强度,分不清声音的来路。把多点的记录放在一起比时间差、比先后,就能大致判断这段声音是从坡体内部出来的,还是沟道里的石块在往下滚。来路不同,后面的处置也不一样。判断声音的来路,其实就是在判断危险离人还有多远,这一点在夜里尤其要紧。
四、频段那一根线:不同成因落在不同位置
不同的成因,声音的频段分布并不一样。岩体内部的破裂偏在更低的频段,水石摩擦与石块撞击则会把能量推到更高的位置。数据回到后台,按原始信号滤波、时间域、频率域、时频域的固定流程走一遍,同一段信号在时频图上会显出不同的形状。几根线叠在一起,判断的把握就比只看一个数字大得多。频段上的差别不会一下子显形,它要靠一段时间的积累才慢慢看得出来。
五、几条线合起来,才谈得上成灾
对地灾泥石流成灾次声监测站来说,把基线、强度、走向、频段几条线摆到同一张图上,成灾与否才有讨论的基础。信号越限时,设备同时通过短信、APP、邮件等多种方式,把预警信息和预警简报送到人手上,简报里带着这几条线的对照。基础采样频率一百赫兹,保证了进机器的那段信号还是它本来的样子;铝材整铣的外壳与防摔软胶,则保证它在风雨里能一年年地待下去。数据不断档,几根线才连得起来。
说到底,地灾泥石流成灾次声监测站干的是一份很朴素的活:把听见的东西记全,再把记全的东西分开。山谷里永远有响动,人的经验永远有限,而一条持续的基线和几根并排的曲线,能让下一次判断少一点犹豫。
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