水闸变形监测解决方案


方案介绍

方案简介

        在堤防和水闸的关键监测位置布设北斗三号高精度监测站,在附近区域选择地质状态稳定的非滑移区架设北斗基准站,基准站与监测站配合进行北斗差分定位解算,监测站设备将北斗卫星差分定位的原始数据通过4G发送到应用服务器,服务器进行静态定位和噪声滤波算法得到监测点的三维坐标。 另外采用深部测斜监测站、雨量监测站、深部浸润渗流监测站、地表裂缝监测站和应变监测站等多种感知设备采集多维度数据,多维度监测水闸和堤防的安全状态,判断其变形状态,提高监测数据的有效性。 在混合组网通信技术方面,综合利用长短波电台、Lora通信和4G/5G通信等技术,设计采用具备多传感器监测数据接入能力的混合组网通信系统,解决多源传感器数据实时传输问题。数据采用双向认证的MQTT协议,多级节能优化设计,实现通信链路的极低功耗和安全性。 后端大数据中心基于多种设备监测数据和监测物的结构变形特点,采用风险分析评价及预警预报系统,对隐患点进行状态评估,并对灾情进行分析、推理与精准预警。

水闸变形监测系统流动站及基准站

流动站
        在堤防和水闸的关键监测位置布设北斗三号高精度监测站,在附近区域选择地质状态稳定的非滑移区架设北斗基准站,基准站与监测站配合进行北斗差分定位解算,监测站设备将北斗卫星差分定位的原始数据通过4G发送到应用服务器,服务器进行静态定位和噪声滤波算法得到监测点的三维坐标。
基准站
        基准站坐标已知,并长期保持稳定。基准站接收北斗卫星数据,并通过电台或4G通信模块将差分数据发送至导线上的北斗监测点装置,供差分定位解算,以得到导线的高精度坐标。基准站采用太阳能供电,可持续20以上天稳定供电。
系统构架图
        在水闸、堤防等水利工程设施的关键位置布设北斗三号高精度监测站,然后在附近选择地质稳定的区域建设北斗基准站,北斗监测站在北斗基准站的配合下进行实时差分定位,采集大量的原始观测数据,并将数据通过 4G/5G 技术发送到云服务器,云服务器采用自研的静态相对定位算法得到监测点的位移量。同时采集了深部测斜仪、渗流渗压计、应力应变计等多维度数据。 数据接入安徽省北斗综合运营服务平台,基于北斗的堤坝监测系统采用数字孪生的技术,提升用户交互技术,具有数据可视化、设备在线化管理、数据监测预警、应急响应决策等功能。另外采用人工智能的预测方法进行模型训练和多维度评价,使用风险分析评价及预警预报系统,对隐患点进行状态评估,并对水利工程形变进行分析、推理与精准预警。最后数据会接入数据江淮大数据中心,服务于众多行业。

配套软件

        水闸形变监测数据可按规约进行数据打包,再经加密后发送至国家水利公司统一状态监测主站。同时,本公司也开发有配套的后台软件,实现水闸形变监测、预警等功能。

系统特点

  • 极低功耗、可设置各任务启动、休眠、关闭
  • 毫米级定位结果、监测灵敏、受气象因素影响小
  • 定时数据采集及上传,保障监测数据的稳定传输
  • 风险提前预警,发出紧急信号,报告危险情况

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