基于北斗的淮河堤防監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用于安徽省阜陽(yáng)市阜陽(yáng)閘，阜陽(yáng)閘為大（2）型水閘，已建成運(yùn)行65年，受阜陽(yáng)市地下水超采引起的地面沉降影響，水閘底板變形嚴(yán)重，開(kāi)展阜陽(yáng)閘自動(dòng)化變形監(jiān)測(cè)十分必要。

圖1：安徽阜陽(yáng)市阜陽(yáng)閘

安徽省北斗綜合示范項(xiàng)目基于北斗的淮河堤防監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在每塊底板四個(gè)角的閘墩上，分別安裝北斗變形監(jiān)測(cè)站，翼墻的兩端也分別安裝1套北斗監(jiān)測(cè)站；主要解決的難點(diǎn)是，監(jiān)測(cè)每塊底板的不均勻沉降和不同底板間的不均勻沉降，北斗技術(shù)為水閘變形監(jiān)測(cè)提供了新的監(jiān)測(cè)手段和思路。

圖2：阜陽(yáng)閘安裝變形監(jiān)測(cè)站

圖3：阜陽(yáng)閘翼墻兩端安裝北斗監(jiān)測(cè)站

在軟件設(shè)計(jì)方面，結(jié)合2018版《水閘安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》的要求，并且融入了特色的功能，軟件采用數(shù)字孿生技術(shù)，將阜陽(yáng)閘、翼墻和監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行獨(dú)立建模，再將監(jiān)測(cè)設(shè)備疊加到被測(cè)物上，支持現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的查看，軟件依據(jù)底板情況將阜陽(yáng)閘模型分為4個(gè)部分，可單獨(dú)對(duì)每個(gè)部分的閘門(mén)、閘墩和底板進(jìn)行獨(dú)立的數(shù)據(jù)展示，判斷其不均勻的沉降。系統(tǒng)軟件具有形變分析模塊，采用了自主研制的LSTM的水閘形變預(yù)測(cè)方法，通過(guò)形變量分析得到水壓形變、溫度形變和時(shí)效形變分量，并可預(yù)測(cè)出未來(lái)三天的形變總量，該預(yù)測(cè)算法準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上，另外綜合評(píng)價(jià)模塊綜合了水閘形變的五大要素，采用雷達(dá)圖的方式評(píng)價(jià)水閘整體安全狀態(tài)。

圖4：安徽阜陽(yáng)市阜陽(yáng)閘數(shù)字孿生建模

圖5：阜陽(yáng)閘獨(dú)立建模

圖6：軟件系統(tǒng)形變分析模塊

圖7：LSTM形變預(yù)測(cè)方法

圖8：雷達(dá)圖顯示水閘安全狀態(tài)

主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：

一、 將北斗高精度測(cè)量技術(shù)首次應(yīng)用于水利工程大型水壩專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)，特別是針對(duì)底板沉降觀測(cè)提供了一種全新的監(jiān)測(cè)手段。

二、 采用數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)水利設(shè)施進(jìn)行可視化和綜合分析，符合我國(guó)水利工程發(fā)展“十四五”規(guī)劃。

三、 將人工智能深度學(xué)習(xí)方法應(yīng)用于水閘形變監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了智能預(yù)警功能。

基于北斗的淮河堤防監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在安徽省北斗綜合示范項(xiàng)目的首次應(yīng)用，預(yù)示著安徽省北斗綜合示范項(xiàng)目建設(shè)的高標(biāo)準(zhǔn)、高規(guī)格和高要求，樹(shù)立標(biāo)桿打造多項(xiàng)第一和首次。北方雷科是安徽省北斗綜合示范項(xiàng)目的牽頭承建單位，北方雷科在北斗應(yīng)用推廣工作中，堅(jiān)持創(chuàng)新、狠抓落實(shí)，在現(xiàn)有模式上不斷突破，努力創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境，為助力我國(guó)水利工程發(fā)展建設(shè)提供北斗技術(shù)支撐，為安徽省打造數(shù)字地球產(chǎn)業(yè)和空天信息產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)北方雷科力量！