gnss変位監視-ダムの安全な全天候型「デジタルホイッスル」

【BK-WY 1】山東博科計器は顧客を中心に、サービスを宗旨とし、革新を動力とする。

航法衛星システム（GNSS）変位モニタリング技術の台頭は、伝統的なダムモニタリングモデルを変更し、その全天候、高精度、自動化の特性で、ダムの安全を守る「デジタルホイッスル」となった。この技術は北斗、GPSなどの多系統衛星信号を融合し、差分測位アルゴリズムを通じてダム体変位のリアルタイム捕捉を実現し、伝統的な人工モニタリング効率が低く、精度が不足し、環境制限を受けるなどの難題を解決し、特に大型ダム、高ダムなどの複雑な工事の安全モニタリングに適している。

GNSS変位監視の核心原理は衛星信号の空間測位特性に基づいている。ダムの重要箇所に監視ポイントとしてGNSS受信機を配置するとともに、安定領域に基準局を設置し、監視ポイントは基準局と同期して衛星信号を受信する。両者の信号伝播時間の差異を比較することにより、キャリア位相差分（RTK）技術を用いて監視点の3次元座標を計算し、座標変化量はダム体変位データである。この技術経路は監視精度を±1 mmにすることができ、ダム体の水位変動、温度応力による微小な変形を捕捉するのに十分である。

従来のモニタリング手段と比べて、GNSSモニタリングの優位性は極めて際立っている。第一に、全天候連続勤務で、豪雨、濃霧、夜間などの悪条件の影響を受けず、増水期などの重要な時間帯にデータサポートを提供し続けることができる、第二に、自動化の程度が高く、データ収集、転送、処理の全過程に人手による介入が必要なく、人為的誤差を減らすと同時に運行維持コストを下げ、あるダムが応用された後、増水期の監視人員を6人交代から1人当番に削減した、その3、カバー範囲が広く、ダム体全域のモニタリングを実現し、伝統的な方法のモニタリング盲点を回避することができる。

GNSSモニタリングシステムの応用には完全な技術体系を構築する必要がある。ハードウェアの面では、監視端末は耐干渉性、耐老化性を備え、ダムの湿気、高塩霧の環境に適応する必要があり、設計寿命は通常8年以上である、伝送層は光ファイバ+4 G/5 Gデュアルリンクを採用し、データの暗号化伝送とブレークポイントの再伝送を確保する、データ層はスマートプラットフォームを通じて変位、水位、浸透圧などの多源データを統合し、機械学習アルゴリズムを利用して異常モードを識別する。ダム体の水平変位が3センチを超えるなどの危険状況を監視した場合、システムは直接ゲート制御システムと連動し、処置閉ループを形成することができる。

中小規模ダムでは、GNSS監視システムの普及が伝統的な監視の短板を効果的に補う。高周波数次データ収集と多次元分析を通じて、早期の潜在的危険性をタイムリーに発見することができるだけでなく、ダム維持計画の制定に科学的根拠を提供することができる。デジタル双子技術の融合に伴い、GNSSモニタリングデータは実体ダムと同期した仮想モデルを構築し、安全リスクの事前判断を実現し、水利工事の安全管理をインテリジェント化の新たな段階に踏み出す。