[發明專利]漿砌石拱壩自動化監測系統

有效

• 申請號: 202010517174.0
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111694916B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 張挺;林川;蘇燕;翁鍇亮;陳佳豪;詹昌洵;李伊璇;朱鎧
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06F30/13;G06N3/04;G06N3/08;G06Q10/06;G06Q50/06;G01C13/00;G01D21/02;G01K13/02;G01S19/14;G01S19/43
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

1.一種漿砌石拱壩自動化監測系統，其特征在于，包括：數據采集模塊、數據中心庫模塊和拱壩安全監測分析預警模塊；

所述數據采集模塊包括：水位傳感器、溫度傳感器和壩體徑向位移監測模塊；

所述數據中心庫模塊用于存儲數據采集模塊和拱壩安全監測分析預警模塊生成的歷史數據；

所述拱壩安全監測分析預警模塊通過LSTM方法對數據采集模塊傳輸的監測數據進行閾值判斷以確定是否發出預警信息；

對于循環神經網絡LSTM構建預測模型，窗口大小取5，利用前面5天的監測數據作為一個時間序列去預測明天監測數據，為了抑制過擬合采用雙向RNN層和Dropout層；

所述拱壩安全監測分析預警模塊利用3σ準則置信區間進行測值安全判斷；

還包括：三維信息展示模塊、水庫人員及設備管理模塊和大壩電氣設備自動控制模塊；

所述三維信息展示模塊包括：壩體BIM模型、壩址三維模型及監控設備位置，并通過PostgreSQL技術在所述拱壩安全監測分析預警模塊將實時分析結果調用并展示；

通過三維信息化展示模塊鏈接后臺的BIM建模平臺，構建壩體結構模型、溢流建筑物模型、水庫以及主要電氣設備模型，將它們與數據采集模塊的大壩監測設備實現動態關聯，實現實時閘門開度和流量在模型中的動態展示，同時，在BIM模型上附加所有監測設備信息，在對應的實際位置上鏈接設備信息并為監測數據導出提供接口；并基于無人機正攝斜攝影像技術獲取庫區上下游一定范圍的高精度數字地圖，構建庫區上下游5×5 m 精度的數字高程信息，結合Web-GIS技術，將建成的主要水工結構BIM模型呈現在3D-GIS模型當中，完成庫區內的整體三維信息化模型建設，最終通過多種控制信號整合到一起，在LED拼接屏幕中顯示相應結果；

所述水庫人員及設備管理模塊包括電子設備臺賬；

所述大壩電氣設備自動控制模塊根據拱壩安全監測分析預警模塊輸出的邏輯判斷信號，向終端設備發出控制指令；

所述壩體徑向位移監測模塊包括:GNSS監測裝置和測量機器人監測裝置；所述GNSS監測裝置采集的數據和測量機器人監測裝置采集的數據導入并融合至同一監測軟件；所述GNSS監測裝置采用扼流圈天線并支持三星八頻衛星系統的GNSS信號接收裝置，與所述測量機器人監測裝置的測點所采用的棱鏡裝置布置在同一觀測墩上；

所述數據采集模塊還包括：無人機巡檢設備、激光掃描儀、雨量傳感器、測縫計、微小流量計、滲壓計和應變計；

所述拱壩安全監測分析預警模塊的監測內容包括：壩體、壩基、壩肩及近壩庫岸現場檢查，上下游水位監測，氣溫和降雨量監測，壩前水溫監測，壩體徑向位移，裂縫變形監測，滲流量監測，繞壩滲流量監測和壩體應變監測。