Giám sát dịch chuyển GNSS – "Digital Sentinel" 24/7 cho sự an toàn của đập

[BK-WY1] Shandong Boko Instrument lấy khách hàng làm trung tâm, lấy dịch vụ làm mục đích, lấy đổi mới làm động lực.

Sự gia tăng của công nghệ giám sát dịch chuyển hệ thống vệ tinh dẫn đường (GNSS) đã thay đổi mô hình giám sát đập truyền thống để trở thành "lính canh kỹ thuật số" bảo vệ an toàn đập với các đặc tính tự động, chính xác và trong mọi thời tiết. Công nghệ này kết hợp các tín hiệu vệ tinh đa hệ thống như Beidou, GPS và các tín hiệu vệ tinh khác để thực hiện việc bắt giữ thời gian thực của sự dịch chuyển của thân đập thông qua thuật toán định vị khác biệt, giải quyết các vấn đề khó khăn như hiệu quả giám sát nhân tạo truyền thống thấp, độ chính xác không đầy đủ và hạn chế môi trường, đặc biệt thích hợp để giám sát an toàn các hồ chứa lớn và các dự án phức tạp như đập cao.

Các nguyên tắc cốt lõi của giám sát dịch chuyển GNSS dựa trên các đặc tính định vị không gian của tín hiệu vệ tinh. Đặt máy thu GNSS ở các vị trí quan trọng của đập làm điểm giám sát, đồng thời đặt trạm cơ sở ở khu vực ổn định, điểm giám sát và trạm cơ sở đồng bộ nhận tín hiệu vệ tinh. Bằng cách so sánh sự khác biệt về thời gian truyền tín hiệu của cả hai, sử dụng công nghệ chênh lệch pha sóng mang (RTK) để tính tọa độ ba chiều của điểm giám sát, lượng thay đổi tọa độ là dữ liệu dịch chuyển của thân đập. Đường dẫn kỹ thuật này cho phép giám sát chính xác ± 1mm, đủ để nắm bắt các biến dạng nhỏ của đập dưới tác động của biến động mực nước, ứng suất nhiệt độ.

Lợi thế của giám sát GNSS là cực kỳ nổi bật so với các phương tiện giám sát truyền thống. Thứ nhất, làm việc liên tục 24/7, không bị ảnh hưởng bởi mưa to, sương mù dày đặc, ban đêm và các điều kiện khắc nghiệt khác, có thể tiếp tục cung cấp hỗ trợ dữ liệu trong những thời điểm then chốt như mùa lũ; Thứ hai, mức độ tự động hóa cao, thu thập dữ liệu, truyền tải và xử lý toàn bộ quá trình mà không cần sự can thiệp của con người, giảm lỗi của con người trong khi giảm chi phí vận hành và bảo trì, sau khi áp dụng một hồ chứa nước sẽ giảm nhân lực giám sát mùa lũ từ 6 ca làm việc xuống còn 1 người; Thứ ba, phạm vi che phủ rộng, có thể thực hiện giám sát toàn khu vực đập, tránh khu vực mù giám sát bằng phương pháp truyền thống.

Việc áp dụng hệ thống giám sát GNSS đòi hỏi phải xây dựng một hệ thống kỹ thuật hoàn chỉnh. Về phần cứng, thiết bị đầu cuối giám sát cần có đặc tính chống nhiễu, chống lão hóa, thích ứng với môi trường ẩm ướt và sương muối cao của đập, tuổi thọ thiết kế thường không dưới 8 năm; Lớp truyền tải sử dụng liên kết kép sợi+4G/5G để đảm bảo truyền dữ liệu được mã hóa và điểm ngắt có thể được gia hạn; Lớp dữ liệu tích hợp dữ liệu đa nguồn như dịch chuyển, mực nước và thấm qua nền tảng thông minh, sử dụng thuật toán học máy để xác định các mẫu bất thường. Khi các tình huống nguy hiểm như dịch chuyển ngang của đập vượt quá 3 cm được theo dõi, hệ thống có thể liên kết trực tiếp với hệ thống điều khiển cổng để tạo thành vòng kín xử lý.

Trong các đập vừa và nhỏ, việc thúc đẩy hệ thống giám sát GNSS đã bù đắp hiệu quả cho những thiếu sót trong giám sát truyền thống. Thông qua thu thập dữ liệu tần số cao và phân tích đa chiều, không chỉ có thể phát hiện kịp thời các mối nguy hiểm ban đầu mà còn cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng kế hoạch bảo trì đập. Với sự hội tụ của công nghệ song sinh kỹ thuật số, dữ liệu giám sát GNSS sẽ xây dựng các mô hình ảo đồng bộ hóa với đập vật lý, cho phép dự đoán trước các rủi ro an toàn và cho phép quản lý an toàn dự án nước bước vào một giai đoạn thông minh mới.