中國電建華東院推出大壩安全實(shí)時(shí)監(jiān)測與應(yīng)急遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

　　在我國水電裝機(jī)規(guī)模持續(xù)攀升、能源結(jié)構(gòu)加快綠色轉(zhuǎn)型的背景下，大壩等重大基礎(chǔ)設(shè)施的安全運(yùn)行正面臨更加復(fù)雜的自然環(huán)境與運(yùn)行條件挑戰(zhàn)。特別是在高山峽谷、偏遠(yuǎn)地區(qū)和極端氣候頻發(fā)區(qū)域，傳統(tǒng)依賴人工巡檢和單一通信鏈路的安全管理模式，已難以滿足“全天候、全要素、可應(yīng)急”的現(xiàn)代工程安全需求。如何借助自主可控的時(shí)空信息技術(shù)，構(gòu)建更具韌性的安全監(jiān)測與應(yīng)急控制體系，成為電力工程領(lǐng)域亟待破解的重要課題。

　　在此背景下，中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司（以下簡稱“華東院”）圍繞大壩安全運(yùn)行關(guān)鍵環(huán)節(jié)，持續(xù)推進(jìn)北斗技術(shù)在工程領(lǐng)域的深度應(yīng)用，其“基于北斗的大壩安全實(shí)時(shí)監(jiān)測與應(yīng)急遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)”，以“能用、管用、好用”為目標(biāo)，正在加快走向水電站等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)場，為重大工程安全運(yùn)行提供更加可靠的科技支撐。

　　從“看得見”到“控得住”：把監(jiān)測鏈路延伸到應(yīng)急處置

　　水電大壩安全關(guān)乎人民生命財(cái)產(chǎn)安全與能源安全。研究報(bào)告顯示，截至2024年底，我國已建水電總裝機(jī)容量達(dá)4.36億千瓦，水電在能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位，同時(shí)極端天氣與地震、泥石流等災(zāi)害頻發(fā)，對(duì)大壩安全運(yùn)行提出更高要求。

　　現(xiàn)實(shí)中，偏遠(yuǎn)地區(qū)水電站常依賴光纖通信與集控中心連接，但光纖在災(zāi)害中易受損，一旦中斷，站點(diǎn)可能陷入“孤島”狀態(tài)，調(diào)度側(cè)難以及時(shí)掌握設(shè)備狀態(tài)、下達(dá)控制指令。研究報(bào)告以四川甘孜州鄉(xiāng)城縣古瓦水電站為例指出，該站原通過光纖與40公里外集控中心連接，但地震、洪水、泥石流等災(zāi)害可能造成線路中斷，通信受阻會(huì)顯著抬升運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

　　針對(duì)“斷網(wǎng)斷電、無人值守、信號(hào)盲區(qū)”等痛點(diǎn)，華東院提出以北斗三號(hào)為底座構(gòu)建“從‘監(jiān)’到‘控’的北斗安全網(wǎng)絡(luò)”，在傳統(tǒng)通信或供電失效時(shí)，依然能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備遠(yuǎn)程控制與大壩安全實(shí)時(shí)監(jiān)測。

　　科技創(chuàng)新直指行業(yè)痛點(diǎn)：構(gòu)建大壩安全“監(jiān)測—控制—保障”閉環(huán)體系

　　圍繞大壩安全運(yùn)行中的監(jiān)測不連續(xù)、通信易中斷、應(yīng)急處置響應(yīng)慢等行業(yè)共性難題，該系統(tǒng)構(gòu)建起以北斗為核心的兩張關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)：一張是北斗高精度安全監(jiān)測網(wǎng)，另一張是北斗短報(bào)文應(yīng)急控制網(wǎng)，通過協(xié)同運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)大壩安全“實(shí)時(shí)監(jiān)測、可靠控制、持續(xù)保障”的閉環(huán)管理。

　　在監(jiān)測層面，系統(tǒng)依托自主研發(fā)的北斗高精度安全監(jiān)測接收機(jī)及解算算法，實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)位移形變監(jiān)測能力，可在復(fù)雜地形和高庫大壩環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，為大壩安全狀態(tài)研判和趨勢分析提供高精度數(shù)據(jù)支撐。在應(yīng)急控制層面，系統(tǒng)創(chuàng)新采用工業(yè)以太網(wǎng)與北斗短報(bào)文相結(jié)合的混合控制架構(gòu)，即便在斷電、斷網(wǎng)或無人值守等極端條件下，仍可保持基本控制能力。在信息安全方面，系統(tǒng)針對(duì)工程應(yīng)急場景需求，構(gòu)建了基于北斗短報(bào)文的加密傳輸機(jī)制，對(duì)核心控制數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮與加密處理，提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?/p>

　　目前，該項(xiàng)目已形成涵蓋發(fā)明專利、實(shí)用新型專利和軟件著作權(quán)在內(nèi)的多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果，為后續(xù)規(guī)模化應(yīng)用和行業(yè)推廣奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　“工程現(xiàn)場說話”：在古瓦、龍灘等水電站驗(yàn)證成效

　　科技創(chuàng)新最終要經(jīng)受工程現(xiàn)場檢驗(yàn)。研究報(bào)告指出，該系統(tǒng)已在古瓦、龍灘水電站等工程成功應(yīng)用，有效提升水電站安全管理水平。對(duì)偏遠(yuǎn)山區(qū)站點(diǎn)而言，北斗短報(bào)文應(yīng)急控制網(wǎng)在通信中斷場景下提供一條“保底通道”；對(duì)高壩與庫區(qū)地災(zāi)隱患點(diǎn)而言，高精度安全監(jiān)測網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)更高頻、更穩(wěn)定的形變數(shù)據(jù)獲取，為趨勢分析與預(yù)警決策提供可追溯的數(shù)據(jù)底座。

　　值得關(guān)注的是，項(xiàng)目的工程化設(shè)計(jì)并非“單點(diǎn)技術(shù)堆疊”，而是圍繞水電站真實(shí)運(yùn)行條件進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)融合：既考慮北斗短報(bào)文低帶寬、高延遲的通信特性，也通過軟硬件接口、專用協(xié)議與閉環(huán)檢測等機(jī)制，提高控制命令執(zhí)行的確定性與可診斷性，降低應(yīng)急操作的不確定風(fēng)險(xiǎn)。

　　面向更大規(guī)模應(yīng)用：以科技守護(hù)重大工程安全底線

　　隨著我國水電工程布局不斷向高山峽谷和偏遠(yuǎn)地區(qū)延伸，大壩安全已不僅是單一工程的運(yùn)行問題，更直接關(guān)系到流域防洪安全、區(qū)域能源保障和人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。在極端天氣增多、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的現(xiàn)實(shí)背景下，如何在關(guān)鍵時(shí)刻“看得清、控得住、反應(yīng)快”，成為擺在工程技術(shù)人員和管理部門面前的重要課題。

　　對(duì)華東院而言，依托電力工程北斗時(shí)空智能裝備浙江省工程研究中心，基于北斗的大壩安全實(shí)時(shí)監(jiān)測與應(yīng)急遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，正是面向這一公共安全需求而設(shè)計(jì)的。通過在傳統(tǒng)通信和供電條件受限的情況下，依然保持對(duì)關(guān)鍵設(shè)備和核心工況的感知與控制能力，該系統(tǒng)為偏遠(yuǎn)地區(qū)水電站在極端條件下的安全運(yùn)行提供了一條可靠的技術(shù)保障路徑。這種“兜底式”的安全能力建設(shè)，有助于降低突發(fā)事件對(duì)工程運(yùn)行和下游區(qū)域造成的潛在風(fēng)險(xiǎn)，為防災(zāi)減災(zāi)和應(yīng)急處置贏得寶貴時(shí)間。

　　從“通信一斷就失控”到“極端條件仍可控可管”，從“人工巡測”到“毫米級(jí)自動(dòng)化監(jiān)測”，華東院基于北斗的大壩安全實(shí)時(shí)監(jiān)測與應(yīng)急遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)正在把北斗的時(shí)空能力轉(zhuǎn)化為電力工程的安全能力。隨著更多的驗(yàn)證與推廣，這張以北斗織就的安全“防護(hù)網(wǎng)”，有望在更廣范圍內(nèi)為國家重大工程的韌性運(yùn)行提供新的技術(shù)支撐。（劉秋華 尚劍濤 蔡培培）

　　轉(zhuǎn)自：中國企業(yè)報(bào)

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