基于北斗的淮河堤防監測系統，在國內首次應用于安徽省阜陽市阜陽閘，阜陽閘為大（2）型水閘，已建成運行65年，受阜陽市地下水超采引起的地面沉降影響，水閘底板變形嚴重，開展阜陽閘自動化變形監測十分必要。

圖1：安徽阜陽市阜陽閘

安徽省北斗綜合示范項目基于北斗的淮河堤防監測系統，在每塊底板四個角的閘墩上，分別安裝北斗變形監測站，翼墻的兩端也分別安裝1套北斗監測站；主要解決的難點是，監測每塊底板的不均勻沉降和不同底板間的不均勻沉降，北斗技術為水閘變形監測提供了新的監測手段和思路。

圖2：阜陽閘安裝變形監測站

圖3：阜陽閘翼墻兩端安裝北斗監測站

在軟件設計方面，結合2018版《水閘安全監測技術規范》的要求，并且融入了特色的功能，軟件采用數字孿生技術，將阜陽閘、翼墻和監測設備進行獨立建模，再將監測設備疊加到被測物上，支持現場監測數據的查看，軟件依據底板情況將阜陽閘模型分為4個部分，可單獨對每個部分的閘門、閘墩和底板進行獨立的數據展示，判斷其不均勻的沉降。系統軟件具有形變分析模塊，采用了自主研制的LSTM的水閘形變預測方法，通過形變量分析得到水壓形變、溫度形變和時效形變分量，并可預測出未來三天的形變總量，該預測算法準確率達到90%以上，另外綜合評價模塊綜合了水閘形變的五大要素，采用雷達圖的方式評價水閘整體安全狀態。

圖4：安徽阜陽市阜陽閘數字孿生建模

圖5：阜陽閘獨立建模

圖6：軟件系統形變分析模塊

圖7：LSTM形變預測方法

圖8：雷達圖顯示水閘安全狀態

主要創新點：

一、 將北斗高精度測量技術首次應用于水利工程大型水壩專業監測，特別是針對底板沉降觀測提供了一種全新的監測手段。

二、 采用數字孿生技術對水利設施進行可視化和綜合分析，符合我國水利工程發展“十四五”規劃。

三、 將人工智能深度學習方法應用于水閘形變監測，實現了智能預警功能。

基于北斗的淮河堤防監測系統在安徽省北斗綜合示范項目的首次應用，預示著安徽省北斗綜合示范項目建設的高標準、高規格和高要求，樹立標桿打造多項第一和首次。北方雷科是安徽省北斗綜合示范項目的牽頭承建單位，北方雷科在北斗應用推廣工作中，堅持創新、狠抓落實，在現有模式上不斷突破，努力創造產業生態環境，為助力我國水利工程發展建設提供北斗技術支撐，為安徽省打造數字地球產業和空天信息產業的高質量發展貢獻北方雷科力量！