长江科学院-获奖成果详情长江委科学技术奖

获奖名称: 大坝安全监测智能采集成套设备及云服务系统研发与应用

获奖等级: 一等奖

获奖类别: 长江委科学技术奖

授奖单位: 长江水利委员会

完成单位: 长江水利委员会长江科学院

获奖年度: 2020

获奖人员: 李端有、黄跃文、牛广利、张启灵、甘孝清、何亮、周芳芳、毛索颖、韩笑、胡蕾、胡超、杨胜梅、谭勇、韩贤权、李波

成果简介:本项目属于水利信息化工程应用领域。 2019年1月，鄂竟平部长在全国水利工作会议中指出当前和今后一个时期水利行业改革发展总基调为“水利工程补短板、水利行业强监管”。其中，信息化工程为四大短板之一。经过数十年水利建设的高速发展，我国水库安全面临的主要任务已从“水库建设”逐步向“水库安全管理”过渡。截至2017年，全国已建成各类水库98795 座，水库数量已居世界首位。传统的人工管理模式在人力时间成本消耗和实时性方面的弊端日益凸显，信息化工程恰好可以解决这一问题。近年来，动态监测、智能控制与信息化管理逐渐成为了水库大坝安全管理未来发展的重要方向之一。长江科学院数十年来一直从事水库大坝安全管理领域的基础科研和生产应用工作，依托于上述经验积累，本项目组历经5年时间，在十余项国家重点研发计划、省部级科研项目和水电工程开发建设运营单位委托项目的资助下，研发了大坝安全监测智能采集成套设备及云服务系统，既提供硬件设备，又可以搭建软件操作环境，提供技术服务，是集数据采集、资料整编、在线分析、监控预警等功能于一体的水库大坝安全管理系统，提供了从施工期到运行期的大坝全生命周期智能安全监测服务，解决了多水库大坝集中安全管理的问题，克服了无线传感网络技术嵌入式计算机技术、射频识别技术、有线（无线）数据通信技术、电子与信息技术、水工技术、云平台技术和大数据技术等诸多集成技术困难，突破了安全监测自动化和信息化方面的技术瓶颈。技术发明和创新成果如下：（1）研制了大坝安全监测智能采集成套设备，解决了不同原理、不同类型监测传感器数据采集适应性差的问题，通过适配多种通讯技术（以太网、4G、NB-IoT、LoRa、蓝牙等），可以在大坝运行期、施工期，以及不同工程等级使用场景下使用，提高了大坝安全监测自动化设备的可靠性和适应性。（2）提出了多处理器的协处理技术和LoRa定时唤醒技术，开发了自动化采集设备的超低功耗运行和远距离无线定时传输功能，实现了无线采集单元的自带电池超长时间运行工作，解决了大坝施工期、土石坝、边坡等有线供电条件差、有线网络铺设难度大的监测自动化实施问题。（3）基于云计算与大数据技术，集成安全监测智能采集设备，融合安全监测理论与方法，研发了通用化大坝安全监测物联网平台与云服务系统，实现大坝安全监测信息的开放物联与智慧应用，为保障水库大坝安全提供了全方位安全监测云服务与监控预警决策支持。基于本项目技术的创新性、先进性和实用性，本项目多项成果被列入水利部《水利先进实用技术重点推广指导目录》，并获得水利部先进实用技术推广证书及雄安新区水资源保障能力实用技术认证证书。项目成果已经在溪洛渡水电站、向家坝水电站、丹江口水库、白鹤滩水电站、乌东德水电站、大藤峡水利枢纽、珠三角水资源配置工程和引江济淮工程等20余项重大水利水电工程得到推广应用，为各工程提供安全监测产品、平台和技术服务，协助管理方实时监控水库大坝安全性状，更好地发挥防洪发电作用，保障人民的生命财产安全，维护社会的长治久安。目前已实现产值超过5000万元，取得了显著的社会效益和经济效益。