薩雷茲湖烏索伊大壩北斗變形監測應用系統的一個監測站點。 (受訪者供圖)
每天,在世界海拔最高的堰塞湖大壩——塔吉克斯坦薩雷茲湖畔,由中方牽頭、中國與塔吉克斯坦多家單位聯合建成的薩雷茲湖烏索伊大壩北斗變形監測應用系統都在平穩運轉。
自2021年起,北斗實時毫米級可靠定位技術,便時刻監測著薩雷茲湖大壩的變形情況,守護著中亞地區民眾的生產生活安全。該系統的建成,不僅是中科院科技力量海外應用的典型案例,也是北斗系統高質量服務全球、造福人類的成功案例,體現了中國智慧和中國力量。
以毫米級精度 守護薩雷茲湖安瀾
位于塔吉克斯坦東部帕米爾高原地區的薩雷茲湖,是世界上海拔最高的堰塞湖。由于塔吉克斯坦地處地震活躍地帶,國際社會對薩雷茲湖堤壩崩潰決堤一直抱有強烈的擔憂,一旦發生由地震引發的決堤,將殃及塔吉克斯坦及其周邊國家、地區,造成的損失不可估量。
位于西安市的中國科學院國家授時中心,是“北京時間”的發出地。作為“中國北斗”最重要、最成熟的應用方之一,具備強勁的北斗應用研發能力。2020年7月,北斗三號全球衛星導航系統正式開通,并開始向全球提供連續穩定的導航定位授時服務,為應急救援和減災防災提供了新手段。
中國科學院中亞生態與環境研究中心(以下簡稱“中亞中心”),讓北斗走進塔吉克斯坦成為可能。它是對接國際援助和國際合作的重要橋梁,可通過組織協調引進國內技術、方案和力量,聯合當地部門實現具體工作的實施落地,從而最終實現國際援助和減災合作。“基于壩區現實狀況和北斗技術的特色優勢,依托中亞中心的組織協調,2021年,中國科學院國家授時中心將北斗帶到塔吉克斯坦。”中國科學院國家授時中心研究員涂銳介紹。
中塔聯合團隊通過集成式一體化采集裝備研制和復雜環境下數據組網通信策略攻關,結合北斗高精度定位數據處理與變形分析技術研究,“最終建立了一套適用于薩雷茲湖特定條件的北斗變形監測系統,為大壩的變形提供實時毫米級精度的監測,為塔吉克斯坦防災減災工作提供了重要支撐。”涂銳說。
2023年5月,中國-中亞峰會在西安召開,“塔吉克斯坦薩雷茲湖大壩北斗變形監測應用” 作為中國-中亞共建“數字絲路”、共襄“數字經濟”合作的典范,受到了廣泛關注,也成為見證中國方案、中國技術、中國智慧“走出去”的重要例證。
攻破重重難關 成功建立變形監測系統
“在薩雷茲湖建立監測系統,困難遠比想象的要大得多。”涂銳介紹說,薩雷茲湖位于塔吉克斯坦軍事禁區,環境條件惡劣,最大困難就是沒有交通,沒有供電,沒有網絡,要想建立相關的監測系統,必須要自行解決電的問題以及網絡的問題。除此之外,所研發的硬件系統還要便于運輸與安裝,才能在惡劣的自然環境下,順利完成相關科研任務。
在準確分析團隊所面臨的科研難題之后,涂銳便帶領團隊開始了一系列科研攻關。
“薩雷茲湖大壩變形監測系統,是針對塔吉克斯坦薩雷茲湖大壩特殊惡劣環境定制的大壩變形實時監測系統,由北斗一體化監測終端、太陽能光伏供電模塊、區域網絡傳輸和VSAT衛星網絡通信模塊、實時數據精密解算模塊4部分構成,具備北斗數據的實時采集、傳輸、解算與分析功能,進而實現壩區基準站的穩定性監測和壩體監測點的變形監測服務,為大壩的安全提供重要科學參考。”涂銳介紹說。
2021年4月初,薩雷茲湖大壩變形監測系統項目組在我國新疆阜康建設部署模擬測試系統。4月26日,該系統正式運行,進入集成測試階段。其間,涂銳帶領團隊模擬了長時間斷電、通信鏈路丟失與自動恢復、供電系統遠程監測、數據實時傳輸與精密解算等,分析測試期間故障原因,改進、升級與完善監測系統的軟硬件。聯合團隊經過國內模擬測試、國外聯合調試、大壩實地集成等環節,最終建成了薩雷茲湖 Usoi大壩首個毫米級變形監測系統并實時開通運行。
薩雷茲湖大壩變形監測系統的建成,不僅是“中國北斗”走向國際的成功案例,更是助推中國與中亞國家合作全面深化發展的里程碑。“團隊研制并推出的‘一帶一路’北斗泛在變形監測服務平臺,可為用戶提供北斗實時高精度變形監測數據解算技術服務,該服務方案可以廣泛應用于大壩、建筑、滑坡和交通等重要領域。”涂銳表示。除了薩雷茲湖大壩項目外,該成果在吉爾吉斯斯坦高速公路邊坡監測、塔吉克斯坦雪崩監測方面也進行了技術推廣示范,對推動北斗國際應用和促進共建“一帶一路”國家經濟和社會發展具有重要意義。
針對中亞地區泥石流、雪崩、邊坡等地質災害繁多的情況,該系統能夠實現應用,服務共建“一帶一路”國家建設與發展,為推動構建人類命運共同體提供北斗智慧。
同時,中國還與共建“一帶一路”國家舉辦北斗技術與應用國際培訓班,幫助更多國家培養先進技術人才。未來,更多源自古絲綢之路起點陜西的北斗系統發展成果,將繼續服務共建“一帶一路”國家經濟社會建設,造福當地人民。(記者 關穎)
編輯: 陳戍
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