Introducción al contexto
En la actualidad, China ha construido 100.321 compuertas hidráulicas con un caudal de 5 m³/s o superior, incluyendo 923 grandes compuertas y 6.697 compuertas de tamaño medio; Según el tipo de compuertas, hay 8.193 compuertas de derivación de inundaciones, 17.808 compuertas de descarga (retirada), 4.955 compuertas de bloqueo de mareas, 13.796 compuertas de derivación y 55.569 compuertas de control, las cuales ofrecen enormes beneficios económicos y sociales en la gestión de inundaciones y reducción de desastres, así como en la optimización de la asignación de recursos hídricos y la mejora del entorno ecológico.

Sin embargo, debido a las limitaciones de las condiciones económicas, sociales y tecnológicas durante el período de construcción, los compuertas hidráulicas en China generalmente presentan problemas como bajos estándares, mala calidad e instalaciones auxiliares incompletas. Influenciadas por la idea de "reconstruir la gestión ligera", la mayoría de las compuertas carecen de una gestión y mantenimiento efectivos tras su finalización. Tras un funcionamiento a largo plazo, actualmente existen numerosos riesgos para la seguridad y peligros evidentes que amenazan la operación segura.

El monitoreo de seguridad es un medio importante para comprender oportunamente el estado operativo de los proyectos de compuertas hidráulicas, analizar situaciones anormales y garantizar la seguridad del funcionamiento del proyecto. Con el fin de abarcar de manera integral la labor de monitoreo de seguridad de compuertas hidráulicas grandes y medianas en todo el país, el Departamento de Gestión de Operaciones del Ministerio de Recursos Hídricos emitió el 29 de abril de 2022 una carta titulada "Investigación sobre el Monitoreo de Seguridad de Compuestas Hidráulicas Grandes y Medianas a Nivel Nacional" (Yunguan Han [2022] No. 3), en la que se requiere que los departamentos provinciales de administración hídrica y las agencias de gestión de cuencas supervisen y orienten a sus unidades encargadas de compuertas hidráulicas grandes y medianas para que completen cuidadosamente el formulario de encuesta de monitoreo de seguridad según la situación real. El 12 de noviembre de 2024, el Departamento de Gestión de Operaciones del Ministerio de Recursos Hídricos emitió un aviso sobre la preparación de planes de implementación para el monitoreo de seguridad de diques importantes y compuertas hidráulicas grandes y medianas durante el período del 15º Plan Quinquenal (Yunguan Han [2024] No. 22), exigiendo a los departamentos provinciales de administración hídrica y a las agencias de gestión de cuencas que preparen planes de implementación de monitoreo de seguridad para compuertas hidráulicas grandes y medianas durante el 15º Plan Quinquenal.

En cuanto a la situación actual y los problemas existentes en el monitoreo de seguridad de las compuertas hidráulicas de gran y mediano tamaño en China, muchos sistemas de monitoreo de seguridad de compuertas carecen de tecnología avanzada y dependen principalmente de observaciones manuales, con bajos niveles de automatización, por lo que urgen a ser actualizados y renovados.

Introducción del sistema
El sistema de monitoreo y gestión de seguridad de compuertas hidráulicas combina las "Medidas de Gestión para la Operación de Compuertas Hidráulicas", las "Opiniones Orientativas sobre la Promoción de una Gestión Estandarizada de Proyectos de Conservación del Agua" y las "Especificaciones Técnicas para el Monitoreo de Seguridad de Compuertas Hidráulicas" para estandarizar el diseño y la construcción de sistemas de monitoreo de seguridad, la gestión y protección de las instalaciones de monitoreo de seguridad, así como la compilación y análisis de los datos de monitoreo y supervisión.

En los últimos años, la tecnología de monitoreo de seguridad ha seguido avanzando, y las instalaciones de monitoreo como las distribuidas, sin contacto, automatizadas y en red han madurado gradualmente. Medios tecnológicos como el big data, Internet de las Cosas, robots, teledetección por satélite e inteligencia pueden lograr un monitoreo en todo tipo de condiciones climáticas y a gran escala en entornos complejos. El sistema de monitoreo y gestión de la seguridad de las compuertas hidráulicas aprovechará activamente nuevas tecnologías y medios para mejorar integralmente el nivel de modernización de la operación y gestión de compuertas, promover el desarrollo de alta calidad en la ingeniería hidráulica y garantizar la seguridad hídrica nacional.

El sistema de monitoreo, análisis y alerta temprana de seguridad incluye un sistema automatizado de monitoreo de información, un sistema de inspección inteligente, un sistema de análisis de datos de monitoreo y alerta temprana, entre otros.

Diagrama de topología del sistema

Capa de percepción

La capa de percepción incluye toda la información sobre la situación del agua, datos de ingeniería, videos tomados en el lugar, etc., dentro de la compuerta hidráulica, utilizando tecnología de percepción integral: medidor de nivel de agua, caudalímetro GNSS, equipos automatizados de monitoreo por video y otras tecnologías de sensores que permiten una percepción precisa y la recopilación en tiempo real de información relevante, como condiciones de ingeniería, condiciones del agua y observaciones ambientales en toda la región. Al recopilar información en tiempo real, se proporciona un análisis y una base para la toma de decisiones en el sistema de monitoreo y gestión de seguridad de la compuerta hidráulica.

Capa de transporte

La capa de transporte incluye la red de área local donde se encuentran los usuarios de cada nivel del sistema, y la red de área amplia que interconecta las redes de área local de cada nivel. Es una plataforma para transmitir diversas informaciones comerciales y un soporte para los datos del sistema, proporcionando un canal de transmisión confiable y seguro para la recopilación de información, imágenes de video y otros tipos de información.

El centro de gestión de monitoreo puede supervisar de forma remota el equipo de monitoreo en el sitio. El equipo en el lugar se comunica con la computadora del departamento de administración de nivel superior mediante métodos flexibles de red, como redes 5G/4G y redes cableadas, para lograr el monitoreo remoto.

Las RTU inalámbricas de front end, dispositivos multifuncionales de adquisición de datos, etc., se basan en redes de comunicación móvil, redes de comunicación Ethernet, entre otras, y junto con equipos de interfaz del centro de datos, proporcionan canales cifrados de transmisión de datos según el protocolo hidrológico y de recursos hídricos, formando así una red de datos específica para el usuario.

gestión

La capa de gestión de datos es el centro para la agregación y distribución de información del sistema, así como el área central para el almacenamiento y la gestión de datos. El contenido de gestión de datos incluye bases de datos creadas internamente para monitoreo de compuertas de agua, videovigilancia, gestión automatizada de negocios, análisis de datos, entre otros, basados en marcos de datos espaciales.

capa de aplicación

La capa de aplicación es el núcleo de la implementación del sistema de "inteligencia de plataforma, gestión plana y pre-servicio". Esta capa gestiona y analiza de manera integral los datos de monitoreo de compuertas de agua, y proporciona interfaces de servicio estándar para ofrecer funcionalidad y compartir servicios con el fin de facilitar la rápida construcción de sistemas de aplicaciones empresariales.

Plan de Implementación de la Construcción
De acuerdo con las normas técnicas y requisitos documentales pertinentes, establezca y mejore gradualmente instalaciones como monitoreo ambiental cuantitativo, de deformación, filtración, esfuerzo-deformación y temperatura, así como sistemas especializados de supervisión y automatización para las compuertas de agua existentes de gran y mediano tamaño; fortalezca la alerta temprana sobre riesgos asociados a la apertura y cierre de compuertas, promueva la aplicación de tecnologías avanzadas como la teledetección por satélite, GNSS (Beidou), vehículos aéreos no tripulados, entre otras, considere integralmente las necesidades diarias y de emergencia en materia de monitoreo, refuerce la validación cruzada y el análisis vinculante de diversos datos de monitoreo, mejore el nivel de detección dinámica de todos los elementos y la coordinación tridimensional en condiciones climáticas variables de las compuertas de agua, construya una red integrada de monitoreo y percepción "cielo-tierra-ingeniería hídrica", y fortalezca integralmente las capacidades de monitoreo y percepción de seguridad de las compuertas de agua; apoye la mejora de la biblioteca de modelos y la base de conocimientos de compuertas de agua en la plataforma digital gemela para la gestión del agua, respalde la construcción de compuertas de agua digitales gemelas y logre los "cuatro proyectos previos" de la gestión hídrica.

Monitoreo ambiental:
Incluye principalmente el monitoreo del nivel del agua antes y después de la compuerta, el monitoreo del flujo a través de la compuerta, el monitoreo de las precipitaciones, el monitoreo meteorológico, entre otros.

Monitorear los parámetros ambientales de las compuertas es un eslabón clave en la gestión de la seguridad de las mismas. Al establecer puntos de observación para la precipitación y los elementos meteorológicos alrededor del sitio de la esclusa, así como puntos de medición del nivel y caudal de agua aguas arriba y aguas abajo de la esclusa, se seleccionan sensores adecuados según las condiciones del entorno en el lugar, con el fin de obtener información meteorológica en tiempo real, datos sobre el nivel del agua y las condiciones del flujo hídrico, brindando un apoyo importante para la programación científica y la operación segura de la esclusa.

1.1 Monitoreo del nivel de agua

Utilice un medidor de nivel de agua por radar. Comprensión en tiempo real de los cambios en el nivel del agua, pronóstico hidrológico oportuno y gestión de la programación.

El medidor de nivel de agua por radar es un medidor de nivel de agua completamente automático basado en la tecnología de radar de ondas milimétricas, que utiliza la función de alcance del radar de pulso de alta frecuencia o de onda continua modulada en frecuencia (FMCW) para lograr la medición del nivel de agua. Cuando está en funcionamiento, la sonda de nivel de agua emite pulsos de alta frecuencia u ondas continuas hacia abajo. Cuando los pulsos u ondas continuas encuentran la superficie del agua, se reflejan y luego son recibidos por la sonda. Existe una diferencia de tiempo entre la emisión y la recepción de las ondas electromagnéticas. Utilizando esta pequeña diferencia de tiempo y la velocidad de transmisión de la onda (la velocidad de la luz C), se puede calcular la distancia H2 desde la sonda hasta el objetivo (la superficie del agua). Luego, el nivel de agua h se obtiene restándole a la distancia H1 la distancia H2.

1.2 Monitoreo del flujo de pasos elevados

El medidor de flujo por radar puede utilizarse. El medidor de flujo por radar es un medidor de flujo completamente automático basado en la tecnología de radar de ondas milimétricas. En primer lugar, el medidor de flujo por radar utiliza la función de medición de distancia del radar de onda continua modulada en frecuencia (FMCW) para medir el nivel del agua. Cuando está en funcionamiento, la sonda de nivel de agua emite hacia abajo una onda continua de alta frecuencia. Esta onda continua se reflejará al encontrarse con la superficie del agua y luego será recibida por la sonda. La frecuencia del eco recibido es la misma que la de la frecuencia emitida, ambas siguen el patrón de onda triangular, excepto por una diferencia de tiempo. Al utilizar esta pequeña diferencia de tiempo y la velocidad de transmisión de la onda (la velocidad de la luz C), se puede calcular la distancia D desde la sonda hasta el objetivo (superficie del agua), y luego obtener el nivel del agua restando la distancia D del rango de medición.

Al mismo tiempo, la sonda de velocidad por radar genera ondas electromagnéticas hacia la superficie del agua. Cuando las ondas electromagnéticas encuentran la superficie del agua en movimiento, se dispersan y forman ecos. Debido a la desviación de frecuencia de los ecos recibidos en relación con la frecuencia de transmisión, la velocidad de la superficie del agua puede obtenerse a partir de la ecuación de frecuencia Doppler.

El host del caudalímetro de radar utiliza entonces el "algoritmo de nivel de agua - área de sección transversal" y el "algoritmo de relación entre la velocidad superficial y la velocidad laminar" integrados para obtener el área de sección transversal y el caudal de descarga. Al calcular la relación entre el nivel de agua y el área de sección transversal, así como entre la velocidad superficial y la velocidad laminar, se pueden determinar el área de sección transversal y el caudal.

1.3 Monitoreo de precipitaciones

Adoptando un pluviómetro de cubeta basculante. Cuando el pluviómetro está en funcionamiento, el agua de lluvia recolectada en la entrada de agua se filtra a través del embudo superior e ingresa a la cubeta basculante dosificadora. La cubeta basculante es una estructura mecánica biestable, y cuando un compartimento recibe agua, el otro permanece en estado de espera. Cuando el volumen de agua de lluvia recibido alcanza el valor predeterminado, debido a la gravedad, se vuelca y pasa al estado de espera, mientras que la otra cámara entra en estado operativo, listo para recibir más agua de lluvia. Cuando su capacidad de captación de agua llega al valor predeterminado, se vuelve a voltear automáticamente y regresa al estado de espera. En la pared lateral de la cubeta basculante está instalado un imán permanente, el cual pasa frente al interruptor reed seco cuando la cubeta basculante se invierte, haciendo que el interruptor reed seco se encienda y apague alternativamente. El interruptor reed seco envía una señal de encendido-apagado (señal de pulso) cada vez que la cubeta basculante se voltea.

De esta manera, el número de volteos del cubo basculante se cuenta escaneando el interruptor de lengüeta seca con acero magnético y enviando señales de pulso. Cada señal de pulso registrada representa precipitación a una profundidad de 0,5 o 0,2 milímetros, logrando así el propósito de la telemetría de precipitación.

1.4 Monitoreo Meteorológico

Adoptando una caja de persianas integrada y un sensor de velocidad y dirección del viento. Monitorear la temperatura y otra información meteorológica de la compuerta y su entorno circundante tiene un efecto de advertencia ante situaciones como el congelamiento de la compuerta y fallas en el equipo.

El dispositivo puede utilizarse ampliamente para la detección ambiental, integrando la recolección de ruido, PM2.5 y PM10, temperatura y humedad, presión atmosférica e iluminación. Está instalado en una caja de rejilla y adopta el protocolo de comunicación estándar MODBUS-RTU con salida de señal RS485. La distancia de comunicación puede alcanzar hasta 2000 metros (medidos). Este transmisor se utiliza ampliamente en diversas situaciones que requieren medir la temperatura y la humedad ambientales, el ruido, la calidad del aire, la presión atmosférica, la iluminación, entre otros. Es seguro, confiable, estéticamente agradable, fácil de instalar y duradero.

El transmisor de dirección del viento tiene un aspecto compacto y liviano, es fácil de transportar y ensamblar, y puede obtener de manera efectiva información sobre la dirección y la velocidad del viento. La carcasa está fabricada con material compuesto de policarbonato, que presenta buenas características de resistencia a la corrosión y a la erosión, asegurando que el transmisor no se deforme durante su uso a largo plazo. Al mismo tiempo, está equipado con un sistema interno de rodamientos lisos para garantizar una recopilación precisa de la información.

Monitoreo de deformación:
El monitoreo de deformación adopta una combinación de métodos manuales y de observación automatizada por GNSS.

La observación artificial del desplazamiento se logra mediante la construcción de puntos de monitoreo de deformación y el uso de equipos de monitoreo como teodolitos y estaciones totales para supervisar la deformación de la presa.

El sistema GNSS incluye principalmente el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) de Estados Unidos y el sistema de navegación por satélite GLONASS de Rusia

(GLONASS), el Sistema de Navegación por Satélite Beidou (BDS) de China y el Sistema de Navegación por Satélite Galileo (GALILEO) de la Unión Europea, entre otros. La tecnología GNSS cuenta con las ventajas de ser en tiempo real, continua, global, automatizada y apta para todo tipo de clima. Ha sido aplicada con éxito en el monitoreo de la deformación de carreteras, puentes, edificios súper altos, ferrocarriles, compuertas hidráulicas y taludes de conservación del agua. Además, ha desempeñado un papel importante en el monitoreo y la alerta temprana de hundimientos del terreno, taludes de suelos expansivos, deslizamientos de tierra, desastres geológicos y otros peligros.

Al observar continuamente las estaciones de monitoreo GNSS, se puede obtener la información de posición de cada punto de monitoreo en diferentes momentos; luego, se utiliza tecnología de computación de alta precisión para procesar dicha información de posición mediante software, eliminando diversos factores de error causados por el entorno, y comparándolos con los resultados iniciales para obtener información sobre el desplazamiento de cada punto de monitoreo en distintos momentos; finalmente, los resultados del monitoreo se mostrarán en la plataforma de monitoreo del sistema, permitiendo al personal en sitio tener una comprensión en tiempo real del estado estructural.

Monitoreo de filtración:
Incluyendo principalmente la supervisión de presión de elevación, la supervisión de filtraciones en pilares de compuertas, la supervisión de filtraciones en bypass, etc.

La permeabilidad de la roca madre en la ingeniería de compuertas hidráulicas cambiará debido a la presencia de grietas estructurales, y la consiguiente presión de levantamiento aumentará la fuerza de deslizamiento de la cimentación de la compuerta, incrementando la probabilidad de daño a la cimentación. Por lo tanto, monitorear la presión de levantamiento y analizar los cambios en las características de filtración son muy importantes.

Al mismo tiempo, las compuertas con alto desnivel de agua y aquellas con buena permeabilidad del suelo en ambos lados generarán filtraciones laterales. Las filtraciones laterales ejercen presión lateral horizontal del agua sobre el muro del banco y el muro ala, afectando su estabilidad; además, podría haber daños por filtración tanto en la salida de la filtración como en la unión entre el relleno y el muro costero o el muro ala. Por lo tanto, las filtraciones laterales también son un punto clave en la supervisión de filtraciones en compuertas hidráulicas.

La situación de filtración de la estructura de la compuerta puede monitorearse mediante la instalación de tuberías medidoras de presión en posiciones adecuadas, como pilares y protección de taludes, así como colocando manómetros, medidores de presión de levantamiento, entre otros. Cuando el valor de monitoreo excede el umbral establecido, el sistema activa automáticamente una alarma para garantizar la estabilidad de la estructura de la compuerta, detectar oportunamente posibles riesgos para la seguridad y proporcionar sólidas garantías para la operación segura de la compuerta.

Monitoreo de estrés y deformación:
Al instalar medidores de deformación de cable vibrante en la superficie de estructuras hidráulicas u otras estructuras, se puede medir la deformación en la superficie de la estructura, y simultáneamente se puede medir la temperatura en los puntos de instalación.

El medidor de deformación por cable vibrante tiene un módulo elástico pequeño, un buen rendimiento de seguimiento con la estructura medida, y no interferirá con el campo de esfuerzo original durante la medición. Cuenta con un diseño integral, toda su estructura es de acero inoxidable, es de fácil instalación, de uso confiable, y puede ser reciclado y reutilizado.

Cuando la estructura probada sufre deformación, hará que el extensómetro de superficie se deforme también, y esta deformación se transmitirá al alambre vibrante a través de los asientos del extremo delantero y trasero, transformándose en cambios en el esfuerzo del alambre vibrante, lo que a su vez modificará la frecuencia de vibración del alambre. La bobina electromagnética excita la cuerda vibrante y mide su frecuencia de vibración. La señal de frecuencia se transmite al dispositivo de lectura a través del cable para medir la deformación de la estructura. Mida simultáneamente los valores de temperatura de los puntos enterrados.

Monitoreo de grietas y juntas estructurales:
Bajo los efectos combinados de las diferencias internas y externas de temperatura, la contracción del concreto, las restricciones externas y el asentamiento desigual de la cimentación, pueden producirse grietas en el concreto del muelle de la compuerta, lo que afecta considerablemente la durabilidad de la estructura y a menudo se convierte en una causa de daños estructurales.

Al instalar medidores de grietas en las fisuras, se podrán monitorear las grietas existentes en el pilar de la compuerta, y se podrán analizar los patrones cambiantes de las grietas para garantizar la estabilidad e integridad de la estructura de la compuerta de agua y asegurar su operación segura.

Cuando la estructura medida sufre un desplazamiento, hará que la varilla de medición del medidor de junta superficial se expanda y contraiga, transmitiéndolo al cable vibrante a través de la articulación universal para transformarlo en un cambio en la tensión del cable vibrante, modificando así la frecuencia de vibración del cable. La bobina electromagnética excita la cuerda vibrante y mide su frecuencia de vibración. La señal de frecuencia se transmite al dispositivo de lectura a través del cable, lo que permite medir el desplazamiento de la estructura medida y, al mismo tiempo, determinar la temperatura del punto enterrado.

Monitoreo del estado de la compuerta y el elevador:
Incluye principalmente la apertura de la puerta, el monitoreo del voltaje y la corriente del elevador, entre otros.

Monitoreo de apertura de puertas:

Al monitorear la apertura de la compuerta en tiempo real, se pueden detectar oportunamente situaciones anormales y riesgos para la seguridad, como atascos y deformaciones durante el funcionamiento de la compuerta, y se podrán tomar las medidas de mantenimiento correspondientes para garantizar la operación segura de la compuerta.

En condiciones climáticas extremas o cambios en el nivel del agua, el monitoreo de la apertura de compuertas puede ayudar a los ingenieros a ajustar rápidamente la apertura para adaptarse a los cambios ambientales y reducir daños al equipo o accidentes de seguridad causados por una operación inadecuada.

Al mismo tiempo, puede reducir la frecuencia de las inspecciones manuales, disminuir los costos laborales y, mediante el análisis de datos, se pueden identificar proactivamente posibles problemas, reduciendo así los tiempos de inactividad y mejorando la eficiencia general del trabajo.

Al instalar sensores de puerta adecuados para monitorear la apertura de la puerta en tiempo real, los sensores convierten la información sobre la apertura de la puerta en señales eléctricas y las transmiten al centro de control para su procesamiento y análisis.

Monitoreo del voltaje y la corriente del equipo de maniobra:

Monitorear los cambios de voltaje y corriente del motor de la puerta puede determinar el estado de funcionamiento y operación del motor.

El voltaje es la base para el funcionamiento normal del equipo, y un voltaje alto o bajo puede afectar su operación. Un voltaje alto puede causar que el equipo se queme, mientras que un voltaje bajo puede resultar en un funcionamiento lento, baja eficiencia, o incluso en la imposibilidad de encender el equipo. Al monitorear el voltaje, las fluctuaciones o anomalías pueden detectarse oportunamente, y se podrán tomar las medidas correspondientes para evitar daños al equipo causados por problemas de voltaje y prolongar la vida útil del equipo.

La corriente es un parámetro importante que refleja la situación de carga del equipo. Al monitorear la corriente, es posible determinar si el equipo está operando bajo carga normal, evitando problemas como sobrecalentamiento y daños causados por una carga excesiva o desequilibrada. Una corriente excesiva o un desequilibrio trifásico pueden indicar fallas internas en el equipo, como escasez de aceite en los rodamientos, barrido del rotor, entre otros. Un monitoreo oportuno de la corriente puede ayudar a prevenir estas fallas y reducir el tiempo de inactividad del equipo.

A través del sistema de monitoreo inteligente, se puede supervisar en tiempo real el voltaje y la corriente de la máquina de apertura y cierre de compuertas para garantizar que el equipo opere dentro del rango normal de trabajo. Cuando se detecta un voltaje o corriente anormal, el sistema activará automáticamente una alarma y notificará al personal de gestión mediante computadoras, aplicaciones móviles y otros medios, asegurando así una resolución oportuna de los problemas.

‌‌‌‌

Monitoreo de IA por video:
El sistema de videovigilancia puede monitorear en tiempo real áreas clave de la estación de acceso, como canales de entrada, salas de operación, etc., para garantizar la seguridad del personal y el equipo. A través de cámaras de alta definición y tecnología de reconocimiento inteligente, el sistema puede identificar automáticamente comportamientos anormales, emitir señales de advertencia de manera oportuna y prevenir posibles riesgos para la seguridad.

El sistema de videovigilancia puede monitorear la estación de la puerta las 24 horas del día, los 7 días de la semana y en todas las direcciones, reduciendo la necesidad de patrullas manuales y disminuyendo los costos laborales. El personal de administración puede supervisar en tiempo real la dinámica del lugar a través del centro de monitoreo, identificar y abordar rápidamente los problemas, y mejorar la eficiencia de la gestión.

Las imágenes y los datos de video grabados por el sistema de videovigilancia pueden servir como una base importante para ayudar al personal de gestión a analizar el funcionamiento de la estación de acceso, optimizar los planes de programación y mejorar la eficiencia en la utilización de recursos. Además, el sistema puede generar automáticamente diversos informes de trabajo, proporcionando un respaldo de datos integral al departamento de gestión.

Mientras tanto, los sistemas de videovigilancia tienen un efecto disuasorio y pueden reducir eficazmente la ocurrencia de actividades delictivas como el robo y el asalto. Al registrar en tiempo real la dinámica del lugar mediante un sistema de video, proporciona una base para la investigación del caso y se utiliza para la recopilación de evidencias después del trabajo.

‌

Patrulla automatizada con drones:
El sistema de inspección autónoma con vehículo aéreo no tripulado puede incluir dispositivos de percepción final como vehículos aéreos no tripulados, cámaras panorámicas y de inclinación con doble iluminación, altavoces remotos y grandes nidos de máquinas automáticas, así como infraestructura de red como servicios de posicionamiento de nivel centimétrico de alta precisión.

Una plataforma de control de vuelo puede diseñarse dentro del sistema, compuesta por módulos como panorama del aeropuerto, planificación de tareas, planificación de rutas, gestión de equipos, gestión de alarmas y gestión del sistema. Está equipada con diversos algoritmos de inteligencia artificial, como reconocimiento de objetos flotantes y reconocimiento de pesca, que pueden identificar rápidamente los cambios en el nivel del agua y posibles problemas con la presa.

El sistema de inspección autónoma con vehículo aéreo no tripulado es un complemento perfecto para el sistema de monitoreo y percepción "aérea" del sistema integrado de monitoreo y percepción "sky ground water engineering" en la ingeniería de conservación del agua. Este sistema permite el control e inspección automática de equipos como nidos de máquinas y vehículos aéreos no tripulados bajo operación sin intervención humana, satisfaciendo así las necesidades de inspección completamente automática e ininterrumpida de estructuras hidráulicas y deslizamientos de tierra. Cuando se presenta una situación de emergencia, el sistema muestra imágenes en tiempo real desde el dron mediante la función de vuelo guiado, obteniendo información del lugar de manera oportuna. Además, el sistema puede recopilar datos de inspección e imágenes de alta definición de estructuras hidráulicas y deslizamientos de tierra desde múltiples momentos, ángulos y direcciones, formando así una base de datos.

Introducción a la plataforma
La versión básica del sistema de monitoreo y gestión de seguridad de compuertas incluye principalmente funciones como gestión de información básica, gestión de operación de compuertas, análisis geográfico de compuertas, análisis de operación de compuertas, gestión de seguridad de compuertas, gestión de mantenimiento de compuertas e monitoreo por imágenes.

El sistema integra la supervisión automática por imágenes de compuertas, la recopilación, transmisión, consulta y toma de decisiones automáticas sobre información hídrica, logrando así el control automático de compuertas, reduciendo la intensidad laboral del personal y ayudando al personal de gestión en la supervisión y programación.

La plataforma de gestión de visualización 3D del inteligente compuerta hidráulica se basa en la avanzada tecnología de gemelo digital. A través de la tecnología de gemelo digital y algoritmos avanzados de procesamiento de datos, la plataforma puede lograr un monitoreo, mantenimiento y gestión integrales de las compuertas hidráulicas. Los usuarios pueden obtener el estado operativo en tiempo real y datos ambientales de la compuerta a través de la plataforma, así como realizar control remoto, lo que mejora la capacidad de prevención de inundaciones y la velocidad de respuesta de las instalaciones de las compuertas hidráulicas.

El proyecto de compuerta gemela digital se refiere al uso de tecnología digital avanzada para digitalizar datos ambientales en tiempo real, como la estructura física, la dinámica del flujo de agua y la calidad del agua de la compuerta, y construir un modelo virtual que corresponda a la compuerta real. Mediante este modelo virtual, es posible simular el funcionamiento de las compuertas de agua, predecir el flujo de agua, detectar fallas y gestionar el mantenimiento. El proyecto de compuerta gemela digital tiene las siguientes características:

1. Monitoreo dinámico en tiempo real: A través de sensores y dispositivos de monitoreo, se obtienen datos en tiempo real sobre el estado operativo, los cambios en el nivel del agua, la velocidad del flujo de agua, etc., de la compuerta hidráulica, y estos datos se digitalizan y actualizan en tiempo real en el modelo virtual.

2. Simulación de operación inteligente: A través de modelos virtuales, se pueden simular y prever diversas condiciones de operación de las compuertas de agua, y se puede utilizar tecnología y algoritmos avanzados de simulación para proporcionar soporte de decisión inteligente en la operación y gestión de las compuertas de agua.

3. Detección de fallas y gestión del mantenimiento: A través de modelos virtuales, es posible realizar la detección de fallas y la gestión del mantenimiento en compuertas de agua, detectar y resolver problemas con anticipación, y garantizar el funcionamiento normal de las compuertas de agua.

4. Compartir datos y trabajo colaborativo: Los modelos virtuales pueden lograr el intercambio de datos y el trabajo colaborativo a través de plataformas de computación en la nube, y múltiples departamentos pueden utilizar conjuntamente los modelos virtuales para la gestión y operación de compuertas de agua.

5. Gestión de seguridad: Monitoree el área circundante de la compuerta de agua las 24 horas del día, los 7 días de la semana, mediante cámaras de videovigilancia, y transmita la transmisión de video al backend para su procesamiento y almacenamiento. Los usuarios podrán ver imágenes de videovigilancia en tiempo real a través de la plataforma y tomar las medidas de seguridad correspondientes de inmediato al detectar situaciones anormales.

La implementación de proyectos digitales de compuertas acuáticas puede mejorar la eficiencia operativa y la seguridad de las compuertas, reducir errores humanos y accidentes, y proporcionar un nuevo apoyo técnico para la gestión urbana de recursos hídricos y las labores de control de inundaciones. Implementa la gestión en línea del ciclo de vida completo de las compuertas, fortalece el análisis de riesgos y la alerta para la apertura y cierre de compuertas, y garantiza la seguridad de las mismas.

Valor sistémico
1. Mejorar el nivel de inteligencia en la gestión urbana de recursos hídricos: El sistema de monitoreo y gestión de seguridad de compuertas hidráulicas puede lograr un monitoreo inteligente, simulación de operaciones y soporte decisional para las compuertas, mejorando el nivel de inteligencia en la gestión urbana de recursos hídricos y proporcionando agua potable y servicios hídricos más seguros y confiables para las ciudades.

2. Mejorar la capacidad y el nivel de las labores de control de inundaciones urbanas: El proyecto digital del compuerta gemela permite lograr un monitoreo dinámico en tiempo real y simulación operativa de la compuerta, mejorando la eficiencia y seguridad de su funcionamiento, fortaleciendo la capacidad y el nivel de las labores de control de inundaciones urbanas, y reduciendo el impacto de las inundaciones en la ciudad.

3. Promover la innovación y el desarrollo de tecnología en ingeniería hidráulica urbana: El proyecto de compuerta gemela digital necesita equilibrar la tecnología digital y la tecnología de ingeniería hidráulica, fomentar la integración y el desarrollo innovador de ambas, y proporcionar nuevas ideas y métodos para la tecnología de ingeniería hidráulica urbana.

En resumen, el proyecto de compuerta digital gemela tiene importantes perspectivas de aplicación en la gestión urbana de recursos hídricos y en las labores de control de inundaciones. Puede mejorar el nivel de inteligencia en la gestión de los recursos hídricos, reforzar la capacidad y el nivel de las actividades de control de inundaciones, impulsar la innovación y el desarrollo de tecnologías en ingeniería hidráulica, y contribuir a mejorar la calidad del entorno hídrico urbano y la salud ecológica. Espero que, mediante la continua innovación tecnológica y la exploración práctica, el proyecto de compuerta digital gemela pueda ofrecer un mejor apoyo técnico y soluciones para la gestión urbana de recursos hídricos y las labores de control de inundaciones.