2025年5月24日，由共青团陕西省委、省委教育工委、省科协、省社会科学院、省学联、西咸新区管委会联合主办，西安工业大学承办的第十五届“挑战杯”陕汽集团陕西省大学生课外学术科技作品竞赛闭幕式暨颁奖仪式在西安工业大学未央校区举行。本届竞赛中，由我院丁光盛、胡春赏等学生完成，王乐、杜源、黄观文老师指导的作品《星域智哨——面向膨胀土滑坡的北斗监测预警系统》荣获一等奖！

“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛是由共青团中央、中国科协、教育部、中国社科院、全国学联和省级人民政府主办的一项具有导向性、示范性、实践性和群众性的全国性大学生课外学术实践竞赛，每两年举办一届。大赛以“崇尚科学、追求真知、勤奋学习、锐意创新、迎接挑战”为宗旨，成为面向广大青年学子的实践平台、培养青年学生科学精神的第二课堂、提升青年学生协作能力和集体观念的有形载体，在促进青年创新人才成长、深化高校素质教育、推动经济社会发展等方面发挥了积极作用，被誉为当代大学生科技创新的“奥林匹克”盛会。

团队比赛合影

作品介绍

发现地质难题，锚定灾害痛点

膨胀土是一种富含强亲水性黏土矿物的特殊黏性土。膨胀土的“反复无常”远超想象：遇水膨胀撑裂挡墙，暴晒收缩撕开路基，极其容易诱发滑坡等地质灾害。全国超10万平方公里土地下埋着这类“不定时炸弹”，每年吞噬百亿工程资金，素有“工程癌症”之称。

经过翻阅文献和实践调研，更让团队焦虑的是，一线工程人员判断膨胀土滑坡还靠“看裂缝、敲山体”的土方法，而深部监测设备每台数万元的造价，注定无法大规模守护星罗棋布的边坡。那一刻，团队立下目标——造出“听得懂土地呼吸”的实时预警系统。

融合北斗技术，构建监测网络

面对技术攻关突破口——需破解实时感知土地"毫米级形变"与低成本部署的难题，团队成员从黑方台滑坡预警经典案例中捕捉到北斗技术的创新切口。但当技术移植遭遇膨胀土特殊工况时，现有方案暴露出三大瓶颈：现有监测精度难以捕捉土体渐进式破坏特征，传统立杆立柱式设备容易破坏坡体稳定性，单点数万元的造价与规模化应用形成尖锐矛盾。

团队成员索性对现有的北斗滑坡监测设备进行了一场大型外科手术：将小型化的北斗接收机、土壤传感器、微型气象站重新集成，使用共享电源集中供电。从酷暑到寒冬，团队成员利用每个课外时间集中攻坚克难，最终研发出集约化、智能化的设备，成本降至3000元，实现了设计目标。

团队设计的膨胀土滑坡实时监测设备

在设备测试时，茂密树冠和复杂的地形环境导致卫星信号的丢失率显著提高，团队成员受汽车导航启发，开发出环境感知的动态方位角、高度角补偿模型和自适应滤波算法，让信号像“智能穿山甲”般绕开障碍，高程精度控制在5mm内。

团队成员进行设备测试

智能算法驱动，预警效能跃升

在项目研究初期，预警系统频频误报。分析发现传统算法把环境观测误差都当滑坡信号，团队决定教AI分辨土地的“真实疼痛”。

团队成员在老师的帮助下收集了多组滑坡演变数据。为捕捉膨胀土特有的“干湿循环”规律，团队成员充分考虑了降雨量、土壤温湿度和土压力与北斗变形序列之间的相关性，计算出了最佳时间滞留时间，这为深度学习模型找到了最佳特征因子，预警准确率得到了大幅度提高。现在，系统能提前数天预判滑坡趋势，革新了传统的预警方法。

青年科创报国，践行防灾担当

“科技不该锁在论文里，而要扎进泥土中”。团队成员在今年4月前往陕西西安蓝田县部署滑坡监测设备与预警系统，验证了产品的核心指标，取得了良好的反馈。让团队印象尤为深刻的是，当地村民指着屋后的山体心有余悸：“去年暴雨冲垮了半边坡，村里后院被埋。现在装上这些‘电子岗哨’，睡觉都踏实些。”

星域智哨项目自推出以来，以学生为第一发明人形成7项专利软著，获得华测导航、电科北斗等行业龙头企业的高度认可，并受到多家权威媒体报道，收获社会各界广泛赞誉。

团队形成多项成果，获得媒体报道

让每寸土地的“不适”都被听见，这是当代工程人的硬核浪漫。团队将持续深耕北斗地灾监测领域，以星辰之力为笔，以毫米精度为墨，奋力让"星"科技安"哨"一方，在国土安全新篇章中镌刻下属于北斗青年的时代注脚。

团队介绍

参赛学生：

丁光盛、胡春赏、吴龙清、赵愈锐、叶良平、章赐宇、纪晓恒、袁林桃

指导教师：

王乐、杜源、黄观文

（供图供稿：“星域智哨”团队 审核：王乐 刘永旭）