工程安全监测信息管理及其分析系统的研究及在特大工程中的应用.pdfVIP

程安全监测信息管理及分析系统研究及其在特大 程中的应用 胡波 赵斌 国网电力科学研究院 /南京南瑞集团公司，江苏省南京市 210003） 1 前言 近年来工程安全原型监测越来越受到人们的重视。按照监测数据的采集方式大致可以分 为人工采集和自动化采集两大类。无论是人工监测，还是自动化监测，对采集到的信息进行 高效的管理和分析对于保障工程安全都至关重要。 信息管理及分析系统能够提供一种很好的数据管理和分析手段，是整个安全监测系统的 大脑和灵魂。好的管理系统不仅能充分发挥监测系统在监视工程安全方面的作用，而且可以 [1] 极大地提高工程安全管理的效率和质量 。 二十世纪六十年代以来，随着科学技术的发展，监测信息管理及分析系统的研究和实践 也得到了长足的发展。意大利、法国、葡萄牙、日本等国家研究起步较早。意大利在二十世 纪八十年代就提出了全自动化的监测系统概念，研制了在线微机辅助监测系统MAMS 和存 [2] 储处理系统 MIDAS ，实现了数据的自动采集、在线监控和离线管理 。我国的研究开发工 作起步相对较晚，二十世纪八十年代中期一些科研院所逐渐开始研制工作，其中以原电力自 动化研究院 现国网电科院）的大坝安全信息管理系统 DSIMS ）最具代表性。在“七五” 科技攻关中研制的DSIMS1.0 是依据国家相关规范条例，结合我国当时大坝安全管理现状， 经过充分调研而研制成功的。随着监测技术及计算机电子技术的发展，大坝安全信息管理系 统也由最初的1.0 版本发展而成现如今的DSIMS4.0 版本，无论是系统功能，还是运行性能 [3,4] 等都有极大的提高 。 本文在总结前人工作的基础上，将重点对工程安全信息管理及分析系统 Safety Monitoring Information Management and Analysis System）功能模块结构及其若干数学实现技 术进行一些归纳总结、讨论和探索。拟从以下几个方面展开讨论：①SMIMAS 在整个监控 系统中的位置；②SMIMAS 系统总体功能设计；③各功能模块技术实现常用数学方法；④ 工程应用实例。 2 SMIMAS 在监控系统中的位置 鉴于特大工程监测项目全、测点多、监测周期长等特点，合理的层次结构是保障整个监 控系统可靠运行的关键。常见的测控系统主要由测量层、数据采集层和监控层三个层次构成， 网络结构如图1 所示。 1 1 监控系统总体结构 测量层主要由各种监测仪器组成。监测技术已经逐步由过去的简易估测 如人工皮尺等） 过渡到仪器测量，现在正在逐步向高精度、自动化的遥测系统发展。数据采集层主要负责监 测数据的采集工作，可以分为自动化采集、人工测量、第三方数据导入等几种方式。监控层 主要由SMIMAS 软硬 构成，实现对监测数据的采集任务制定、管理、处理分析、解释和 成果上报等任务。 可以看出，SMIMAS 位于整个监测系统的上层，向上直接为工程安全决策者提供技术支 撑，向下实现对数据采集层的管控，是整个监控系统中重要的控制性环节。 3 系统总体设计 系统应能对海量监测数据实现快速、有效的管理和分析，可以将其分为前处理、在线初 步分析、离线初步分析、离线建模分析和成果总结几个功能模块，如图2 所示。 2 2 系统功能结构示意 前处理模块主要负责对不同来源的数据进行汇总和 编。主要功能包括将各种途径获得 的数据汇总到数据库；根据用户需求，对数据进行粗差识别、光滑处理、数据补插和抽取等 预处理，支持自动识别和人工干预两种方式；最后将经过 理和加