水利工程管理技术任务四 水库工程安全监测自动化.pptxVIP

项目六 水利工程管理信息技术任务四 水库工程安全监测自动化任务四 水库工程安全监测自动化一、大坝安全监测自动化系统 (一)监测自动化系统的主要构成 一个完整的大坝安全监测自动化系统包括三大部分，分别为监测仪器(主要为各类传感器)系统、数据采集系统和数据处理分析监控管理系统。 1.监测仪器系统 我国从20世纪50年代开始研制和生产大坝安全监测仪器。经过几十年的不断努力，在仪器的种类、性能和自动化程度上均有较大的发展。目前已有差动电阻式、钢弦式、电容式、电感式、步进电机式、电磁差动式、差动变压式等10余种。在实际工程应用中效果较好，具代表性的主要有：任务四 水库工程安全监测自动化 ①电容式和步进电机式垂线坐标仪、引张线仪； ②钢弦式、差动变压式多点变位计； ③伺服加速度计式钻孔测斜仪； ④电感式、钢弦式、差动电阻式、压阻式渗压计； ⑤电容式、差动变压器式液体静力水准遥测装置； ⑥采用密封式激光点光源、光电藕合器件CCD作传感器的新型波带板、真空泵自动循环冷却水装置等新技术的真空激光准直系统； ⑦采用液压平衡原理新研制的差动电阻式应变计和测缝计； ⑧适应高土石坝，特别是高混凝土面板堆石坝要求的大量程位移计和测缝计等。任务四 水库工程安全监测自动化 近几年，随着科技的发展，已有不少应用光纤技术和CCD技术研制的新型传感器在工程试验中应用。该类产品具有较好的抵抗高低温、防潮及防雷击性能。 其他，如UPS技术在国内也已有应用于大坝变形观测的实例；“渗流热监测”技术用于坝体和坝基渗流的监测方面的研究也已取得了一定的成果。 任务四 水库工程安全监测自动化 2.数据采集系统 我国对大坝安全监测数据自动采集系统的研究，始于20世纪70年代末，80年代有了长足的进步，进入90年代中期后，随着电子技术、计算机技术、通讯技术等的发展和国外先进设备的引进，有多种型号的大坝安全监测数据自动采集系统先后研制成功，显著提高了我国大坝安全监测的实时性、可靠性和适用性。 国内大坝安全监测数据自动采集系统按采集方式分为集中式、分布式和混合式三类，具代表性的有DAMS型、IX型、I_N1018型等系统。 任务四 水库工程安全监测自动化大坝监测遥测水位计系统图任务四 水库工程安全监测自动化大坝浸润线观测示意图任务四 水库工程安全监测自动化 3.数据处理分析与监控管理系统 我国对大坝安全监测资料的定量分析，主要是针对单个测点的测值建立统计模型、确定性模型和混合模型等常规数学模型，并得到了广泛应用。在此基础上又研究和发展了多测点模型和多维模型，在应用神经网络技术进行大坝安全监测资料的分析方面也进行了大量探索。 监控指标方面，大坝应力和扬压力一般以设计值为监控指标；大坝变形监控指标的确定主要有置信区间法、仿真计算法和力学计算法。较普遍采用的是置信区间法，以数学模型置信区间的边界为监控线。任务四 水库工程安全监测自动化 目前已初步开发的具有决策支持和网络功能的大坝安全监控管理系统主要包括总控部分、输入系统、输出系统、综合分析和推理系统、数据库及其管理系统、方法库及其管理系统、模型库及其管理系统、知识库及其管理系统、图形库及其管理系统、图象库及其管理系统等。 一般建立在网络平台上，以实时多任务方式运行，能对各监测项目进行实时监控，具有图文声像数据管理、安全评估、分级报警及网络通信等功能。任务四 水库工程安全监测自动化 (二)监测自动化采集系统的结构形式 水库工程的监测自动化采集系统一般由观测点的遥测传感器、遥控集线箱、数据自动巡检采集装置及监控中心中央控制单元(计算机)等组成。从国际上看，监测自动化系统的布置形式根据不同工程情况朝多元化方向发展。系统的结构形式按照数据的采集方式大体可分为三类，即集中式、分布式和混合式。 1.集中式 所谓集中式，通常在大坝内设一专门的监测室，置放数据采集仪，分布于坝内各测点处的传感器通过电缆直接与数据采集仪相连，传感器信号通过数据采集仪传输到坝外监控中心的数据处理计算机上进行存储管理。这种系统适用于测点数量在200个以内，布置相对集中，传输距离不远的工程，如图6-22所示。任务四 水库工程安全监测自动化图6-22集中式采集系统示意图任务四 水库工程安全监测自动化 2.分布式 分布式采集系统是将数据采集仪分散布置在靠近仪器的地方，俗称测量控制单元(MCU)。系统对MCU的要求较高，MCU除执行数据采集把模拟量转换为数字量(A/D) 的功能外，还要具备一定的存储和数据处理功能、网络通信功能。MCU一般就近置于坝内，要求其防潮性能要好，能适应坝内的恶劣环境。这种系统布置方式比较灵活，可靠性高、适应能力强，适用于测点众多的大型水库工程。系统的典型布置如图6-23所示。 3.混合式 混合式是上述两种采集方式的混合形态，它