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小型水庫雨水情測報及大壩安全監測系統

小型水庫雨水情測報及大壩安全監測系統

2022/5/7 9:55:32

一、方案背景

我國水庫眾多,水庫在帶給人們便利的同時也存在著巨大的安全隱患,對大壩安全監測的要求越來越高,一旦潰壩失事,會對生命、財產、基礎設施、生態環境、經濟社會發展等造成災難性破壞,大壩安全關系著公共安全、經濟安全和國家安全,更是水庫安全管理的先決條件,大壩的滲壓安全監測與水庫安全管理密不可分, 是監視和掌握水庫大壩運行性態的重要非工程措施,是指導科學調度、安全運行的重要手段。

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二、系統組成

根據水利規范和水利大壩滲壓滲流監測的要求,結合我司多年研制氣象和水文監測設備,物聯網水庫滲壓滲流監測設備?;谖锫摼W技術無線通信網絡,組成完備的監測“神經數據傳輸 系統層”,每個數據采集節點都是整個“神經數據傳輸系統層”的“神經末梢”,實現各個監測節點與數據中心 實時通信,“數據中心”作為整個神經數據傳輸系統層的“神經中樞”負責調度各個節點之間實現相互“觸發 式”數據采集,保證數據采集實時性,達到“牽一發而動全身”的“區域聯動”監測效果;規避了目前基于無線傳輸的實時在線監測技術的傳輸距離近、設備功耗大、部署成本高、系統較復雜和大批量的SIM卡等上述缺陷, 具有搭建網絡靈活、部署成本低、商業化速度快等特點。

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小型水庫雨水情測報和大壩安全監測系統主要由監測點感知設備(雨量計、水位計、滲壓計、量水堰、視頻),遙測終端RTU、管理云平臺等幾部分。水庫在線監測具有自動采集、分析和報告水庫水位、降雨、圖像、滲流等運行數據的功能,自組織網絡和數據終端具有采集和通信各要素的功能,水庫安全監測預警系統的云平臺具有監測數據的智能分析和預警功能,實現了水庫運行狀態的感知和監測、運行情況分析、安全管理、巡檢在線管理等綜合運行支撐,有效輔助相關部門制定防汛抗旱調度方案和應急預案,實現水庫的信息化管理。可以把水庫大壩安全監測系統分為四層:感知層、網絡層、平臺層、應用層。

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感知層實時感應水庫大壩監測參數傳感器的狀態,如變形監測、地表沉降、土體位移、土壤含水率、土壓力、滲壓計、水位計、雨量計、GNSS接收機、固定式測斜儀、滲壓計、高速高清攝像機、孔隙水壓計、雷達物位計、拉線式位移計、土壓力計、表面應變計、埋入式應力計等前端感知設備;

 

網絡層支持數據通信,可上、下雙向通訊,支持無線蜂窩網絡、短信、北斗、PSTN、超短波等通信方式。感應設備M21F2可通過監測預警平臺的通訊方式,上行發送至監測控制中心平臺。

 

平臺層整合各層設備和系統功能,通過信號的連接,下發平臺對前端感應器的命令,上傳監測數據的采集、處理、存儲和分析,實時聯動前端各大監控設備。

 

應用層:監測中心通過實時數據接收匯集管理及監測預警平臺可以實現各種監測數據的共享,對各種監測數據進行查詢、分析、預警和管理。開啟信息發布途徑,實時展示信息數據和預警信息。

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三、系統功能

數據實時監測:實現在線監測的地圖顯示、查看,包括監測設備的快速查詢顯示、監測數據展示、報警情況顯示及監測數據曲線圖的實時展示,通過系統主界面的顯示功能,可以查看設備的位置、運行狀態,掌握其水庫庫壩體浸潤線及壩體內孔隙水壓力、庫內水位、水庫出入入流量、降雨量、壩體位移的實時監測。

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及時報警:通過布設在壩體內部和表面的各種類型的傳感器,獲取大壩變形、滲流、沉降、位移、水文、氣象等相關數據。傳輸到相關軟件系統,實現對整個壩體的全方位實時監測。等數據超過告警上限時系統自動根據該預警數據發布不同級別的報警信息??稍O置多級報警,支持彈出軟件窗口報警、郵件報警、短信報警及聲光報警等功能多種方式傳達至相關領導和責任人。

 

視頻遠程監控:包括對上下游水區、壩上、壩下和閘房內部的實時視頻監控,用戶可以從監控終端中實時的看到現場的視頻圖像,同時還可以通過軟件控制現場攝像機鏡頭以及云臺,根據需要調整光圈大小、焦距遠近、變倍高低以及視頻角度等,滿足用戶對現場多方位視頻圖像的監控需要,確保水庫大壩運行安全。

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 數據分析預判:對大壩浸潤線、庫水位、實時雨量、大壩滲流量及壩體位移歷史數據等相關數據進行綜合比較分析,推算出各類壩體運行數據的時間和空間的相關性,綜合判斷壩體健康狀況。

 

GIS模擬建模:在適用前提下將水庫大壩安全管理過程中的新思想、新方法融入到系統開發,做到數據和圖形相融合、GIS與數學模型相結合,把科學計算的結果通過三維情景表現和動態的形式直觀表現。

 

操作便捷:具備LCD液晶顯示屏以及多功能輸入鍵盤,用于現場參數設置、人工置數、安裝調試、狀態顯示等功能,以及串口配置方式。 支持多種工作模式(包括自報式、查詢式、兼容式等),最大限度降低功耗。

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四、系統特點

★實時監測:7*24小時無人值守在線實時監測。

★超限預警:當監測數據超出設定的閾值時,可通過抓拍、平臺軟件、短信通知等方式進行預警。

★現場視頻確認:必要時,可通過4G/5G無線網絡遠程查看現場的實時監控畫面。

★聯動控制:全方位一站式服務。具有從感知、采集、平臺、用戶管理等全流程的研發能力,具有多年完整的項目集成經驗;

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五、系統意義

水庫雨水情測報及大壩安全監測解決方案可以有效對水庫大壩進行全天候實時監測,實時掌握水庫大壩水流情況,如有預警險情,第一時間采取應對措施,同時可以利用水庫大壩大數據、氣象數據對汛期水庫大壩(雨量計、水位計、滲壓計、量水堰、視頻進行預測,提前做好相關部署,對當地水庫大壩監測防洪減災工作的有序進行具有重大的意義。

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審核編輯(
王靜
)
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