自动化监测系统

水库大坝自动化监测系统

沟水坡自动化监测系统由水库水位监测GSM预警系统、水库出入水流量监测系统、水库雨量监测系统及视频监控系统、中心控制系统及组态软件五部分组成。

一、水位监测和GSM预警系统

一）计算机监测

通过静压液位变送器采集水库水位高度，输出模拟量信号，利用AD模块将模拟量信号转换成数字量信号传送至工业无线数传电台里面。无线数传电台再通过RS485信号把水位数字信号传送到控制中心数传电台里内，最后进入控制中心服务器里面，形成数字、图形或报表。

二）GSM预警

通过PLC设定水位上限高度，经液位计变送器利用模块信号把水位值传送到PLC内。水位超过上限值时，PLC通过数字量信号触动GSM预警模块，以短信方式给值班人员报警。

二、水库流量出入水流量监测系统

一）入水流量

由于管道是水泥管道且入水流量不固定，拟采用明渠式超声波流量计，又由于管道为半球形，现有流量计无法计算弧形渠流量，所以我们用分离式流量计通过超声波分别计算管道水位和库内水流速，再把水位及流速转换成数字量信号通过无线数传电台发送到中心控制室服务器上，通过计算机计算横截面积及流量速度得出入水流量。

二）出水流量

出水管道是DN900钢制管道，水流满管，所以我们采用外夹式超声波流量计，不用破坏管道结构，而且能准确通过内部计算出管道流量，再通过无线数传电台把流量值直接传送到计算机里内便可。

三、水库雨量监测系统

采用双翻斗式雨量采集仪，再通过数采模块把雨量仪翻转脉冲信号累加成数字信号。雨量采集仪可以置于中控中心楼顶，距离较近，可采用RS485线缆，把采集到的信号传送到中控计算机里面，最终形成图象、文字或报表。

四、视频监控系统

我们采用无线高清网络摄像机，在原有系统基础上增加视频信号。

一）优点

1.百万高清摄像头画质远高于传统模拟摄像头。

2.无线WIFI传输，减少架设光纤及线缆成本及人工施工成本。

上海国土资源Ｓｔ一￣ＡＮＧＨＡＩ　ＬＡＮＤ＆ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ　自动化沉降监测系统的组建　陈功亮　（上海市测绘院，上海２０００６３）　摘要：在既有的沉降监测系统基础上，结合网络数据库技术，提出了一套完整的自动化沉降监测系统实现方案。　关键词：沉降监测；自动化系统；网络数据库　中图分类号：ＴＵ１９６．２　文章标识码：Ｂ　文章编号：２０９５．１３２９（２０１１）０３　００９６．０３　０　引言　随着城市地下空间开发利用不断发展，地铁线路　日益增多，不可避免地出现线路间穿越或新旧结构施　工距离过近的现象，增大了城市轨道交通施工与运营　的安全风险　】，因此需要对地下工程建设项目影响范　围内的轨道交通进行监测　。　本文介绍一种网络化自动监测系统，利用数据库　和网络技术实现监测信息的自动获取、传输、展示及　备份，较之既有的监测系统不仅提高了自动化程度和　工作效率，而且加强了数据的安全性，经实际应用具　有良好效果。　１　监测数据采集　数据采集既须实时还须准确。传统的数据采集，　以人工测量为主，而在运营的地铁线路上采集数据，　须在夜间地铁停运时段作业，一方面耗费大量时间和　人力物力，另一方面也不能反映地铁运行期间的真实　情况。因此，需使用自动化监测设备进行数据采集。　常见设备有电子水平尺、巴赛特收敛系统、无反射棱　镜自动跟踪全站仪隧道收敛变形系统、固定式自动侧　斜仪、静力水准仪等，其各有优势。其中，电子水平　尺的应用较为普遍。　电子水平尺是用于测量物体位移和结构旋转的仪　器，其应用包括：监测设备的稳定性、监测可能影响　到附近隧道或挖掘作业的建筑物、评价桥梁的性能或　负载下的衡梁、监测滑坡地区构筑物结构的稳定性、　监测墙体的偏斜与畸变、监测隧道内的位移等等。　电子水平尺的核心部分是一个电解质倾斜传感器　（图１），其测量倾斜角的灵敏度高达１秒（相当于ｌｍ　９６｛２０１１年第３２卷第３期　直尺上两端５　ｍ高差形成的倾角）。将此传感器安装　在一支空心的直尺内，就构成了电子水平尺。用锚栓　安装在隧道道床（结构物）上，将倾角传感器调零并　锁定位置。道床（结构物）的沉降会改变尺体倾角，　通过记录倾角变化即可掌握沉降动态。沉降量（ｄ）等于　Ｌ（ｓｉｎ　０　ｌ—ｓｉｎ　０　ｏ），其中Ｌ为尺体长度、０　１为现时倾角　值、０。是初始倾角值。若将一系列电子水平尺首尾　相接安装在隧道道床结构上形成“尺链”，就可得出　“尺链”范围内的竖向位移曲线（图２）。　

水库大坝GNSS位移自动监测系统方案

一 、方案背景

我国已拥有水库大坝9.8万余座， 其中95%以上为土石坝， 95%以上是上个世纪80年代以前建设的老坝。虽然近10年来

我国进行了大规模的病险水库除险加固， 但水库大坝数量多， 土石坝多， 出险的几率非常高 。大坝作为一种大型水工建

筑物， 其投资和建成后产生的效果都是巨大的， 同时由于其结构、运行环境等因素的复杂性， 加上设计、施工 、运维的

不确定性， 如果发生意外变形， 失事后造成的灾难也是极其严重的。因此对水利水电大坝运行状态进行持续的实时监

测， 是十分有必要的， 不仅可以为大坝提供安全评估， 保证大坝的安全运行， 对水库大坝安全自动化监测预警意义重

大。

二 、系统组成

水库大坝GNSS位移自动监测系统采用无人值守自动化监测， 以物联网 、互联网 、北斗+等技术为理论基础， 以自主研

发的监测平台及各类传感器为核心， 充分利用各种监测手段， 建立地表和地下深部的三维立体监测网， 对水库大坝坡进

行系统、可靠的变形监测。实时监测水库大坝不同部位各类型裂缝的发展过程， 岩土体松弛以及局部坍塌、沉降、隆起

活动；地下、地面变形动态（包括滑坡体变形方向、变形速速、变形范围等） ；地下水水位、水量、水化学特征变化；

倾斜和大坝各种建筑物变形状况； 降雨以及地震活动等外部环境变化等， 据此对水库大坝滑坡变形发展和变形趋势作出

预测， 判断其稳定状态给出水库大坝失稳预警值， 指导施工， 反馈设计和检验治理效果， 了解工程实施后的变化特征，

为设计施工及灾害预警提供科学依据。可以把高水库大坝综合在线监测分为四层 ：感知层、 网络层、平台层、应用层。

感知层 ：实时感应水库大坝监测参数传感器的状态， 如GNSS表面位移监测、地下水位、土壤含水率、土压力 、和视频

监控摄像机， 降雨量等前端感知设备；

网络层： 支持数据通信， 可上、下双向通讯， 支持无线蜂窝网络、短信、北斗 、PSTN、超短波、ZigBee等通信方式。

1 水库自动化监测系统 【方案背景】 水库管理存在的难点： 点多分散、安全隐患大、位置偏僻、管理人员少、交通不便、多数无电源。 【系统方案】 一、方案概述 水库自动化监测系统适用于水利管理部门远程监测水库的水位、降雨量等实时数据，同时支持远程图像监控，为保障水库的适度蓄水和安全度汛提供了准确、及时的现场信息。 水库自动化监测系统做到了水库水雨情的实时监测、实现了水库的信息化管理，在保护人民生命、财产安全方面发挥了重大作用。 二、水库自动化监测系统 1、系统构成 2 水库自动化监测系统拓扑图 2、系统功能 3、系统特点 3 三、水库自动化监测系统软件 1、主要特点： ★ B/S结构，支持远程访问 ★ 兼容多种通信方式 ★ 支持图像、视频监控 ★ 无缝对接其它平台软件 2、水库监测系统软件 4 3、手机APP 四、水库自动化监测系统案例展示 5 五、水库自动化监测系统核心产品 1、现场监测设备 6 2、现场监测核心设备——GPRS/CDMA低功耗RTU DATA-6301(无显示) DATA-6311(液晶显示) 3、突出优势 1）接口丰富！兼容多种类型、多个厂家设备！ 2）抗高温！耐严寒！ 工作温度范围：-40～+85℃。 在新疆、内蒙古、黑龙江、吉林等地大量应用，适应极端恶劣环境！ 3）超低功耗！平均工作电流仅10mA。节省配套设备成本！运输、安装方便！ 在采集水位、降雨量，阴雨天连续工作15天的同等工况下，DATA-6301/6311和普通RTU的对比如下： 7 4、产品资质 水文监测数据通信规约（SL651-2014） 水资源监测数据传输规约（SZY206-2012） 四川省水文测报系统技术规约（SCSW008-2011） 加密传输规约 水文自动测报系统设备 遥测终端机（SL 180-2015） 水文自动测报系统技术规范（SL 61-2003） 水资源监控设备基本技术条件（SL426-2008） 特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试 5、主要技术参数： 硬件配置：6路PI、4路DI、4路AI 、3路DO、2路串口。 存储容量：4M、8M、16M、32M（可选）。 供电电源：10V～30V DC。 外形尺寸：145x100x65mm。 待机电流：<0.1mA/12V。 平均工作电流：≤10mA/12V。 工作环境：温度：-40～+85℃；湿度：≤95%。 设参方式：串口设参、远程设参、蓝牙设参（可选）