水利工程中安全监测自动化系统的应用方法探讨

水利水电工程安全监测系统设计与实现

摘要：为解决当前水利工程施工现场监控中，三维可视化效果差，数据通讯不稳定，监控预警功能不强等问题，研制开发了水利工程施工现场监控系统。介绍了其基本结构及所需的功能，并对其所采用的一些技术与方法进行了探讨。最后，通过具体的工程实例，对该系统进行了详细的介绍，在水利水电工程上具有很强的普适性和先进性，实现了安全监测智能预警分析和二三维综合展示。

关键字：水力；安全监控；立体视觉；早期预警分析

前言

在水力发电工程的设计、施工和运行中，对其进行了必要的监控。水利水电项目的安全监控是通过专用监控设备、实地巡查来实现的。利用对监测数据进行分析，并结合现场巡查检查，对建筑物的性能状况进行综合判定，并对其进行分析。与此同时，还会对一些异常值和异常现象进行分析，并对其进行预警，并将其反馈给主管部门，从而制定出相应的对策，这样既可以保证项目的安全，又可以防止人员的伤亡和财产损失。

1安全监测系统现状

随着智能传感器、物联网及通信等有关技术的持续发展，水利水电安全监控信息化工作也有了长足的发展。当前，国内各大、中型水利枢纽都配备了与之对应的监控设备，但是监控设备大多是单一版本，且信息化程度较低。当前，在水利水电安全监控中，普遍存在着系统功能单一、数据传输不稳定、智能化分析不足、可视化展示效果不佳等问题。因此，与水利水电安全监控有关的机构，先后展开了一系列的安全监控系统的设计和研发工作。安全监控系统可以完成数据管理、整编分析、报告生成、安全预警等相关功能。

2系统设计与实现

2.1系统架构

在水利水电工程安全监控系统的总体架构中，它包含了物联感知层、网络通信层、数据中心层和智能应用层，除此之外，它还包含了该系统应该遵守的标准与规范体系以及安全与保障体系。

物联感知层展开了数据采集工作，它的工作重点是为整个监测系统获得基础数据的硬件设备设施，具体内容有：安全监控所需的传感器、无人机、视频监控摄像头等。其中，网络通信层执行的是以光纤通信、LoRo和4G/5G为代表的无线通信模式。其中，数据中心是一个数据库平台，它所储存的数据以三维BIM数据、监控数据、图像数据为主，同时还包含了与之相关联的各种时空数据和其他数据[1]。其中，智能化的应用层面则是对该体系的具体应用进行了说明。标准与规范体系系覆盖了整个系统的各个部分，包括了安全监测、网络通信、数据库技术等多项产业的标准与要求。其中，安全防护系统主要包含了数据安全，网络安全，工业安全等多方面的安全防护。

驷马山灌区水利工程安全监测建设探讨

摘要：驷马山灌区地跨皖苏两省，是全国最大的提水灌区，灌区内水利工程种类多、数量大且分布区域广。含骨干工程在内各类水工程受早期建设标准低影响，导致安全监测设施不全，灌区续建配套时对自动化监测在内的的信息化建设缺乏统筹谋划，灌区工程安全监测工作存在短板。文章以新时代灌区水利工程安全管理客观需求为导向，以实现自动化监测预警为目标，结合国家、水利部和相关行业标准规范，探讨灌区内水利工程“点面结合，统筹管理”的安全监测建设，对保障灌区水利工程安全运行、高质量发展具有重要意义。

关键词：灌区，水利工程，安全监测，标准化

0 引言

驷马山灌区位于安徽省东部，灌区涉及滁州市、马鞍山市、合肥市以及南京市的部分区域，是全国最大的提水灌区。灌区规划设计灌溉面积365.4万亩，多年来平均实灌面积约206.5万亩。灌区以提引长江水为主，利用已建的四座节制闸控制着135千米的滁河干流灌溉水位和拦蓄降雨径流。2000年以来累计投入7个多亿资金用于灌区续建配套与节水改造建设，灌区内各类水利工程建设数量和容量均得到快速增长。但多轮续建配套多为各独立灌溉片基础设施建设，未统筹开展过安全监测设施建设和自动化监测的信息技术改造。

灌区内已建成大中型骨干工程主要有5座大型抽水站、5座节制闸、3座船闸，输水总干渠总长170.5km（含切岭段险工险段6.2公里），除汊河集闸外均由驷马山管理处负责运行管理。灌区配套工程建成有抽水站277座，总装机774台，总装机容量6.3万kW；干渠60条、长306km，支渠156条、长849km；支渠以上渠系建筑物2000余座。此外中上游灌区江巷水库等多座大中型反调节水库、滁河四级站干渠正在建设中。灌区配套工程、反调节水库等均由灌区内市、县（区）管理运行。灌区内安全监测管理任务重，对照水利部水利工程标准化管理要求，推进灌区内水工程安全监测建设和管理是十分迫切的。 1 灌区安全监测现状分析

水库运行管理中自动化系统应用问题与方法

摘要：我国水库数量众多，水库运行管理工作普遍任务重、难度大，传统的管理方式已难以满足当前业务管理需求。建立水库运行管理信息系统已成为提升水库数字化、网络化和智能化管理水平的重要手段，也是新阶段水利高质量发展的重要体现。基于此，本文对水库运行管理中自动化系统应用问题与方法进行了分析。

关键词：水库运行管理；自动化系统；问题

引言

随着我国水利工程行业的不断发展以及信息化技术的不断提高，我国的水利工程技术与信息化技术进行了合理的结合。随着我国水利工程信息化建设的不断深入，研究人员根据水库的实际特点，与信息化技术的优点结合，以提高水库运行管理的水平，并加强了水库水资源的利用效率。由于系统的合理应用，可以使水库的自动化管理水平大大提高，并且相关的工作人员只需要通过计算机就可以实时掌握水库的最新运行状况，减轻了工作量，提高了管理水平，并使得水库可以安全有效运行。

1水库运行管理中自动化系统建设总体思路

1.1明确目标

水库运管系统最终应建成完整的水库信息档案数据基础，具备全面、精准、动态掌握区域内水库信息的功能，能够进行逐库清单式管理，实现全链条线上精细化管理水库运行管理业务，为水库安全管理和建设具有“四预”功能的智慧水利体系提供支撑。

1.2统筹谋划，分级负责 水库运管系统不仅涉及本级部门的水库业务，也关乎上下级部门的协同共享，是各级部门协同业务工作和共享水库数据的中枢工具。水库运管系统的建设需要各级部门统筹谋划，分级负责，主要包括以下几方面：

1）明确各方职责分工。从系统业务需求、系统开发、运行维护、数据管理等多方面明确职责分工。

2）建立数据管理机制。建立水库信息审核机制，水库管理单位、各级水行政主管部门分级审核，逐级上报；加强与能源、交通等大坝主管部门的沟通协调，完善水库信息备案机制。

3）强化系统整合集中。整合区域内各类水库业务管理系统，强化水库数据归口管理，保障水库数据“一数一源”，“一盘棋”建设运管系统。

浅谈水利水电工程安全监测系统的设计

摘要：安全监测是了解水利水电工程运行状态的重要手段，通过安全监测及数据分析，可以掌握各个建筑物的工作状况，评估其安全性，预测、预报工程的运行情况，提高管理的水平，保证工程的安全可靠，为设计施工的改进提供科学依据。

关键词：水利水电；安全监测；系统设计

一、水利水电工程安全监测信息系统的设计与研发

水利水电工程安全监测信息系统的核心就是数据库，换句话说水利水电工程安全监测信息系统的设计与研发主要就是针对数据库的设计与研发，当然水利水电工程安全监测信息系统的设计与研发还包括监测点的位置的选取、安全监测系统自动化的设计与研发等方面。不过接下来文章只是就水利水电工程安全监测信息系统的数据库的设计与研发做一下简单的介绍。

1、水利水电工程安全监测信息系统数据库设计

数据库是水利水电工程安全监测信息系统的基拙，是保证水利水电工程安全监测信息系统的各个方面都能顺利进行的核心。数据库的设计必须要先进行数据源设计，接着进行数据库概念设计，然后是数据库逻辑设计，最后是数据库物理设计。数据库的设计过程如图1所示。在数据库的设计中，数据源分析、概念分析可相对于其他系统相独立的，而逻辑设计和物理设计与数据库的管理系统则是息息相关的。

1.1水利水电工程安全监测信息系统数据源分析

水利水电工程安全监测信息系统的信息量巨大、种类多种多样且结构相当复杂。按照获取数据的时程则可以分为：在线搜集、人工观测、查巡的实时数据和从历史资料得到的监控信息；按照数据的形式来分，可以分为数值型数据和图像、文本、视频等非数值型信息；还可以分为有计算机经过各种处理得到的数据和直接采集到的原始数据。监测系统信息和监测的数据是水利水电工程安全监测系统的核心数据，这两项数据是对水利水电工程的安全可靠性等结论的分析的评判基拙。人们也会将系统信息、知识信息、成果信息、工程信息等数据储存到综合数据库中，以便满足系统的运行和系统的完备性。在科技迅速发展的前提下，很多水利水电工程都将安全监测信息系统改为自动化，这样可使系统的监测精度有很大的提高，在恶劣的环境下可以不间断的得到精确的监测资料，大大提高了水利水电工程的安全可靠性。因为对采集数据的频率的提升，使得监测数据的数量迅速的向两级水平发展，而且人们对数据的实时性、精确性、可靠性的要求也是越来越高，这就对数据库的性能、效率、库容等提出了新的要求。