方案背景 

我國(guo)已擁有水(shui)庫大(da)(da)壩(ba)9.8萬余座(zuo)，其中(zhong)95%以上(shang)為土石(shi)壩(ba)，95%以上(shang)是上(shang)個世紀80年代以前建設的老壩(ba)。雖然近10年來我國(guo)進行了大(da)(da)規模的病險水(shui)庫除險加(jia)固，但(dan)水(shui)庫大(da)(da)壩(ba)數量(liang)多，土石(shi)壩(ba)多，出險的幾率非(fei)常高。一但(dan)出險，對下(xia)(xia)游群眾的人(ren)生(sheng)安全(quan)、財產(chan)安全(quan)造成巨(ju)大(da)(da)威脅，因此(ci)，對水(shui)庫大(da)(da)壩(ba)安全(quan)自動化監(jian)測預警意義重大(da)(da)。相關水(shui)利(li)部門也多次下(xia)(xia)發加(jia)強(qiang)水(shui)庫大(da)(da)壩(ba)安全(quan)監(jian)測的條例。

 方(fang)案概述 

本水庫大(da)(da)壩安全自(zi)動化監測(ce)(ce)預警系統(tong)整合了物聯網技術(shu)、傳感器(qi)技術(shu)、無線網絡傳輸技術(shu)和(he)(he)數(shu)據(ju)分(fen)(fen)析統(tong)計技術(shu)，通(tong)過結構變形監測(ce)(ce)、環(huan)境(jing)監測(ce)(ce)等傳感器(qi)對壩體(ti)、壩肩、壩區岸坡(po)等多項安全數(shu)據(ju)進行(xing)實時(shi)自(zi)動測(ce)(ce)量。在前端(duan)物聯網網關做初步邊(bian)緣(yuan)計算(suan)后(hou)，再把處理過的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)通(tong)過過4G無線網絡傳輸到云服務器(qi)進行(xing)計算(suan)分(fen)(fen)析。當測(ce)(ce)量數(shu)據(ju)超出設定的(de)(de)(de)安全閾值時(shi)，可(ke)通(tong)過聯動策(ce)略進行(xing)預警和(he)(he)聯動控(kong)制。整個監測(ce)(ce)系統(tong)可(ke)全自(zi)動化完成(cheng)，通(tong)過合理的(de)(de)(de)計算(suan)和(he)(he)分(fen)(fen)析對大(da)(da)壩的(de)(de)(de)安全運營管理進行(xing)評估(gu)和(he)(he)預警，以確保(bao)大(da)(da)壩的(de)(de)(de)安全。

水庫(ku)大壩監(jian)測(ce)的必要(yao)性

大(da)(da)(da)壩正常(chang)運營時(shi)可(ke)發揮巨大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)效益，但萬一失事，將給下游人民 生命財產(chan)和國民經濟(ji)建設(she)帶來(lai)巨大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)風險，招(zhao)致災難性的(de)(de)(de)后果。因此， 保證大(da)(da)(da)壩安全(quan)是壩工(gong)建設(she)和管理(li)中(zhong)的(de)(de)(de)頭等大(da)(da)(da)事。水庫(ku)大(da)(da)(da)壩自動化安全(quan)監測預警系統可(ke)以有效的(de)(de)(de)、正確的(de)(de)(de)評估大(da)(da)(da)壩的(de)(de)(de)健康狀況，對于(yu)水庫(ku)能否正常(chang)運營起著關鍵性的(de)(de)(de)作(zuo)用。

 方案設計規范： 

大壩安全(quan)監測自動化系(xi)統(tong)實(shi)用化要求及驗(yan)收規程（DL/T5272-2012）

土(tu)石(shi)壩安全監(jian)測技術規范（DL/T 5259-2010）

大壩安全監測(ce)自(zi)動化系統通信規約（DL/T 324-2010）

大壩安全監測數(shu)據自(zi)動采集裝置(zhi)（DL/T 1134-2009）

水工(gong)建筑(zhu)物強(qiang)震動(dong)安(an)全監測技術(shu)規(gui)范（DL/T 5416-2009）

大(da)壩安(an)全監測系統驗收規范（GB/T22385-2008）

《混凝土壩(ba)安全監測技術規范(fan)》（DL/T 5178-2003）

 系統結構 

水庫大壩(ba)安全自動化監測(ce)預(yu)警系統(tong)主要由前(qian)端(duan)傳(chuan)感器(qi)和(he)物(wu)聯(lian)網(wang)(wang)網(wang)(wang)關(guan)、中端(duan)云(yun)服(fu)務器(qi)、后(hou)端(duan)平(ping)臺軟件(jian)三大部分組成。前(qian)端(duan)傳(chuan)感器(qi)將數(shu)(shu)據(ju)(ju)通(tong)過(guo)(guo)RS485信號(hao)傳(chuan)輸給物(wu)聯(lian)網(wang)(wang)網(wang)(wang)關(guan)，網(wang)(wang)關(guan)對數(shu)(shu)據(ju)(ju)進行(xing)初步邊緣計算后(hou)再(zai)通(tong)過(guo)(guo)4G無(wu)線(xian)網(wang)(wang)絡信號(hao)傳(chuan)輸到云(yun)服(fu)務器(qi)進行(xing)分析統(tong)計。當測(ce)量(liang)數(shu)(shu)據(ju)(ju)超(chao)出設(she)(she)定(ding)的(de)(de)(de)一級(ji)(ji)閾值(zhi)時，通(tong)過(guo)(guo)視頻采(cai)集(ji)設(she)(she)備(bei)抓拍現場的(de)(de)(de)照(zhao)片推送(song)到后(hou)端(duan)軟件(jian)，當測(ce)量(liang)數(shu)(shu)據(ju)(ju)超(chao)出設(she)(she)定(ding)的(de)(de)(de)二(er)級(ji)(ji)閾值(zhi)時，可(ke)通(tong)過(guo)(guo)短信和(he)電(dian)話的(de)(de)(de)形式(shi)通(tong)知相關(guan)負(fu)責人，當測(ce)量(liang)數(shu)(shu)據(ju)(ju)超(chao)出設(she)(she)定(ding)的(de)(de)(de)閾值(zhi)時，可(ke)聯(lian)動控(kong)制前(qian)端(duan)執(zhi)行(xing)設(she)(she)備(bei)，打開或關(guan)閉對應的(de)(de)(de)閥門。客戶可(ke)在(zai)后(hou)端(duan)軟件(jian)上查看每個測(ce)點的(de)(de)(de)實(shi)時監測(ce)數(shu)(shu)據(ju)(ju)、抓拍照(zhao)片、預(yu)警信息(xi)及現場實(shi)時監控(kong)畫面，還可(ke)下載(zai)相關(guan)數(shu)(shu)據(ju)(ju)統(tong)計報(bao)表及數(shu)(shu)據(ju)(ju)分析報(bao)告。

 方案優勢(shi) 

?實時監(jian)測：7*24小(xiao)時無(wu)人(ren)值守在線(xian)實時監(jian)測。

?超限預警(jing)：當監測(ce)數據超出設(she)定的閾(yu)值時，可通過(guo)抓拍、平(ping)臺軟件、短信通知等方式進行預警(jing)。

?現場視頻確認：必(bi)要時，可通(tong)過4G無線網絡(luo)遠程查看現場的實時監(jian)控畫面。

?聯動(dong)控制：當檢測數據超(chao)出(chu)設定的(de)3級閾值時，可通過繼電器觸發(fa)聯動(dong)打開/關閉相應(ying)的(de)閥門進行水流量控制。

 主(zhu)要(yao)監測項目(mu)及(ji)監測點部(bu)署 

?壩體表面(mian)位(wei)移(yi)監測：通過在(zai)原(yuan)河床初(chu)、合攏斷、低質條件(jian)復雜處等關(guan)鍵位(wei)置(zhi)安裝位(wei)移(yi)傳感(gan)器；

?沉降監(jian)測：在(zai)壩(ba)體(ti)上并行(xing)安裝一排精力水準儀(yi)，安裝數(shu)量(liang)根據大壩(ba)整體(ti)長(chang)度(du)來定；

?內部變形監測：在原(yuan)河床、和壟(long)斷、壩體結構(gou)及(ji)施工薄弱處安裝導輪(lun)式固定測斜儀；

?應力應變監測：用于(yu)觀測面(mian)板(ban)混凝土應變，一組(zu)沿(yan)著(zhu)順坡方向安(an)裝，另一組(zu)水平方向安(an)裝；

?土壓(ya)力監測：觀測點(dian)需要和(he)孔(kong)隙水壓(ya)力裝在同一斷(duan)面，布設3個高程進行(xing)觀測；

?裂(lie)縫監(jian)測(ce)：在壩體出現裂(lie)縫或(huo)有(you)裂(lie)縫痕跡(ji)的位置(zhi)安(an)裝(zhuang)部署裂(lie)縫傳(chuan)感器；

?傾斜(xie)監測：在(zai)壩體上(shang)方安(an)裝傾角(jiao)傳感器，用于監測壩體的傾斜(xie)角(jiao)度(du)；

?水(shui)位(wei)監(jian)測(ce)：將水(shui)溫傳感器安(an)裝(zhuang)在岸(an)坡穩固處這種水(shui)面相對(dui)平穩的位(wei)置，

?浸潤(run)線監測：孔隙(xi)水壓計安裝部署在大壩最(zui)高(gao)處、合攏段等結構地(di)形復雜的位置；

?降雨量監測：降雨量傳感(gan)器安裝在大壩(ba)周邊相對空曠的(de)位置，便于收集降雨；

?水(shui)流(liu)量(liang)監測：水(shui)流(liu)量(liang)傳感器安(an)裝(zhuang)在閥門出口處，用(yong)于進行出水(shui)量(liang)的(de)統計；

?視頻監(jian)控(kong)：視頻監(jian)控(kong)設備(bei)安裝在大壩高處(chu)、合攏段等(deng)地(di)形復雜(za)的(de)關鍵位置，用于遠程查看(kan)現場是(shi)實際情況；

 主要(yao)監(jian)測儀器(qi)/傳感(gan)器(qi)/設備(bei)

傳感器：表面位移監測傳感器、沉降監測傳感器、固定測斜傳感器、應變/應力傳感器、內埋式土壓力傳感器、孔隙水壓傳感器、水位計傳感器、水流量監測傳感器、降雨量監測傳感器

其它：工業級物聯網網關、抓拍監控攝像頭、4G流量卡、太陽能供電設備、安銳物聯云平臺、安銳物聯在線監測軟件

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