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係統
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水下探測係統

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  水下聲納自動監測係統解決方案

  我國現有各類水庫84926,其中大型水庫415座,中型水庫2618座,小型水庫81893座。大多數中小型水庫建於六、七十年代,屬“三邊工程”,一方麵大部分水庫防洪標準低、工程質量差、淤積嚴重,有效庫容萎縮,處於帶病運行狀態,另一方麵不少水庫已達到或超過設計服役年限,老化嚴重,水庫工程潛在的安全隱患突出。

  水庫安全度汛一直是我國防汛抗洪的難點和重點,中小型水庫的安全度汛已成為當前全國防汛工作的一個薄弱環節,大部分水庫缺少必要的水雨情測報及大壩安全監測等設施,檢查手段落後,隱患很大。一旦發生局部暴雨洪水,極易引發潰壩事件,輕則造成財產損失,重則造成重大人員傷亡或毀滅性災害,在這種情況下,水庫大壩安全自動監測係統建設,實現水位、雨量、大壩的滲壓、滲流、應變等實時監測和預警就是非常必要的,可以實時動態的掌握水庫運行信息並進行預警,如果水庫的監測數據發生異常,水利部門的有關人員可以及時掌握情況並采取措施進行應急處理。所以在此,食色视频app主要分析、提出中小型水庫大壩安全監測的解決方案。

  水下聲納全自動監測係統充分利用現代高頻聲納成象技術、檢測技術、通信技術、網絡技術和計算機技術,通過相應傳感器感知大壩的變形、滲流、應力、水文、氣象等數據,現場的遠程監測終端單元RTU通過無線或有線的方式采集前端傳感器的信號並進行預處理和存儲,根據係統數據傳輸體製要求,RTU自動上報或接收的管理中心的指令後將相關參數報送信息中心,在管理中心對數據進行處理、統計、整編、分析、預警等,提高大壩安全監測的實時性、可靠性和精度,及時預報大壩承受能力和可能發生的事件。同時可通過先進的視頻監控係統實時觀測河道、水庫及涵閘等運行情況,為領導決策提供了直觀的圖像信息,係統的建立,可使水利部門的有關人員實時動態的掌握水庫運行信息,為水利部門提供盡可能全麵、準確的信息。

  1.1 建設原則

  遵循“技術先進、科學合理、安全可靠、經濟實用”及“結構化、模塊化、標準化”的原則,做到結構合理、界麵清晰、接口標準、集成先進。

  可靠性:選擇可靠性高的先進設備,特別要求保證惡劣環境下和突發事故情況下係統的可靠運行,合理配置硬件備份,充分考慮網絡安全;

  標準性:信息要統一標準,設備結構要標準化、模塊化;

  實用性:滿足三防指揮和供水調度各個工作環節的需要;

  實時性:信息采集要滿足三防工作的需要和水利綜合任務信息的要求;

  連續性:充分利用曆史和現有的資源,保證建成後連續運行;

  先進性:盡量采用當前最先進的硬件、信道、網絡結構和軟件;

  共享性:各類信息源和信息傳輸都遵循現行標準規範和係統建設中製定的標準或規定,盡量使資源共享;

  開放性:按開放式係統的要求選擇設備和設計網絡。

  1.2建設目標和內容

  完整的水庫大壩安全監測係統建設內容和目標包括:

  1、建成水情信息自動采集係統(包括大壩安全監測、水雨情、環境、閘門監控和視頻監視等),在信息標準化的基礎上依靠通信網絡和計算機網絡的支持,實現基礎數據的自動傳輸、匯總累計、及時上報,同時為工程運行、防洪調度和搶險抗災提供準確的、科學的依據。

  2、建成計算機網絡係統。充分利用電信公網,優選公網信道建成廣域網;提高信息采集的速度和質量,擴大信息種類和內容,充分實現各級防汛部門互連互通、信息共享,並為其它部門提供網絡服務。

  3、建成決策支持係統。它是三防指揮係統的核心,包括信息處理和輔助決策兩大組成部分,分為信息管理、洪水預報、汛情監視調度、決策會商管理等應用子係統,為防汛指揮決策的各個工作環節提供一體化、可視化的及時有效的服務。

  2 係統組成

  大壩安全綜合監控係統主要由四部分組成:

  1)現場測量部分;

  2)遠程數據采集終端單元;

  3)供電係統及防雷係統;

  4) 係統管理中心;

  大壩安全監測係統采用分層分布開放式結構,運行方式為分散控製方式,可命令各個現地監測單元按設定時間自動進行巡測、存儲數據,並向安全監測中心報送數據。係統監測站的RTU與監控中心之間的網絡通信采用GPRS通訊方式。數據采集係統將各個監測站內的監測數據采集上來,進行數據處理,上報至管理中心進行數據的處理、存儲、分析,並將原始數據和處理結果存入主數據庫和備份數據庫中。

  2.1 現場測量部分

  大壩安全監測傳感器是掌握大壩運行狀態的重要的前端設備,要求能夠在惡劣環境下長期穩定可靠的檢測大壩微小的物理量變化,包括外部觀測的靜力水準、正倒錘、激光準直及內部觀測的滲壓計、沉降計、測斜計、應變計、土壓計等,根據實際需要及規範進行選擇。

  大壩監測儀器設備與係統關係概要圖

  2.2 遠程數據采集終端單元

  用於監測目的的遠程數據采集終端設備(以下簡稱“采集器”)具備以下基本功能:

  模擬量數據采集;

  開關量數據采集;

  數據保存;

  數據保持;

  數據傳送。

  這裏,數據保持是指數據的不可破壞性,即使遇到采集器掉電,采集器被破壞等情況時,數據也不會丟失。數據傳送應受到權限控製,一旦權限許可,采集器才會按一定格式向計算機或其它通信設備傳送數據。除了具備以上功能外,還具備超標自動報警;允許遠程設置、修改參數,以及遠程控製功能等。

  遠程數據采集終端內置GPRS通訊模塊,設備上電後自動尋找並登陸到GPRS網絡,保證通訊自動保持在線,斷線自動連接。可根據設定的上報周期上報係統存儲的各種測量數據,實時響應數據係統信息中心人工請求的各種命令,並及時回傳相應數據。具有快速、準確、維護方便、覆蓋麵廣、性能可靠等諸多特點。

  2.3 供電係統及防雷係統

  對於監測係統中的遠程數據采集終端,全部采用低功耗設計,功耗非常低。且每個單元自帶有的蓄電池,當外部電源中斷時,數據和參數也不丟失,可以靠本身電池自動上電,能維持自身約10天以上正常運行(根據采集周期和上報周期的不同,電池供電時間略有不同);對於傳感器及其它監測設備,需提供外部供電係統。根據水庫的實際供電情況,就近引設電源或采用太陽能供電係統。

  現場設備工作於野外,根據係統具體情況將從接閃器、引下線、側擊雷防護、屏蔽、等電位連接、浪湧保護器安裝、接地裝置等現場情況入手,結合GB50057《建築物防雷設計規範》和GB50343-2004《建築物電子信息係統防雷技術規範》進行防雷現狀分析。

  2.4 係統管理中心

  管理中心硬件設備主要由數據庫服務器、工作站、打印機、網絡設備、通訊設備、後備電源、大屏幕等組成。係統管理中心是用戶接口,最終完成如下功能:

  監測數據采集功能:本係統能按運行要求,對所有接入係統中的各類監測儀器進行一定方式的自動化測量,儲存所測數據,並傳送到中央控製裝置集中儲存或處理。

  數據通訊功能:中央控製裝置與所有測控裝置,中央控製裝置與數據管理主機均具有雙向通訊功能。

  係統外數據通訊功能。本係統具有遠程通信接口,可以上網與各級管理部門的信息係統之間實現遠程通訊

  數據管理功能:中央控製裝置集中儲存係統內的所有監測數據,分別按係統測點排列及時間序排列,可以對數據進行初步處理,供運行人員瀏覽、檢查、繪圖、打印。中央控製裝置和信息管理係統聯機運行時,可將監測數據輸入信息管理係統的監測數據庫以供入庫存檔和進一步分析處理。

  係統自檢功能:係統具有自檢能力,當係統中硬件設備或通訊線路發生故障時在中央控製裝置或信息管理主機顯示器上顯示故障信息,以便及時維修

  係統功能架構圖

  3 係統主要特點

  可實現水庫大壩滲壓、滲流、應變、水位、溫度,水庫周圍降雨量等數據的自動采集、發送、實時傳輸。可實時遠程監測大壩的各測試參數,可根據需要設定采集頻率、測點數據,對原始數據可進行各種計算。

  係統監測設備采用低功耗設計,可采用太陽能結合電池供電形式,不受野外偏遠山區等環境局限。

  具有高可靠性和耐惡劣環境能力,監測設備和傳感器具有全防水的結構,,係統具有多級防雷擊及強電感應荷載衝擊的能力。

  可對水庫大壩的采集數據進行專業評估,按水利專業要求進行相關的數據的計算、評估與處理,以適應各種評測模型的需要。

  數據能夠以各種數據庫形式保存並可進行曆史數據查詢,還可以直接生成EXCEL或其他形式報表。同時數據可實時保存到網頁報表中,提供網頁遠程瀏覽各種數據。

  數據可以以各種圖形方式顯示,包括時間曆程曲線圖、X/Y坐標圖、模擬圖、直方圖等形式。

  具有數據越限報警功能,現場即時上傳報警信息時,主機會出現明顯的報警畫麵和報警信息,同時還可提供各種聲光報警等多媒體提示。

  實現對係統信息打印的功能,支持對圖形、報表、曲線、報警信息、各種統計計算結果等的打印。

  4 視頻監測係統

  水庫網絡視頻監控係統,是維護水庫安全生產運行以及防汛工作的重要保障,隨著現代通信技術與測試測量技術的發展,“數字水利”的時代已經到來。通過先進的網絡視頻監控係統可以實時直觀的觀測水庫的各種變化及涵閘的運行情況,為領導決策提供了直觀的圖像信息,同時改善了觀測、測量工作人員的工作環境,減少工作人員,真正做到無人值守、少人值班。


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