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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(jiān)測的要求越來越高，一旦潰壩失事，會對生命、財產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展等造成災(zāi)難性破壞，大壩安全關(guān)系著公共安全、經(jīng)濟(jì)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(jiān)測與水庫安全管理密不可分， 是監(jiān)視和掌握水庫大壩運行性態(tài)的重要非工程措施，是指導(dǎo)科學(xué)調(diào)度、安全運行的重要手段。

二、系統(tǒng)組成

根據(jù)水利規(guī)范和水利大壩滲壓滲流監(jiān)測的要求，結(jié)合我司多年研制氣象和水文監(jiān)測設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)水庫滲壓滲流監(jiān)測設(shè)備?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)無線通信網(wǎng)絡(luò)，組成完備的監(jiān)測“神經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸 系統(tǒng)層”，每個數(shù)據(jù)采集節(jié)點都是整個“神經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)層”的“神經(jīng)末梢”，實現(xiàn)各個監(jiān)測節(jié)點與數(shù)據(jù)中心 實時通信，“數(shù)據(jù)中心”作為整個神經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)層的“神經(jīng)中樞”負(fù)責(zé)調(diào)度各個節(jié)點之間實現(xiàn)相互“觸發(fā) 式”數(shù)據(jù)采集，保證數(shù)據(jù)采集實時性，達(dá)到“牽一發(fā)而動全身”的“區(qū)域聯(lián)動”監(jiān)測效果；規(guī)避了目前基于無線傳輸?shù)膶崟r在線監(jiān)測技術(shù)的傳輸距離近、設(shè)備功耗大、部署成本高、系統(tǒng)較復(fù)雜和大批量的SIM卡等上述缺陷， 具有搭建網(wǎng)絡(luò)靈活、部署成本低、商業(yè)化速度快等特點。

小型水庫雨水情測報和大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)主要由監(jiān)測點感知設(shè)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(jiān)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(shù)據(jù)的功能，自組織網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)終端具有采集和通信各要素的功能，水庫安全監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的云平臺具有監(jiān)測數(shù)據(jù)的智能分析和預(yù)警功能，實現(xiàn)了水庫運行狀態(tài)的感知和監(jiān)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(guān)部門制定防汛抗旱調(diào)度方案和應(yīng)急預(yù)案，實現(xiàn)水庫的信息化管理。可以把水庫大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)分為四層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、應(yīng)用層。

感知層：實時感應(yīng)水庫大壩監(jiān)測參數(shù)傳感器的狀態(tài)，如變形監(jiān)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(dá)物位計、拉線式位移計、土壓力計、表面應(yīng)變計、埋入式應(yīng)力計等前端感知設(shè)備；

網(wǎng)絡(luò)層：支持?jǐn)?shù)據(jù)通信，可上、下雙向通訊，支持無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)、短信、北斗、PSTN、超短波等通信方式。感應(yīng)設(shè)備M21F2可通過監(jiān)測預(yù)警平臺的通訊方式，上行發(fā)送至監(jiān)測控制中心平臺。

平臺層：整合各層設(shè)備和系統(tǒng)功能，通過信號的連接，下發(fā)平臺對前端感應(yīng)器的命令，上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲和分析，實時聯(lián)動前端各大監(jiān)控設(shè)備。

應(yīng)用層：監(jiān)測中心通過實時數(shù)據(jù)接收匯集管理及監(jiān)測預(yù)警平臺可以實現(xiàn)各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的共享，對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、分析、預(yù)警和管理。開啟信息發(fā)布途徑，實時展示信息數(shù)據(jù)和預(yù)警信息。

三、系統(tǒng)功能

數(shù)據(jù)實時監(jiān)測：實現(xiàn)在線監(jiān)測的地圖顯示、查看，包括監(jiān)測設(shè)備的快速查詢顯示、監(jiān)測數(shù)據(jù)展示、報警情況顯示及監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線圖的實時展示，通過系統(tǒng)主界面的顯示功能，可以查看設(shè)備的位置、運行狀態(tài)，掌握其水庫庫壩體浸潤線及壩體內(nèi)孔隙水壓力、庫內(nèi)水位、水庫出入入流量、降雨量、壩體位移的實時監(jiān)測。

及時報警：通過布設(shè)在壩體內(nèi)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(guān)數(shù)據(jù)。傳輸?shù)较嚓P(guān)軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)對整個壩體的全方位實時監(jiān)測。等數(shù)據(jù)超過告警上限時系統(tǒng)自動根據(jù)該預(yù)警數(shù)據(jù)發(fā)布不同級別的報警信息。可設(shè)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(dá)至相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和責(zé)任人。

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

 數(shù)據(jù)分析預(yù)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(shù)據(jù)等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合比較分析，推算出各類壩體運行數(shù)據(jù)的時間和空間的相關(guān)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(tǒng)開發(fā)，做到數(shù)據(jù)和圖形相融合、GIS與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，把科學(xué)計算的結(jié)果通過三維情景表現(xiàn)和動態(tài)的形式直觀表現(xiàn)。

操作便捷：具備LCD液晶顯示屏以及多功能輸入鍵盤，用于現(xiàn)場參數(shù)設(shè)置、人工置數(shù)、安裝調(diào)試、狀態(tài)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。

四、系統(tǒng)特點

★實時監(jiān)測：7*24小時無人值守在線實時監(jiān)測。

★超限預(yù)警：當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超出設(shè)定的閾值時，可通過抓拍、平臺軟件、短信通知等方式進(jìn)行預(yù)警。

★現(xiàn)場視頻確認(rèn)：必要時，可通過4G/5G無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程查看現(xiàn)場的實時監(jiān)控畫面。

★聯(lián)動控制：全方位一站式服務(wù)。具有從感知、采集、平臺、用戶管理等全流程的研發(fā)能力，具有多年完整的項目集成經(jīng)驗;

五、系統(tǒng)意義：

水庫雨水情測報及大壩安全監(jiān)測解決方案可以有效對水庫大壩進(jìn)行全天候?qū)崟r監(jiān)測，實時掌握水庫大壩水流情況，如有預(yù)警險情，第一時間采取應(yīng)對措施，同時可以利用水庫大壩大數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)對汛期水庫大壩（雨量計、水位計、滲壓計、量水堰、視頻）進(jìn)行預(yù)測，提前做好相關(guān)部署，對當(dāng)?shù)?/font>水庫大壩監(jiān)測防洪減災(zāi)工作的有序進(jìn)行具有重大的意義。