方案背景 

我國(guó)已擁有水庫(kù)大壩9.8萬(wàn)余座，其中95%以上為土石壩，95%以上是上個(gè)世紀(jì)80年代以前建設(shè)的老壩。雖然近10年來(lái)我國(guó)進(jìn)行了大規(guī)模的病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固，但水庫(kù)大壩數(shù)量多，土石壩多，出險(xiǎn)的幾率非常高。一但出險(xiǎn)，對(duì)下游群眾的人生安全、財(cái)產(chǎn)安全造成巨大威脅，因此，對(duì)水庫(kù)大壩安全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警意義重大。相關(guān)水利部門(mén)也多次下發(fā)加強(qiáng)水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)的條例。

 方案概述 

本水庫(kù)大壩安全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)整合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)和數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)技術(shù)，通過(guò)結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等傳感器對(duì)壩體、壩肩、壩區(qū)岸坡等多項(xiàng)安全數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)測(cè)量。在前端物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)做初步邊緣計(jì)算后，再把處理過(guò)的數(shù)據(jù)通過(guò)過(guò)4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆品?wù)器進(jìn)行計(jì)算分析。當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)超出設(shè)定的安全閾值時(shí)，可通過(guò)聯(lián)動(dòng)策略進(jìn)行預(yù)警和聯(lián)動(dòng)控制。整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可全自動(dòng)化完成，通過(guò)合理的計(jì)算和分析對(duì)大壩的安全運(yùn)營(yíng)管理進(jìn)行評(píng)估和預(yù)警，以確保大壩的安全。

水庫(kù)大壩監(jiān)測(cè)的必要性

大壩正常運(yùn)營(yíng)時(shí)可發(fā)揮巨大的效益，但萬(wàn)一失事，將給下游人民 生命財(cái)產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來(lái)巨大的風(fēng)險(xiǎn)，招致災(zāi)難性的后果。因此， 保證大壩安全是壩工建設(shè)和管理中的頭等大事。水庫(kù)大壩自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)可以有效的、正確的評(píng)估大壩的健康狀況，對(duì)于水庫(kù)能否正常運(yùn)營(yíng)起著關(guān)鍵性的作用。

 方案設(shè)計(jì)規(guī)范： 

大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)用化要求及驗(yàn)收規(guī)程（DL/T5272-2012）

土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（DL/T 5259-2010）

大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)通信規(guī)約（DL/T 324-2010）

大壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集裝置（DL/T 1134-2009）

水工建筑物強(qiáng)震動(dòng)安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（DL/T 5416-2009）

大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)驗(yàn)收規(guī)范（GB/T22385-2008）

《混凝土壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5178-2003）

 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 

水庫(kù)大壩安全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)主要由前端傳感器和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、中端云服務(wù)器、后端平臺(tái)軟件三大部分組成。前端傳感器將數(shù)據(jù)通過(guò)RS485信號(hào)傳輸給物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步邊緣計(jì)算后再通過(guò)4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸?shù)皆品?wù)器進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)。當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)超出設(shè)定的一級(jí)閾值時(shí)，通過(guò)視頻采集設(shè)備抓拍現(xiàn)場(chǎng)的照片推送到后端軟件，當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)超出設(shè)定的二級(jí)閾值時(shí)，可通過(guò)短信和電話(huà)的形式通知相關(guān)負(fù)責(zé)人，當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)超出設(shè)定的閾值時(shí)，可聯(lián)動(dòng)控制前端執(zhí)行設(shè)備，打開(kāi)或關(guān)閉對(duì)應(yīng)的閥門(mén)?？蛻?hù)可在后端軟件上查看每個(gè)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、抓拍照片、預(yù)警信息及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面，還可下載相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表及數(shù)據(jù)分析報(bào)告。

 方案優(yōu)勢(shì) 

?實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：7*24小時(shí)無(wú)人值守在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

?超限預(yù)警：當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超出設(shè)定的閾值時(shí)，可通過(guò)抓拍、平臺(tái)軟件、短信通知等方式進(jìn)行預(yù)警。

?現(xiàn)場(chǎng)視頻確認(rèn)：必要時(shí)，可通過(guò)4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程查看現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面。

?聯(lián)動(dòng)控制：當(dāng)檢測(cè)數(shù)據(jù)超出設(shè)定的3級(jí)閾值時(shí)，可通過(guò)繼電器觸發(fā)聯(lián)動(dòng)打開(kāi)/關(guān)閉相應(yīng)的閥門(mén)進(jìn)行水流量控制。

 主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及監(jiān)測(cè)點(diǎn)部署 

?壩體表面位移監(jiān)測(cè)：通過(guò)在原河床初、合攏斷、低質(zhì)條件復(fù)雜處等關(guān)鍵位置安裝位移傳感器；

?沉降監(jiān)測(cè)：在壩體上并行安裝一排精力水準(zhǔn)儀，安裝數(shù)量根據(jù)大壩整體長(zhǎng)度來(lái)定；

?內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)：在原河床、和壟斷、壩體結(jié)構(gòu)及施工薄弱處安裝導(dǎo)輪式固定測(cè)斜儀；

?應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)：用于觀測(cè)面板混凝土應(yīng)變，一組沿著順坡方向安裝，另一組水平方向安裝；

?土壓力監(jiān)測(cè)：觀測(cè)點(diǎn)需要和孔隙水壓力裝在同一斷面，布設(shè)3個(gè)高程進(jìn)行觀測(cè)；

?裂縫監(jiān)測(cè)：在壩體出現(xiàn)裂縫或有裂縫痕跡的位置安裝部署裂縫傳感器；

?傾斜監(jiān)測(cè)：在壩體上方安裝傾角傳感器，用于監(jiān)測(cè)壩體的傾斜角度；

?水位監(jiān)測(cè)：將水溫傳感器安裝在岸坡穩(wěn)固處這種水面相對(duì)平穩(wěn)的位置，

?浸潤(rùn)線(xiàn)監(jiān)測(cè)：孔隙水壓計(jì)安裝部署在大壩最高處、合攏段等結(jié)構(gòu)地形復(fù)雜的位置；

?降雨量監(jiān)測(cè)：降雨量傳感器安裝在大壩周邊相對(duì)空曠的位置，便于收集降雨；

?水流量監(jiān)測(cè)：水流量傳感器安裝在閥門(mén)出口處，用于進(jìn)行出水量的統(tǒng)計(jì)；

?視頻監(jiān)控：視頻監(jiān)控設(shè)備安裝在大壩高處、合攏段等地形復(fù)雜的關(guān)鍵位置，用于遠(yuǎn)程查看現(xiàn)場(chǎng)是實(shí)際情況；

 主要監(jiān)測(cè)儀器/傳感器/設(shè)備

傳感器：表面位移監(jiān)測(cè)傳感器、沉降監(jiān)測(cè)傳感器、固定測(cè)斜傳感器、應(yīng)變/應(yīng)力傳感器、內(nèi)埋式土壓力傳感器、孔隙水壓傳感器、水位計(jì)傳感器、水流量監(jiān)測(cè)傳感器、降雨量監(jiān)測(cè)傳感器

其它：工業(yè)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、抓拍監(jiān)控?cái)z像頭、4G流量卡、太陽(yáng)能供電設(shè)備、安銳物聯(lián)云平臺(tái)、安銳物聯(lián)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)軟件

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