大壩安全監(jiān)測(cè)解決方案

1、大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 解決方案解決方案 目錄目錄 第第 1 章章 概論概論.3 1.1 系統(tǒng)概覽.3 1.2 歷史回望.3 1.3 現(xiàn)狀分析.4 1.4 目標(biāo)闡述.4 第第 2 章章 總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì).6 2.1 設(shè)計(jì)原則及依據(jù).6 2.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu).7 2.3 信息流程.10 2.4 系統(tǒng)組成.11 2.5 系統(tǒng)功能.12 第第 3 章章 信息采集系統(tǒng)信息采集系統(tǒng).14 3.1 需求分析.14 3.2 技術(shù)解決方案.14 第第 4 章章 通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).20 4.1 測(cè)控單元和監(jiān)測(cè)中心之間的通信.20 4.2 監(jiān)測(cè)中心和監(jiān)測(cè)分中心之間的網(wǎng)絡(luò).25 第第 5 章章 軟

2、件系統(tǒng)軟件系統(tǒng).27 5.1 建設(shè)原則.27 5.2 技術(shù)解決方案.28 第第 1 1 章章 概論概論 1.11.1 系統(tǒng)概覽系統(tǒng)概覽 大壩作為特殊的建筑，其安全性質(zhì)與房屋等建筑物完全不同，大壩安全出 現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)引發(fā)大壩下游一定范圍的人員和財(cái)產(chǎn)、環(huán)境損失。在加強(qiáng)水利建 設(shè)的大環(huán)境下，提高水工建筑物的安全，特別是提高大壩安全監(jiān)測(cè)水平，保證 水庫(kù)大壩的安全，是關(guān)系到國(guó)家利益和社會(huì)穩(wěn)定的頭等大事。大壩安全監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)主要由觀測(cè)傳感器、遙測(cè)數(shù)據(jù)采集模塊、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理軟件 系統(tǒng)組成，通過(guò)計(jì)算機(jī)的工作，能夠?qū)崿F(xiàn)大壩觀測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、處理和分析 計(jì)算，對(duì)大壩的性態(tài)正常與否作出初步判斷和分級(jí)報(bào)警

3、為監(jiān)測(cè)對(duì)象提供早期安 全預(yù)警報(bào)告的自動(dòng)化系統(tǒng)。建立大壩安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以縮短數(shù)據(jù)采集周 期，提高大壩觀測(cè)的工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；并能充分利用水庫(kù)調(diào)蓄能力， 使其在防洪和供水兩方面發(fā)揮最大的效益，同時(shí)可提高水庫(kù)管理水平，及時(shí)發(fā) 現(xiàn)大壩隱患，為水庫(kù)的安全運(yùn)行提供有力的保障。 1.21.2 歷史回望歷史回望 大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在西方發(fā)達(dá)國(guó)家已有 30 多年的歷史。如法國(guó)要求對(duì)高于 20 的大壩和庫(kù)容超過(guò) 1500 萬(wàn)的水庫(kù)，均需設(shè)置報(bào)警系統(tǒng)，并提出垮壩后 庫(kù)水的淹沒(méi)范圍、沖擊波到達(dá)時(shí)間、淹沒(méi)持續(xù)時(shí)間和相應(yīng)的居民疏散計(jì)劃等。 而葡萄牙大壩安全條例（1990）也要求大壩業(yè)主提交有關(guān)潰壩所引起洪水波傳

4、 播的研究報(bào)告，編制下游預(yù)警系統(tǒng)、應(yīng)急計(jì)劃和疏散計(jì)劃。美國(guó)的聯(lián)邦大壩 安全導(dǎo)則和加拿大的大壩安全導(dǎo)則都強(qiáng)調(diào)要求采取險(xiǎn)情預(yù)計(jì)、報(bào)警系統(tǒng)、 撤退計(jì)劃等應(yīng)急措施，以便萬(wàn)一發(fā)生不測(cè)時(shí)，將損失減少到最小程度。1976 年 美國(guó) 92.96 高的堤堂壩（）失事前，大壩管理機(jī)構(gòu)根據(jù)大壩安全 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的事故的發(fā)展?fàn)顩r及時(shí)通過(guò)下游的行政司法當(dāng)局向可能被淹的 群眾發(fā)出警報(bào)，有組織地進(jìn)行人員疏散，盡管大壩失事后堤堂河和斯內(nèi)克河下 游 130km，約 780 km2的地區(qū)遭洪水肆虐，造成 25000 人無(wú)家可歸、損失牲畜 約萬(wàn)頭的巨大物質(zhì)損失，但人員死亡只有 11 人，初步體現(xiàn)了大壩安全監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)的重要意義。

5、1.31.3 現(xiàn)狀分析現(xiàn)狀分析 中國(guó)已建成近 8.5 萬(wàn)座水庫(kù)，數(shù)量居世界首位。但是，由于歷史原因，這 些水庫(kù)大部分防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低，且大都存在不同程度的質(zhì)量問(wèn)題。一些水庫(kù)大壩 的病險(xiǎn)情況較為嚴(yán)重，影響了水庫(kù)綜合效益的發(fā)揮，也嚴(yán)重威脅著人民生命財(cái) 產(chǎn)安全。為了確保水庫(kù)大壩的安全運(yùn)行，充分發(fā)揮水利工程的預(yù)期效益，對(duì)水 庫(kù)大壩實(shí)施安全監(jiān)測(cè)和科學(xué)管理，已成為中國(guó)各級(jí)水行政主管部門所面臨的一 個(gè)迫切需要解決的重大問(wèn)題。 大壩監(jiān)測(cè)自動(dòng)化經(jīng)歷了從單臺(tái)儀器遙測(cè)、專用測(cè)量裝置、集中式數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)到分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程，其發(fā)展與基于儀器設(shè)備的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的 發(fā)展和進(jìn)步密切相關(guān)，而監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展是以所有監(jiān)測(cè)元件

6、的迅猛發(fā)展為標(biāo)志 的，包括從相關(guān)的傳感器、測(cè)量?jī)x器到轉(zhuǎn)換、處理、存儲(chǔ)、打印和分析設(shè)備的 發(fā)展。 目前，全國(guó)的大部分的水庫(kù)大壩監(jiān)測(cè)報(bào)手段落后，測(cè)驗(yàn)設(shè)施設(shè)備老化，信 息的采集精度低，甚至很多水庫(kù)沒(méi)有對(duì)大壩的監(jiān)測(cè)手段。大壩帶病運(yùn)行，一旦 遇大洪水來(lái)臨嚴(yán)重威脅大壩及下游人員和財(cái)產(chǎn)安全。因此，迫切需要建設(shè)一套 自動(dòng)化程度高、有先進(jìn)的大壩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以提高防洪減災(zāi)能力，保障人民生命 財(cái)產(chǎn)的安全。 1.41.4 目標(biāo)闡述目標(biāo)闡述 大壩安全監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，并且具有涉及信息量大、覆蓋 的知識(shí)面廣等特點(diǎn)。眾所周知，大壩安全監(jiān)測(cè)儀器是人們了解大壩運(yùn)行狀態(tài)的 耳目，它要能夠在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠的檢測(cè)出

7、大壩微小的物理量變化， 所以在某些方面（如在測(cè)量精度、長(zhǎng)期穩(wěn)定性方面）與其它工業(yè)監(jiān)測(cè)行業(yè)相比， 其要求更高、難度更大。從外部觀測(cè)的靜力水準(zhǔn)、正倒錘、激光準(zhǔn)直到內(nèi)部觀 測(cè)的滲壓計(jì)、沉降計(jì)、測(cè)斜儀、土體應(yīng)變計(jì)、土壓計(jì)，其自動(dòng)化遙測(cè)都是建立 在高可靠性的傳感器的基礎(chǔ)上。近年來(lái)，隨著大型水壩建筑的增多和高科技的 應(yīng)用，大壩安全監(jiān)測(cè)正向一體化、自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。 大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)的總的目的是以國(guó)家對(duì)大壩安全監(jiān)測(cè)工程建設(shè)的標(biāo) 準(zhǔn)和要求為依據(jù)，以實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)信息并傳輸?shù)酱髩伟踩O(jiān)測(cè)中心進(jìn)行分析、 處理為目的，將現(xiàn)代化工業(yè)自動(dòng)化控制、現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù) 據(jù)庫(kù)技術(shù)、地理信息技術(shù)

8、和信息分析預(yù)測(cè)技術(shù)與大壩安全監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)需求緊密結(jié) 合，建成一個(gè)先進(jìn)實(shí)用、高效可靠、自動(dòng)化程度高的大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，達(dá)到 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化、傳輸網(wǎng)絡(luò)化、處理標(biāo)準(zhǔn)化、分析科學(xué)化，有效地提高水 情信息采集、傳輸、處理、分析、預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性、可靠性，更好地為各級(jí)大壩 管理部門的決策和指揮搶險(xiǎn)救災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。 第第 2 2 章章 總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì) 2.12.1 設(shè)計(jì)原則及依據(jù)設(shè)計(jì)原則及依據(jù) 2.1.12.1.1 設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則 1.1. 實(shí)用性實(shí)用性 適應(yīng)施工期、蓄水期、運(yùn)行期及已建工程更新改造的不同需要，便于維護(hù) 和擴(kuò)充，每次擴(kuò)充時(shí)不影響已建系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并能針對(duì)工程的實(shí)際情況兼 容各類傳感器。能

9、在溫度3060、濕度 95以上及規(guī)定水壓條件下正常 工作，能防雷和抗電磁干擾，系統(tǒng)中各測(cè)值宜變換為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字量輸出。操作簡(jiǎn) 單，安裝、埋設(shè)方便，易于維護(hù)。 2.2. 準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性 對(duì)于大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)而言，信息的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到?jīng)Q策的成敗。因此 該系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、傳輸、處理等工作環(huán)節(jié)的設(shè)備選型和技術(shù)處理上 要充分考慮誤差控制和誤差處理，確保提高系統(tǒng)整體的準(zhǔn)確性。 3.3. 可靠性可靠性 為保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，觀測(cè)數(shù)據(jù)具有可靠的精度和準(zhǔn)確度。系統(tǒng)設(shè)備 能自檢自校及顯示故障診斷結(jié)果并具有斷電保護(hù)功能，同時(shí)具有獨(dú)立于自動(dòng)監(jiān) 測(cè)量?jī)x器的人工觀測(cè)接口。 4.4. 先進(jìn)性先進(jìn)性 力求高起點(diǎn)，既滿足

10、現(xiàn)實(shí)需求，又適應(yīng)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的需要，確保系統(tǒng)所采用 的技術(shù)與當(dāng)前技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)保持一致，并便于系統(tǒng)的擴(kuò)展、升級(jí)和優(yōu)化。 5.5. 開(kāi)放性開(kāi)放性 堅(jiān)持統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，按開(kāi)放式系統(tǒng)的要求 選擇設(shè)備，組建系統(tǒng)，以利于調(diào)整和擴(kuò)展，便于信息的共享。 6.6. 經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)性原則，在功能和采集范圍上可多可少，可大可小， 以滿足不同投資規(guī)模和不同建設(shè)規(guī)模的需要，在追加投資后系統(tǒng)能方便的擴(kuò)充 功能和擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍。系統(tǒng)采用為分布式結(jié)構(gòu)，設(shè)備間連線簡(jiǎn)單，施工費(fèi)用極 低。整體優(yōu)化設(shè)計(jì)，強(qiáng)化軟件，簡(jiǎn)化硬件，降低了設(shè)備造價(jià)。 2.1.22.1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù) 混凝土大壩安全

11、監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（dl/t5178-2003）； 土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（sl/60-94）； 水利水電工程測(cè)量規(guī)范（dlj202-81）； 水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范（sl52-93）； 國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范（gb50026-93）； 國(guó)家水電工程測(cè)量規(guī)范（dlj202-81）； 水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)（gbj138-90）； 水工建筑物巖石基礎(chǔ)開(kāi)挖工程施工技術(shù)規(guī)范（sl 47）； 砌體工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（gb 50203）； 水利水電工程鉆探規(guī)程（dl 5013）； 大壩安全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備基本技術(shù)條件（sl268-2001）； 土石壩安全監(jiān)測(cè)資料整編規(guī)程（sl169-96）； 混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范（

12、sl282-2003）。 2.22.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 根據(jù)業(yè)務(wù)需求的分析，確定系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)由采集層、通信層、網(wǎng)絡(luò)層、 數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層 5 部分組成。系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。 綜合數(shù)據(jù)庫(kù) 變形 監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù) 庫(kù)管 理系 統(tǒng) 資料 整編 系統(tǒng) 信息 采集 處理 系統(tǒng) 采集層 應(yīng)用層 滲流 監(jiān)測(cè) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層 通通信信層層 應(yīng)力、應(yīng)變及溫度或 壓力（應(yīng)力）監(jiān)測(cè) 環(huán)境量或水 文、氣象監(jiān)測(cè) 統(tǒng)計(jì) 分析 預(yù)警 系統(tǒng) web 查詢 系統(tǒng) 圖圖 1 1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖 2.2.12.2.1 采集層采集層 采集層是信息來(lái)源的基礎(chǔ)，通過(guò)不同的監(jiān)測(cè)方法和技術(shù)來(lái)完成，主要監(jiān)測(cè) 項(xiàng)目為:

13、1.1. 變形監(jiān)測(cè)變形監(jiān)測(cè) 變形監(jiān)測(cè)包括水平位移（橫向和縱向） 、垂直位移（豎向位移）壩體及壩基 傾斜、表面接縫和裂縫監(jiān)測(cè)。對(duì)于土石壩除設(shè)有上述變形（稱之為表面變形） 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目外，還設(shè)有內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)。內(nèi)部變形包括分層豎向位移、分層水平位 移、界面位移及深層應(yīng)變觀測(cè)。對(duì)于混凝土面板壩還有混凝土面板變形監(jiān)測(cè)， 具體包括表面位移、撓度、應(yīng)變及接縫開(kāi)度監(jiān)測(cè)。另外岸坡及基巖表面和深層 位移監(jiān)測(cè)也屬變形監(jiān)測(cè)。 2.2. 滲流監(jiān)測(cè)滲流監(jiān)測(cè) 混凝土壩滲流監(jiān)測(cè)包括壩基和壩體揚(yáng)壓力、壩基和壩體滲漏量、繞壩滲流 和地下水位監(jiān)測(cè)。 土石壩滲流監(jiān)測(cè)包括壩體滲流壓力、壩基滲流壓力、繞壩滲流、滲流量監(jiān) 測(cè)。 3.3. 應(yīng)力

14、、應(yīng)變及溫度監(jiān)測(cè)或壓力（應(yīng)力）監(jiān)測(cè)應(yīng)力、應(yīng)變及溫度監(jiān)測(cè)或壓力（應(yīng)力）監(jiān)測(cè) 混凝土壩的應(yīng)力、應(yīng)變及溫度監(jiān)測(cè)包括混土的應(yīng)力和應(yīng)變、無(wú)應(yīng)力、鋼筋 應(yīng)力、鋼板應(yīng)力、壩體和壩基溫度、接縫和裂縫開(kāi)度監(jiān)測(cè)。 土石壩的壓力（應(yīng)力）監(jiān)測(cè)包括孔隙水壓力、土壓力、接觸土壓力、混凝 土面板應(yīng)力監(jiān)測(cè)。 4.4. 環(huán)境量監(jiān)測(cè)或水文、氣象監(jiān)測(cè)環(huán)境量監(jiān)測(cè)或水文、氣象監(jiān)測(cè) 大壩所在位置的環(huán)境對(duì)大壩和壩基工作性態(tài)有重大影響，需予以監(jiān)測(cè)。監(jiān) 測(cè)項(xiàng)目有大壩上下游水位、水溫、氣溫、庫(kù)區(qū)雨量等。 以上四大類監(jiān)測(cè)項(xiàng)目涉及幾十種物理量的監(jiān)測(cè)，每一種物理量監(jiān)測(cè)都需要 在設(shè)計(jì)時(shí)布置必要的測(cè)點(diǎn)、選擇適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)儀器。 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的選擇和測(cè)點(diǎn)的設(shè)計(jì)布置

15、在兩部規(guī)范中按照工程等級(jí)、建筑物等 級(jí)、壩型、壩基和基巖地質(zhì)條件以及大壩設(shè)計(jì)施工的特點(diǎn)作了規(guī)定。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 和測(cè)點(diǎn)布置既不能太多，也不太少，力求保持在合理水平，可參照前面述敘的 國(guó)際上的相應(yīng)指標(biāo)，即監(jiān)測(cè)設(shè)施和實(shí)施費(fèi)用相當(dāng)于工程總造價(jià)的 1%來(lái)確定。大 中型工程或大壩安全特別重要的小型工程均應(yīng)考慮到現(xiàn)代化管理的需要，即實(shí) 現(xiàn)主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的自動(dòng)化。 2.2.22.2.2 通信層通信層 通信層是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸交流的基礎(chǔ)，是數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)。系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù) 據(jù)可以通過(guò)有線數(shù)據(jù)通信（現(xiàn)場(chǎng)總線）或無(wú)線數(shù)據(jù)通信的方式傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心， 其中有線數(shù)據(jù)通信最遠(yuǎn)距離可以達(dá)到十幾公里，無(wú)線數(shù)據(jù)通信距離可以達(dá)到數(shù) 十公里。

16、在采用有線數(shù)據(jù)通信子網(wǎng)和無(wú)線數(shù)據(jù)通信混合結(jié)構(gòu)時(shí)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸 具有路由自動(dòng)判斷機(jī)制，可以提高數(shù)據(jù)傳輸可靠性。 2.2.32.2.3 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層主要指是監(jiān)測(cè)中心或者分中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，主要是為應(yīng)用軟件系 統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)環(huán)境，是日常行政辦公、內(nèi)部信息交流、信息共享的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。 2.2.42.2.4 數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)層 數(shù)據(jù)層是整個(gè)業(yè)務(wù)綜合數(shù)據(jù)的平臺(tái)，是業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，由 多個(gè)相對(duì)獨(dú)立又互有關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù)組成，該數(shù)據(jù)層主要是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)部分。主 要包括基本數(shù)據(jù)庫(kù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、空間地理數(shù)據(jù)庫(kù) 等。 2.2.52.2.5 應(yīng)用層應(yīng)用層 應(yīng)用層是以大壩安全監(jiān)測(cè)管理軟件為核

17、心，主要進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的接收、檢 測(cè)、計(jì)算處理、存儲(chǔ)、分析、安全評(píng)價(jià)預(yù)警、統(tǒng)計(jì)、整編、查詢等過(guò)程。大壩 安全監(jiān)測(cè)管理軟件包括信息采集處理系統(tǒng)、資料整編系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)分析預(yù)警系統(tǒng)、 web 查詢系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。 2.32.3 信息流程信息流程 該系統(tǒng)的總體信息流程如圖 2 所示。 監(jiān)測(cè)信息 通信系統(tǒng) 傳輸 綜合數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù) 庫(kù)管 理系 統(tǒng) 資料 整編 系統(tǒng) 信息 采集 處理 系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 統(tǒng)計(jì) 分析 預(yù)警 系統(tǒng) web 查詢 系統(tǒng) 傳輸 監(jiān)測(cè)中心 綜合數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù) 庫(kù)管 理系 統(tǒng) 資料 整編 系統(tǒng) 信息 采集 處理 系統(tǒng) 統(tǒng)計(jì) 分析 預(yù)警 系統(tǒng) web 查詢 系統(tǒng) 監(jiān)測(cè)分中心 綜合數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)

18、據(jù) 庫(kù)管 理系 統(tǒng) 資料 整編 系統(tǒng) 信息 采集 處理 系統(tǒng) 統(tǒng)計(jì) 分析 預(yù)警 系統(tǒng) web 查詢 系統(tǒng) 監(jiān)測(cè)分中心 圖圖 2 2 系統(tǒng)信息流程圖系統(tǒng)信息流程圖 主要的信息流程包括信息采集、信息存儲(chǔ)、信息查詢、信息統(tǒng)計(jì)分析預(yù)警、 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、信息展示。 信息采集：主要對(duì)所有接入系統(tǒng)中的各類監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行一定方式的自動(dòng)化 測(cè)量，采集所測(cè)數(shù)據(jù)，并傳送到中央控制裝置集中儲(chǔ)存或處理。 信息存儲(chǔ)：主要通過(guò)信息采集系統(tǒng)對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼、校驗(yàn)、入庫(kù)、 存儲(chǔ)。 信息查詢：主要對(duì)入庫(kù)的自動(dòng)化測(cè)量數(shù)據(jù)根據(jù)任意時(shí)段和各點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行 查詢。 信息統(tǒng)計(jì)分析預(yù)警：主要對(duì)根據(jù)采集值和時(shí)間為軸，顯示信號(hào)的時(shí)間變化 過(guò)程

19、，時(shí)間軸可以定義，如秒、分、小時(shí)、天；數(shù)據(jù)庫(kù)可以隨時(shí)調(diào)出查看、編 輯、另行存儲(chǔ)。對(duì)大壩監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行離線分析處理、為大壩安全評(píng)判和運(yùn)行管 理提供監(jiān)控模型、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)圖表。如自動(dòng)采集的孔隙水壓力過(guò)程線的顯示頁(yè)面 形式等等。 數(shù)據(jù)庫(kù)管理：主要對(duì)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)貯、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢/修改、人工 插補(bǔ)等。 信息展示：主要對(duì)客戶提供報(bào)表顯示、圖形形式、電子地圖顯示、報(bào)警、 視頻圖像等方式展示。 2.42.4 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由信息采集系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系 統(tǒng)、應(yīng)用軟件系統(tǒng)，包括自動(dòng)采集或人工觀測(cè)埋入壩體或安裝的傳感器 (大壩 的變形、滲流、應(yīng)力應(yīng)變、溫度、降雨、水位、氣溫

20、和地震等)等、測(cè)控單元 （mcu）上位機(jī)、監(jiān)測(cè)中心、監(jiān)測(cè)分中心組成，系統(tǒng)組成如圖 3 所示。系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 采用分布式體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集工作分散到靠近較多傳感器的測(cè)控單元來(lái)完成， 然后將所測(cè)數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)。系統(tǒng)每個(gè)觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控單元都是多功能智能型 儀器，能對(duì)各種類型的傳感器進(jìn)行控制測(cè)量。 通信系統(tǒng) 上上位位機(jī)機(jī) mcu mcu mcu 網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層層 通通信信層層 采采集集層層 mcumcu 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)庫(kù)服服務(wù)務(wù)器器監(jiān)監(jiān)測(cè)測(cè)工工作作站站 監(jiān)控中心 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)庫(kù)服服務(wù)務(wù)器器 監(jiān)監(jiān)測(cè)測(cè)工工作作站站 監(jiān)控分中心 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)庫(kù)服服務(wù)務(wù)器器 監(jiān)監(jiān)測(cè)測(cè)工工作作站站 監(jiān)控分

21、中心 靜靜 力力 水水 準(zhǔn)準(zhǔn) 儀儀 引 張 線 式 水 平 位 移 計(jì) 垂垂 線線 座座 標(biāo)標(biāo) 儀儀 電電 容容 式式 位位 移移 計(jì)計(jì) 滲 壓 計(jì) 滲 壓 計(jì) 電電 容容 式式 位位 移移 計(jì)計(jì) 滲 壓 計(jì) 滲 壓 計(jì) 電電 容容 式式 位位 移移 計(jì)計(jì) 滲 壓 計(jì) 光 變 形 微 壓 差 監(jiān) 測(cè) 儀 圖圖 3 3 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖 2.52.5 系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能 1.1. 傳感器傳感器 感應(yīng)大壩變形、滲流、壓力（應(yīng)力）、應(yīng)變、溫度、環(huán)境量、水文、氣象 等各種物理量，將模擬量、數(shù)字量、脈沖量、狀態(tài)量等信號(hào)輸入到測(cè)控單元。 傳感器種類可分為：電阻式、電感式、電容式、振弦式、光纖式、

22、調(diào)頻式、壓 阻式、變壓器式、電位式等。 2.2. 測(cè)控單元測(cè)控單元 根據(jù)確定的觀測(cè)參數(shù)、計(jì)劃和順序進(jìn)行實(shí)際測(cè)量、計(jì)算和存儲(chǔ)，并有自檢、 自動(dòng)診斷功能和人工觀測(cè)接口。 根據(jù)確定的記錄條件，將觀測(cè)結(jié)果及出錯(cuò)信息與指定的監(jiān)測(cè)中心或其他測(cè) 控單元進(jìn)行通信。能選配不同的測(cè)量模塊或板卡，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種類型傳感器的 信號(hào)采集。 檢測(cè)指點(diǎn)的報(bào)警條件，一旦報(bào)警狀態(tài)或條件改變則通知指定的監(jiān)測(cè)中心。 將所有觀測(cè)結(jié)果保存在存儲(chǔ)單元中，直到這些數(shù)據(jù)被監(jiān)測(cè)中心準(zhǔn)確接收完。 管理電能消耗，在斷電、過(guò)電流引起重啟動(dòng)或正常關(guān)機(jī)時(shí)保留所有配置設(shè) 定的信息。并具有防雷、抗干擾、防塵、防腐，適用于惡劣溫濕環(huán)境。 采集系統(tǒng)的運(yùn)行方式有應(yīng)

23、答式和自報(bào)式兩種，必要時(shí)也可采用任意控制。 3.3. 通信系統(tǒng)通信系統(tǒng) 通信系統(tǒng)根據(jù)站點(diǎn)情況采用有線或無(wú)線方式。且可以采用兩種通信方式互 為備用信道，建立一套雙信道互為備份的通信系統(tǒng)。 4.4. 業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng) 業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)主要為大壩安全管理軟件系統(tǒng)；可以在監(jiān)測(cè)中心、分中心進(jìn) 行數(shù)據(jù)接收、處理、存貯、分析、預(yù)警等功能。 對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行容錯(cuò)校驗(yàn)、數(shù)據(jù)可靠性和準(zhǔn)確度檢查及數(shù)學(xué)模型檢查， 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、刪除、插入、記錄、顯示、換算、打印、查詢及儀器位置、參數(shù)工 作狀態(tài)的顯示，建立、標(biāo)定安全監(jiān)控?cái)?shù)學(xué)模型、并進(jìn)行影響因素分解及綜合性 的分析、預(yù)報(bào)報(bào)警及安全性評(píng)價(jià)，以滿足對(duì)大壩安全監(jiān)測(cè)的需要。 綜

24、合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：可以對(duì)水文信息建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，規(guī) 范數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可以有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，數(shù)據(jù)分析，為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供可靠 基礎(chǔ)。也可以對(duì)其它相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入提供接口。 第第 3 3 章章 信息采集系統(tǒng)信息采集系統(tǒng) 3.13.1 需求分析需求分析 信息采集系統(tǒng)的主要任務(wù)是監(jiān)測(cè)大壩變形、滲流、壓力（應(yīng)力）、應(yīng)變、 溫度、環(huán)境量、水文、氣象等要素自然變化情況，它是一項(xiàng)基礎(chǔ)和前期工作， 是大壩安全監(jiān)測(cè)的耳目和參謀，是各大壩管理部門做出正確判斷，發(fā)布正確指 令的理論依據(jù)。其質(zhì)量和精度將直接影響大壩安全監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性，影響決策的科 學(xué)性。加強(qiáng)信息采集系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，強(qiáng)化信息采集工作，提高觀測(cè)

25、自動(dòng) 化程度成為當(dāng)務(wù)之急。 水情信息采集系統(tǒng)需要完成以下任務(wù)： 實(shí)現(xiàn)大壩變形、滲流、壓力（應(yīng)力）、應(yīng)變、溫度、環(huán)境量、水文、 氣象等觀測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、存儲(chǔ)，并滿足實(shí)時(shí)自動(dòng)傳輸?shù)囊蟆?采用實(shí)用的觀測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)流觀測(cè)量數(shù)據(jù)信息的人工及自動(dòng)觀測(cè)相結(jié) 合，實(shí)現(xiàn)人工采集及輸入及自動(dòng)計(jì)算和實(shí)時(shí)自動(dòng)傳輸。 采集設(shè)備采用先進(jìn)技術(shù)，使觀測(cè)信息標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到部頒建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。 3.23.2 技術(shù)解決方案技術(shù)解決方案 信息采集系統(tǒng)主要是由測(cè)控單元（mcu）、監(jiān)測(cè)儀器組成。測(cè)控單元是分布 式系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，是一種智能化、模塊化的多功能裝置，體積小巧，結(jié)構(gòu)緊 湊，具有控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、防潮、防雷、抗干擾等各種功能，可安裝

26、在 監(jiān)測(cè)儀器附近，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)儀器的自動(dòng)巡測(cè)和選測(cè)。系統(tǒng)中的測(cè)控裝置由通訊總 線連接到中央控制裝置或微機(jī)，組成數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。中央控制裝置或微機(jī)對(duì)網(wǎng) 絡(luò)進(jìn)行控制，可用不同的運(yùn)行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化。 1.1. 測(cè)控單元測(cè)控單元 測(cè)控單元系統(tǒng)組成如圖 4 所示。 電源控 制單元 通信接 口單元 控制 單元 太陽(yáng)能電源 交流電源 485總線及供電 數(shù)據(jù) 處理 單元 其它智 能模塊 顯示 單元 人工 設(shè)置 單元 監(jiān)測(cè)模塊 人機(jī) 接口 模塊 手手操操器器p pd da a 現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)取取 端端終終端端 變形、滲流、 變形、滲流、壓力（應(yīng)力）、應(yīng) 變、溫度、環(huán)境量、水文、氣象 等傳感器監(jiān)測(cè)儀 數(shù)據(jù) 存儲(chǔ) 單

27、元 圖圖 4 4 測(cè)控單元系統(tǒng)組成圖測(cè)控單元系統(tǒng)組成圖 測(cè)控單元 的主要技術(shù)指標(biāo)如下 時(shí)基精度：0.01%，分辯率：0.001us； 溫度精度：0.5，分辯率：0.1； 測(cè)量時(shí)間：23s/point； 通信接口：eia-rs485，eia-rs232，can bus； 存儲(chǔ)容量：128kb； 工作電源：12vdc； 充電電源：220vac/50hz； 功耗：掉電：200ua，休眠：10ma，待機(jī)：20ma，測(cè)量300ma； 工作溫度：25+60； 儲(chǔ)藏溫度：45+70。 測(cè)控單元的主要主要優(yōu)點(diǎn) 功能強(qiáng)：測(cè)量控制單元（以下簡(jiǎn)稱 mcu）可支持多達(dá) 80 個(gè)通道空間，多種 供電方式、多種通信方式可

28、供選擇，靈活的傳感器接入方式，模塊化的結(jié)構(gòu)， 先進(jìn)的參數(shù)設(shè)置能力，容易安裝調(diào)試。 可靠性高、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好：mcu 可以長(zhǎng)期在無(wú)人值守的情況下可靠工作， 按照設(shè)定的工作方式，源源不斷的將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。 容易構(gòu)建系統(tǒng)：系統(tǒng)組網(wǎng)方便，提供了多種通信方式，有 rs232、rs485、 直接電纜連接和無(wú)線通信。測(cè)控單元的布置不受環(huán)境限制，系統(tǒng)規(guī)?？纱罂尚?。 同一接口模塊一般都可以接不同類型的儀器，而且開(kāi)發(fā)了功能集于一體的測(cè)量 模塊，這為系統(tǒng)中測(cè)量少量的但不可缺少的參數(shù)提供了方便，可以減少系統(tǒng)的 投資費(fèi)用。 通道配置能力強(qiáng)：接口模塊中的同一個(gè)通道，既可以配置為測(cè)量振弦式儀 器，又可以

29、配置為測(cè)量電阻、電壓、電流、頻率、carlson 類型的傳感器，其 中 asm 模塊的第十個(gè)通道還可以配置為脈沖類型的儀器，使儀器的配置提供了 極為方便，不會(huì)造成資源的浪費(fèi)，可以減少系統(tǒng)的投資。 智能化：系統(tǒng)是一個(gè)通用監(jiān)控系統(tǒng)，可以根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，不同的監(jiān) 測(cè)要求，可以方便的在控制面板或監(jiān)控計(jì)算機(jī)上進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、修改等各種要 求，系統(tǒng)能自主穩(wěn)定的進(jìn)行工作，而不必要針對(duì)具體系統(tǒng)改動(dòng) mcu 內(nèi)部監(jiān)控軟 件。對(duì)采集儀器的配置數(shù)據(jù)，直接下載到 mcu 中去，而不是存儲(chǔ)在監(jiān)控主機(jī)上。 分布式的智能節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)：每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有智能性，mcu 能夠獨(dú)立工 作，也能夠在多節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中工作，可以脫離

30、網(wǎng)絡(luò)而自主運(yùn)行，進(jìn)行測(cè)量、 控制、數(shù)據(jù)處理和通信。 具有較好的適應(yīng)性和兼容性：可以應(yīng)用在水利工程各個(gè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)； 網(wǎng)絡(luò)通信可以采用多種傳輸介質(zhì)；能與國(guó)際上著名的土工、大壩和環(huán)境監(jiān)測(cè)儀 器供應(yīng)商生產(chǎn)的傳感器接口，可直接接入振弦式、差動(dòng)電阻型、電流型、熱電 偶、脈沖型和數(shù)值型傳感器；部件標(biāo)準(zhǔn)化，具有互換性。 易于安裝調(diào)試和維護(hù)：機(jī)箱內(nèi)帶有鍵盤和顯示，可以在現(xiàn)場(chǎng)直接配置，調(diào) 試，顯示內(nèi)部信息；各個(gè)終端有信號(hào)燈指示可作為運(yùn)行診斷，機(jī)箱可迅速打開(kāi)， 檢查各個(gè)開(kāi)關(guān)接線插頭等部件。 防雷性能強(qiáng)：系統(tǒng)的電源入口、通信入口和傳感器入口都有很好的防雷措 施，可以保證系統(tǒng)能可靠的工作。 2.2. 變形監(jiān)測(cè)變形監(jiān)

31、測(cè) 變形監(jiān)測(cè)包括水平位移、豎向位移、撓度、傾斜及接縫和裂縫監(jiān)測(cè)，對(duì)于 土石壩根據(jù)測(cè)點(diǎn)布置在壩面或是壩體內(nèi)部分表面變形及內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)。 人工監(jiān)測(cè)：水平位移監(jiān)測(cè)方法有視準(zhǔn)線（針對(duì)直線性壩）、三角網(wǎng)前方交 會(huì)法等，采用經(jīng)緯儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)；垂直位移監(jiān)測(cè)一般采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)；土石 壩內(nèi)部變形可用水管式沉降儀、引張線式水平位移計(jì)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)；裂縫及接縫 監(jiān)測(cè)一般采用于測(cè)縫計(jì)（測(cè)縫標(biāo)點(diǎn)）監(jiān)測(cè)。 隨著科技的發(fā)展，變形監(jiān)測(cè)已逐步采用自動(dòng)化，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的有垂 線、引張線、靜力水準(zhǔn)、真空激光準(zhǔn)直、ts 移計(jì)差阻式（振弦式）測(cè)縫計(jì)等方 法。 其中引張線主要布置在直線性壩上（或廊道內(nèi)）用于實(shí)現(xiàn)壩頂或壩基水平 位移監(jiān)測(cè)

32、，目前一種采用自動(dòng)加水裝置的雙向引張線也正在試驗(yàn)中，引張線法 觀測(cè)水平位移監(jiān)測(cè)自動(dòng)化必須首先保證引張線安裝，滿足規(guī)范要求，即線體張 力和自由度必須得到保證，為此安裝時(shí)應(yīng)進(jìn)行精度和復(fù)位試驗(yàn)，其次就是選擇 實(shí)用可靠的引張線儀。 垂線法是實(shí)現(xiàn)壩體水平位移及撓度監(jiān)測(cè)自動(dòng)化的較好方法，垂線有正倒垂 之分，其測(cè)點(diǎn)的測(cè)值都是相對(duì)錨固點(diǎn)（或是懸掛點(diǎn)）的相對(duì)值，在垂線設(shè)計(jì)時(shí) 首先要使垂線滿足規(guī)范要求，同時(shí)要選擇量好的監(jiān)測(cè)儀器，同時(shí)要注意如下幾 點(diǎn)： 選用人工觀測(cè)設(shè)備時(shí)應(yīng)盡量選擇簡(jiǎn)單可靠、最好是固定安裝在測(cè)點(diǎn)上的設(shè) 備，這種設(shè)備免去了每次安裝對(duì)中的誤差，也不易產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。如梅山大壩 在垂線測(cè)點(diǎn)的 x，y 方向各

33、安裝了一臺(tái)固定式坐標(biāo)讀數(shù)儀，其測(cè)量精度可達(dá) 0.2mm 以上；讀數(shù)盤瞄準(zhǔn)器也是一種固定式測(cè)量裝置，可以達(dá)到 0.25mm 以上的 精度；陳村及紀(jì)村大壩由于采取了相似類型的儀器，加上管理得力，從而使垂 線測(cè)值的準(zhǔn)確度有了保證。采用攜帶式光學(xué)垂線坐標(biāo)儀時(shí)，必須要確保儀器定 期檢驗(yàn)和校準(zhǔn)，以確保在整個(gè)測(cè)量期間其精度不變，并在每次安裝施測(cè)時(shí)嚴(yán)格 按規(guī)程操作。 采用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)精度通常都高于人工監(jiān)測(cè)，目前各類遙測(cè)垂線坐標(biāo)儀的精 度均在 0.15mm 以上。但為了確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不致漏失，以及必要時(shí)進(jìn)行校測(cè)，通 常與自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備并行布置一套人工觀測(cè)設(shè)備。 裂縫及接縫監(jiān)測(cè)主要采用差阻式測(cè)縫計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，由于國(guó)內(nèi)

34、南京自動(dòng)化 設(shè)備廠生產(chǎn)的差阻式儀器在防潮、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、性能價(jià)格比等方面具有較一定 的優(yōu)勢(shì)，因此在國(guó)內(nèi)工程中得到廣泛的應(yīng)用。 3.3. 滲流監(jiān)測(cè)滲流監(jiān)測(cè) 滲流監(jiān)測(cè)是大壩安全監(jiān)測(cè)的重要項(xiàng)目，對(duì)于混凝土壩，滲流監(jiān)測(cè)有：揚(yáng)壓 力（壩體、壩基揚(yáng)壓力）、滲漏量（包括壩基滲漏量和壩體滲漏量）、繞壩滲 流、地下水位、水質(zhì)分析幾個(gè)部分。土石壩滲流監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括：壩體滲流壓力、 壩基滲流壓力、繞壩滲流，滲流量監(jiān)測(cè)。 滲壓（或浸潤(rùn)線）觀測(cè)可采用測(cè)壓管法和埋設(shè)滲壓計(jì)法，測(cè)壓管法具有可 進(jìn)行人工比測(cè)、儀器更換方便等優(yōu)點(diǎn)，但是也有容易出現(xiàn)泥沙淤積、孔口破壞 和測(cè)值滯后等缺點(diǎn),因此在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)滲流特征和儀器情況進(jìn)行

35、確定。 滲流量監(jiān)測(cè)一般采用容積法、量水堰法和流速法進(jìn)行測(cè)量。容積法主要針 對(duì)單管滲流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)（流量小于 1l/s）時(shí)，當(dāng)流量在 1300l/s 之間時(shí)宜采 用量水堰法，當(dāng)流量大于 300l/s 或受落差限制不能設(shè)量水堰時(shí)，可以將漏流水 引入排水溝，采用測(cè)流速法進(jìn)行測(cè)量。 目前測(cè)水位的儀器較多，通過(guò)我們的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，用于滲壓監(jiān)測(cè)效果較 好的是振弦式儀器。 4.4. 應(yīng)力（壓力）應(yīng)力（壓力） 、應(yīng)變及溫度監(jiān)測(cè)、應(yīng)變及溫度監(jiān)測(cè) 由于目前的設(shè)計(jì)規(guī)范均將強(qiáng)度校檢作為設(shè)計(jì)壩體結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)之一，而溫度 是壩體（特別是在混凝土壩中）應(yīng)力及裂縫產(chǎn)生的重要因素，因此必須注意監(jiān) 測(cè)，特別是對(duì)拉應(yīng)力區(qū)、應(yīng)力和溫度梯

36、度大地方。 應(yīng)力、應(yīng)變及溫度監(jiān)測(cè)目前大多采用差阻式儀器。 5.5. 環(huán)境量（水文氣象）監(jiān)測(cè)環(huán)境量（水文氣象）監(jiān)測(cè) 環(huán)境量是大壩運(yùn)行性態(tài)發(fā)展的外因，對(duì)環(huán)境量（水位、氣溫、雨量等）進(jìn) 行監(jiān)測(cè)是資料分析的需要，因此必須加以重視。 上下游水位是大壩承受的主要荷載，是形成壩體及壩基滲流場(chǎng)的主要原因， 因此必須進(jìn)行監(jiān)測(cè)。水位測(cè)點(diǎn)要布置在水流平穩(wěn)、水面平緩的地方，以確保觀 測(cè)精度，監(jiān)測(cè)儀器有浮子式水位計(jì)、壓力式水位計(jì)、超聲波水位計(jì)等。 氣溫及庫(kù)水溫是影響壩體溫度場(chǎng)的重要因素，其監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置要根據(jù)庫(kù)區(qū) 氣溫及庫(kù)水溫分布特點(diǎn)確定，監(jiān)測(cè)儀器對(duì)于氣溫可選鉑電阻溫度計(jì)，當(dāng)溫度變 化不太劇烈時(shí)可選用銅電阻溫度計(jì)，一般庫(kù)

37、水溫監(jiān)測(cè)可選用 dw-1 型銅電阻溫度 計(jì)。 降雨量是影響大壩（特別是土石壩）及壩體周圍滲流場(chǎng)的主要原因之一， 降雨還有可能導(dǎo)致壩外測(cè)壓管水位升高，同時(shí)高強(qiáng)度降雨將會(huì)形成地表徑流， 破壞壩面結(jié)構(gòu)，造成（土石壩）壩體局部失穩(wěn)，因此必須加以監(jiān)測(cè)，降雨量監(jiān) 測(cè)可選翻斗式雨量計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 第第 4 4 章章 通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 根據(jù)總體設(shè)計(jì)：大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)采用兩級(jí)傳輸?shù)姆绞?，第一?jí)由測(cè) 控單元到監(jiān)測(cè)中心負(fù)責(zé)采集各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，第二級(jí)由監(jiān)測(cè)分中心及監(jiān)測(cè)中 心組成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)分中心與監(jiān)測(cè)中心之間的所有信息共享。 4.14.1 測(cè)控單元和監(jiān)測(cè)中心之間的通信測(cè)控單元和監(jiān)測(cè)中心之間的通信

38、4.1.14.1.1 需求分析需求分析 監(jiān)測(cè)中心能夠?qū)崟r(shí)接收全部監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的所有數(shù)據(jù)。 工作方式：自報(bào)、應(yīng)答兩種工作模式。 能長(zhǎng)期地、特別是在暴雨洪水等惡劣天氣條件下可靠地工作。 通信暢通率應(yīng)98，系統(tǒng)誤碼率小于 6 10-5。 具有可靠的防雷措施。 4.1.24.1.2 通信方案通信方案設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則 可靠性 盡量選擇可靠性高的信道，一般以有線信道為主； 在條件允許的條件下，根據(jù)需要可以設(shè)置相應(yīng)的備用信道。能實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)切換； 通信系統(tǒng)的誤碼率要符合要求； 及時(shí)性 系統(tǒng)要能按照時(shí)間要求完成信息傳遞； 監(jiān)測(cè)點(diǎn)太多的情況下，要通過(guò)增加通道等技術(shù)手段保證時(shí)效性。 經(jīng)濟(jì)性 要綜合考慮經(jīng)濟(jì)性，包括系統(tǒng)建

39、設(shè)費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)； 要綜合分析可用的通信資源，公網(wǎng)系統(tǒng)能夠滿足要求的，盡量利用 公網(wǎng)，都能滿足要求的，考慮費(fèi)用比較低的。 低功耗 要選用低功耗的通訊方式和通訊設(shè)備； 要選擇合理的通訊方式實(shí)現(xiàn)召測(cè)。 先進(jìn)性 要考慮以后業(yè)務(wù)的發(fā)展； 選擇公網(wǎng)信道時(shí)，要考慮該信道是否有發(fā)展前景，能否長(zhǎng)期使用。 4.1.34.1.3 技術(shù)解決方案技術(shù)解決方案 目前根據(jù)大壩安全監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)選用的通信信道有：電纜通信方式、光纖通 信方式、gprs、cdma1x、pstn、衛(wèi)星、超短波等。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合 各地地域特性和目前的通信條件，提出以下六種通信系統(tǒng)解決方案供選擇。 1.1. 解決方案一解決方案一-（電纜通信方式電

40、纜通信方式 rs485rs485 總線）總線） 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)到監(jiān)測(cè)中心的距離少于 1000 米時(shí)采用敷設(shè) 485 總 線的方式連接。結(jié)構(gòu)連接示意圖如圖 5 所示。 上位計(jì)算機(jī) mcu 監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng) 監(jiān)控中心 485線 485轉(zhuǎn)換器 485轉(zhuǎn)換器 圖圖 5 5 rs485rs485 總線方式接示意圖總線方式接示意圖 解決方案特點(diǎn) 采用有線方式電纜連接可靠性高。 信道響應(yīng)速度快，傳輸時(shí)效好，信道穩(wěn)定可靠,暢通率高。 采用工業(yè)總線傳輸速度和質(zhì)量高，技術(shù)成熟，價(jià)格低廉，可實(shí)現(xiàn)各 種通信工作方式。 信道都屬于雙向信道?？梢苑奖愕膶?shí)施遠(yuǎn)程控制和維護(hù)。 設(shè)備配置 rs458 通信轉(zhuǎn)換模塊。 上位計(jì)算機(jī)

41、。 2.2. 解決方案二解決方案二-（電纜通信方式（電纜通信方式 cancan 總線）總線） 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)到監(jiān)測(cè)中心的距離大于 1000 米時(shí)根據(jù)實(shí)際情況采 用敷設(shè) can 總線的方式連接。結(jié)構(gòu)連接示意圖如圖 6 所示。 上位計(jì)算機(jī) mcu 監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng) 監(jiān)控中心 can總線 can控制器can控制器 圖圖 6 6 cancan 總線總線結(jié)構(gòu)連接示意圖結(jié)構(gòu)連接示意圖 解決方案特點(diǎn) 采用有線方式電纜連接可靠性高。 信道響應(yīng)速度快速率可達(dá) 1mbps，傳輸時(shí)效好，信道穩(wěn)定可靠,暢 通率高。 先進(jìn)的 can 總線技術(shù)提高了監(jiān)測(cè)通訊的穩(wěn)定性和可靠性，最長(zhǎng)傳 輸距離可達(dá)到 10 公里，符合水庫(kù)實(shí)情

42、，安裝方便。 信道都屬于雙向信道。可以方便的實(shí)施遠(yuǎn)程控制和維護(hù)。 設(shè)備配置 can 控制器 上位計(jì)算機(jī)。 3.3. 解決方案三解決方案三-（光纖通信方式）（光纖通信方式） 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)到監(jiān)測(cè)中心的距離大于 1000 米時(shí)根據(jù)實(shí)際情況采 用敷設(shè)光纖的方式連接。結(jié)構(gòu)連接示意圖如圖 7 所示。 上位計(jì)算機(jī) mcu 監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng) 監(jiān)控中心 光纖 光纖轉(zhuǎn)換器光纖轉(zhuǎn)換器 圖圖 7 7 光纖通信方式結(jié)構(gòu)連接示意圖光纖通信方式結(jié)構(gòu)連接示意圖 解決方案特點(diǎn) 采用光纖電纜連接可靠性高，具有很強(qiáng)的抗電磁干擾和防雷電襲擊 能力。 信道響應(yīng)速度快速率可達(dá) 100mbps，傳輸時(shí)效好，信道穩(wěn)定可靠, 暢通率高。 傳

43、輸距離可達(dá)到 15 公里，符合水庫(kù)實(shí)情，安裝方便。 信道都屬于雙向信道?？梢苑奖愕膶?shí)施遠(yuǎn)程控制和維護(hù)。 設(shè)備配置 光纖轉(zhuǎn)換器 上位計(jì)算機(jī)。 4.4. 解決方案三解決方案三-（gprsgprs（cdma1xcdma1x）方式）方式） 以 gprs（cdma1x）方式為主信道，配置通信模塊。如圖 8 所示： 監(jiān)控中心 cdma1x 監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng) 服務(wù)器 gprs gprs通信模塊 cdma1x通信模塊 專線 專線 mcu 圖圖 8 8 gprsgprs、cdma1xcdma1x 方式結(jié)構(gòu)連接示意圖方式結(jié)構(gòu)連接示意圖 解決方案特點(diǎn) 采用無(wú)線方式為通信信道，可靠性高。 gprs/cdma1x 信道響應(yīng)速度

44、快，傳輸時(shí)效好，信道穩(wěn)定可靠,暢 通率高。 兩種信道都屬于公網(wǎng)，無(wú)需考慮中繼，建設(shè)方便。 兩種信道都屬于雙向信道?？梢苑奖愕膶?shí)施遠(yuǎn)程控制和維護(hù)。 在部分地區(qū)，gprs/cdma1x 網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，因此一定要認(rèn)真進(jìn)行 電測(cè)。 監(jiān)測(cè)中心可以利用別的方式與 internet 連接。 如果有更高的要求，可以由運(yùn)營(yíng)商提供專用信道，不必經(jīng)過(guò) internet。 設(shè)備配置 gprs/cdma1x 通信模塊 gprs/cdma1x 服務(wù)器（具有真實(shí) ip 地址） 上位機(jī) 5.5. 解決方案三解決方案三-（衛(wèi)星方式）（衛(wèi)星方式） 以衛(wèi)星（結(jié)合國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀，建議選擇北斗衛(wèi)星）方式為通信方式，如圖 9 所示： 分中心

45、監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng) 服務(wù)器 衛(wèi)星 衛(wèi)星地面站 衛(wèi)星地面站 監(jiān)控中心 上位機(jī) mcu 圖圖 9 9 衛(wèi)星方式結(jié)構(gòu)連接示意圖衛(wèi)星方式結(jié)構(gòu)連接示意圖 解決方案特點(diǎn) 根據(jù)我們的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)：衛(wèi)星信道響應(yīng)速度快，傳輸時(shí)效好，信道穩(wěn) 定可靠,暢通率高。 衛(wèi)星信道特別適合于山區(qū)等傳統(tǒng)通訊條件難以達(dá)到的區(qū)域。 北斗衛(wèi)星通信頻率低，氣象條件對(duì)通信影響小。 信道都屬于公網(wǎng)，無(wú)需考慮中繼，建設(shè)方便。 信道都屬于雙向信道?？梢苑奖愕膶?shí)施遠(yuǎn)程控制和維護(hù)。 設(shè)備配置 衛(wèi)星地面站（含天線） 前置機(jī) 第第 5 5 章章 軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng) 5.15.1 建設(shè)建設(shè)原則原則 先進(jìn)性 應(yīng)用軟件系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中采用先進(jìn)的技術(shù)手段、靈活的實(shí)現(xiàn)方法和國(guó)際流

46、行 的設(shè)計(jì)思想，保證系統(tǒng)具有很強(qiáng)的生命力，符合當(dāng)前和未來(lái)的應(yīng)用需要，使其 具有長(zhǎng)期的使用價(jià)值。 在應(yīng)用軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，采用多級(jí)結(jié)構(gòu)，分層式處理方式，保證系統(tǒng)整 體性能，軟件體系結(jié)構(gòu)清晰。 應(yīng)用軟件系統(tǒng)采用當(dāng)前流行的 b/s 方式，結(jié)合 java 技術(shù)，對(duì)終端用戶而言， 不需安裝任何程序，便可訪問(wèn)本系統(tǒng)，提供很好的可管理性和可維護(hù)性，并具 有很強(qiáng)的可移植性。 應(yīng)用軟件系統(tǒng)采用完善的數(shù)據(jù)庫(kù)管理和備份機(jī)制，滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí) 性、可靠性、和一致性的需求。 擴(kuò)展性 系統(tǒng)采用多級(jí)分層設(shè)計(jì)，每一層均可獨(dú)立運(yùn)行，各層之間采用標(biāo)準(zhǔn) tcp/ip 協(xié)議連接，遵循標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議。當(dāng)需要擴(kuò)展新的功能或與別的系統(tǒng)

47、進(jìn)行連接， 只需遵循相應(yīng)層次的接口，就能方便接入本系統(tǒng)，與本系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)完整的新 系統(tǒng)。 開(kāi)放性 系統(tǒng)各層之間均提供開(kāi)放的接口，支持其它系統(tǒng)的接入和融合。 可互操作性 應(yīng)用系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的 tcp/ip 協(xié)議，凡是支持 tcp/ip 協(xié)議的各個(gè)站點(diǎn)都可 以在得到授權(quán)的情況下互相訪問(wèn)其它站點(diǎn)的資源。 可伸縮性 應(yīng)用系統(tǒng)具有平滑升級(jí)和擴(kuò)展能力。各模塊之間相互獨(dú)立，在系統(tǒng)升級(jí)的 過(guò)程中，不會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的停運(yùn)；同時(shí)由于采用多層的構(gòu)架進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)對(duì) 某一層次模塊進(jìn)行修改和增加，均不會(huì)影響到其它層次模塊。 軟件模塊既可以安裝在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)單機(jī)運(yùn)行，又可以將不同的軟件模塊 安裝在多臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，可靈活調(diào)整

48、應(yīng)用軟件對(duì)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源占用 與性能之間的平衡。 操作簡(jiǎn)單直觀 最終用戶的使用界面是瀏覽器，用戶可以在能接入本網(wǎng)絡(luò)的任何機(jī)器上， 都能查看監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，用戶還可以定制自己喜歡的頁(yè)面和訪問(wèn)方式。 安全可靠性 應(yīng)用軟件系統(tǒng)對(duì)權(quán)限有嚴(yán)格的控制，重要的操作和瀏覽都需要口令登錄后 才能訪問(wèn)。系統(tǒng)嚴(yán)格保證超級(jí)用戶的保密性，對(duì)重要操作進(jìn)行操作日志的記錄， 便于對(duì)非法操作或攻擊進(jìn)行跟蹤。 實(shí)效性 應(yīng)用軟件系統(tǒng)充分考慮采集和分析的實(shí)效性，保證數(shù)據(jù)采集的時(shí)間控制在 分鐘級(jí)別以內(nèi)，為決策部門提供實(shí)時(shí)的信息。 5.25.2 技術(shù)解決方案技術(shù)解決方案 大壩安全監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)軟件是水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)重要組成部分，它

49、具 有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、資料管理、資料整編、資料分析、網(wǎng)絡(luò)管理等功能。 通過(guò)使用大壩安全監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)軟件，水庫(kù)管理人員和管理局領(lǐng)導(dǎo)可以及時(shí)了 解大壩當(dāng)前性態(tài)。 壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件采用 b/s 結(jié)構(gòu)，除了數(shù)據(jù)采集服務(wù)程序要在服務(wù)器 上啟動(dòng)外，其它部分只要計(jì)算機(jī)用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器相連，即可通過(guò)瀏覽器 進(jìn)行訪問(wèn)，查詢監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、圖形、安全監(jiān)測(cè)信息和評(píng)價(jià)結(jié)論。所以本系統(tǒng)支持 單機(jī)、工作組、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式，可以與局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)互聯(lián)，數(shù)據(jù)庫(kù)可與各種 其它數(shù)據(jù)庫(kù)互聯(lián)，為其它系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口或供其直接使用。用戶可以遠(yuǎn)程控 制 mcu 的數(shù)據(jù)采集，顯示測(cè)量數(shù)據(jù)，并可將測(cè)量數(shù)據(jù)直接保存至服務(wù)器中的數(shù) 據(jù)庫(kù)內(nèi)。系

50、統(tǒng)結(jié)構(gòu)如所示。 基礎(chǔ)信息 數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù) 庫(kù)管 理系 統(tǒng) 資料 整編 系統(tǒng) 信息 采集 處理 系統(tǒng) 統(tǒng)計(jì) 分析 預(yù)警 系統(tǒng) web 查詢 系統(tǒng) 監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)庫(kù) 實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)庫(kù) 歷史 數(shù)據(jù)庫(kù) 運(yùn)行分析 結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù) 空間地理 信息數(shù)據(jù)庫(kù) 圖圖 1010 應(yīng)用軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖應(yīng)用軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 1.1. 綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 根據(jù)業(yè)務(wù)需求需要建立一個(gè)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，該數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)主要包括以下 數(shù)據(jù)庫(kù)： 基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù) 主要用來(lái)存放監(jiān)測(cè)點(diǎn)的基本信息表，監(jiān)測(cè)設(shè)備、通信設(shè)備的基本信息， 站房的工程信息，大壩、流域、河流、大壩等基本信息表。 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù) 主要用來(lái)存放從采集設(shè)備實(shí)時(shí)采集過(guò)來(lái)的原始報(bào)文數(shù)據(jù)。 實(shí)時(shí)

51、數(shù)據(jù)庫(kù) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)主要存放實(shí)時(shí)采集的各類數(shù)據(jù)，包括實(shí)時(shí)采集的設(shè)備運(yùn)行參 數(shù)信息。 歷史數(shù)據(jù)庫(kù) 主要用來(lái)存放歷史整編資料或調(diào)查資料、監(jiān)測(cè)點(diǎn)考證資料和監(jiān)測(cè)點(diǎn)年、 月、旬特征值統(tǒng)計(jì)資料以及檔案資料。 運(yùn)行分析結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù) 主要用來(lái)存放運(yùn)行分析管理系統(tǒng)對(duì)接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、誤碼率、暢通率、 遲報(bào)、誤報(bào)、漏報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的結(jié)果。主要包括暢通率、誤碼率分析 數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)電源電壓參數(shù)的分析數(shù)據(jù)。 空間地理信息數(shù)據(jù)庫(kù) 空間信息庫(kù)存放系統(tǒng)相關(guān)的空間數(shù)據(jù)有關(guān)的地理信息類數(shù)據(jù)。內(nèi)容包括： 流域地形地質(zhì)、地面高程、水系、監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布位置、行政區(qū)劃、交通等 地理信息。 2.2. 應(yīng)用軟件系統(tǒng)應(yīng)用軟件系統(tǒng) 主要包括四個(gè)軟件模塊：

52、信息采集處理系統(tǒng)、資料整編系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)分析預(yù) 警統(tǒng)系統(tǒng)、web 查詢系統(tǒng)息發(fā)布系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。 5.2.25.2.2 信息采集處理系統(tǒng)信息采集處理系統(tǒng) 信息采集處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與測(cè)量控制單元（mcu）通訊，完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 的采集。其結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn) error!error! referencereference sourcesource notnot found.found.所示。 信息采集處理系統(tǒng)軟件 mcu 自 檢 參 數(shù) 設(shè) 置 單 點(diǎn) 測(cè) 量 定 時(shí) 測(cè) 量 巡 回 測(cè) 量 系 統(tǒng) 管 理 圖圖 1111 數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)框圖數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)框圖 1.1. mcumcu 自檢自檢 mcu 自檢是

53、通過(guò)計(jì)算機(jī)與 mcu 通訊，使 mcu 進(jìn)行自檢，并將自檢結(jié)果返回 至計(jì)算機(jī)，顯示給操作人員，達(dá)到遠(yuǎn)程診斷 mcu 的目的。自檢的內(nèi)容包括： 通訊：通過(guò)計(jì)算機(jī)嘗試與 mcu 通訊，確定計(jì)算機(jī)是否能夠與 mcu 進(jìn)行通訊， 診斷通訊線路、mcu 通訊模塊是否存在故障。 mcu 內(nèi)部溫度：通過(guò)檢測(cè) mcu 內(nèi)部溫度，檢查 mcu 是否異常。 mcu 工作電壓：通過(guò)檢測(cè) mcu 工作電壓，檢查充電電路、蓄電池是否正常。 mcu 充電電壓：通過(guò)檢測(cè) mcu 充電電壓，檢查 mcu 交流供電是否正常。 mcu 測(cè)量模塊和通道：通過(guò)檢測(cè) mcu 測(cè)量模塊和通道，識(shí)別模塊和通道類 型，確定其與所接傳感器類型

54、是否相符，保證測(cè)量正常。 2.2. 參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置 在 mcu 能夠正常工作之前，要根據(jù)工程的具體情況，對(duì) mcu 的參數(shù)和數(shù)據(jù) 庫(kù)中的各測(cè)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置的內(nèi)容有： 通訊速率：根據(jù)計(jì)算機(jī)與 mcu 通訊方式、通訊介質(zhì)，設(shè)置適當(dāng)?shù)膫鬏斔俾剩?這樣在保證傳輸?shù)目煽啃韵?，可使?shù)據(jù)傳輸達(dá)到最快。 系統(tǒng)時(shí)間：設(shè)置 mcu 內(nèi)部時(shí)間，使其與計(jì)算機(jī)時(shí)間同步。 通道配置：對(duì) mcu 中各通道進(jìn)行設(shè)置，主要設(shè)置的內(nèi)容包括儀器類型、儀 器指標(biāo)、測(cè)量范圍等，這樣 mcu 可采取正確測(cè)量方式對(duì)通道進(jìn)行測(cè)量。 公式設(shè)置：在數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)置各類型傳感器從電測(cè)量到工程物理量的轉(zhuǎn)換公 式。數(shù)據(jù)采集軟件在得到來(lái)自 mcu 的電

55、測(cè)量時(shí)，可同時(shí)進(jìn)行計(jì)算，得出工程物 理量。公式組成提供非常靈活的編輯方式，可以任意的輸入包括（、 ） 、 、/、（平方） 、數(shù)字、指定參數(shù)在內(nèi)的所有元數(shù)據(jù)的組合。 定時(shí)測(cè)量時(shí)間：設(shè)置定時(shí)測(cè)量開(kāi)始時(shí)間、間隔時(shí)間，mcu 據(jù)此進(jìn)行定時(shí)測(cè) 量。 3.3. 單點(diǎn)測(cè)量單點(diǎn)測(cè)量 單點(diǎn)測(cè)量用于測(cè)量某種儀器的某個(gè)測(cè)點(diǎn)的各種電測(cè)量（如孔隙水壓力計(jì)的 頻率和溫度）和相關(guān)儀器測(cè)量（如測(cè)量測(cè)壓管內(nèi)的孔隙水壓力計(jì)，還要測(cè)量氣 壓計(jì)） ，計(jì)算出工程物理量。具有打印和保存測(cè)量數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)庫(kù)的功能。 4.4. 巡回測(cè)量巡回測(cè)量 巡回測(cè)量用于測(cè)量一個(gè) mcu 或多個(gè) mcu 上的測(cè)點(diǎn)，所測(cè)儀器類型可以是一 種，也可以是多種。得到

56、電測(cè)量后，計(jì)算出工程物理量，還可以直接取上一次 巡回測(cè)量數(shù)據(jù)。巡回測(cè)量時(shí)，數(shù)據(jù)采集軟件以列表的形式給出與各 mcu 相連的 儀器類型，供操作人員選擇。能夠?qū)y(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)超出量程 范圍或事先設(shè)置的安全警戒，將給出提示或告警。能夠按儀器類型打印測(cè)量數(shù) 據(jù)和保存測(cè)量數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)庫(kù)。 5.5. 定時(shí)測(cè)量定時(shí)測(cè)量 定時(shí)測(cè)量主要用來(lái)取定時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算出工程物理量，測(cè)量所得的電測(cè) 量和工程物理量在列表中顯示。能夠按儀器類型打印測(cè)量數(shù)據(jù)和保存測(cè)量數(shù)據(jù) 至數(shù)據(jù)庫(kù)。取定時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)可以是計(jì)算機(jī)自動(dòng)取數(shù)也可以是人工取數(shù)。 6.6. 系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理 系統(tǒng)權(quán)限可分為三級(jí)，管理員，操作者和領(lǐng)導(dǎo)，相對(duì)應(yīng)的，

57、系統(tǒng)中設(shè)立管 理員，操作者和領(lǐng)導(dǎo)三個(gè)角色。 管理員具有所有系統(tǒng)的操作權(quán)，管理員的主要工作是管理用戶，設(shè)置口令， 設(shè)置各類參數(shù)，查詢和管理日志。 操作者對(duì)除用戶設(shè)置，日志管理外的各業(yè)務(wù)系統(tǒng)均有操作權(quán)。 領(lǐng)導(dǎo)原則上對(duì)所有系統(tǒng)均具有查詢權(quán)，但沒(méi)有修改權(quán)。 對(duì)于每一個(gè)系統(tǒng)的使用者，在系統(tǒng)中均為其創(chuàng)建一個(gè)用戶，用戶有唯一的 用戶名，用戶口令由各用戶自行管理，管理員可以修改所有用戶的口令；用戶 口令采用加密算法。 權(quán)限的操作是通過(guò)主界面的菜單項(xiàng)表示的，在程序執(zhí)行過(guò)程中根據(jù)確認(rèn)的 權(quán)限對(duì)主菜單進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)置，對(duì)于無(wú)權(quán)的菜單將被隱藏。 權(quán)限僅授給角色，用戶通過(guò)充當(dāng)不用的角色以獲得權(quán)限，一個(gè)用戶只能充 當(dāng)一個(gè)角色

58、。 菜單定置參數(shù)記錄在一個(gè)全局?jǐn)?shù)組中，當(dāng)用戶登錄是由登錄窗口將相關(guān)信 息記錄在該數(shù)據(jù)中，由主窗口初始化時(shí)引用。 權(quán)限功能有如下子功能項(xiàng)：登錄驗(yàn)證、取用戶信息、修改口令、管理員改 用戶口令、增加用戶、刪除用戶、對(duì)角色授權(quán)、指定用戶所充當(dāng)?shù)慕巧⒕S護(hù) 功能項(xiàng)等。 日志管理功能 日志主要記錄用戶的登錄、退出，打開(kāi)窗口，關(guān)閉窗口，執(zhí)行操作（相當(dāng) 于點(diǎn)擊按鈕，如增、刪、改，但不記錄具體的操作內(nèi)容，如某數(shù)據(jù)由什么改為 什么）以及報(bào)警信息，日志內(nèi)容記入數(shù)據(jù)庫(kù)，管理員可以通過(guò)相應(yīng)程序查看日 志和清除日志。 日志記錄的功能主要有：操作時(shí)間，操作者，操作者所用的機(jī)器名，操作 類型（登錄，退出，打開(kāi)窗口等信息），操

59、作描述。 日志的查看和清除等功能通過(guò)窗體提供，可以單獨(dú)運(yùn)行，日志的記錄以類 模塊提供，由具體的應(yīng)用程序引用。 日志管理功能提供如下子功能： 刪除日志：刪除指定時(shí)間之前，指定用戶的日志 查詢?nèi)罩荆悍祷刂付ㄓ脩糁付〞r(shí)間段內(nèi)的日志。 系統(tǒng)設(shè)置功能 提供對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的定義和設(shè)置，如測(cè)站設(shè)置，參數(shù)等，提供簡(jiǎn)單的編輯 功能。 5.2.35.2.3 資料整編系統(tǒng)資料整編系統(tǒng) 資料整編系統(tǒng)按照混凝土大壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范 （dl/t5178-2003） 、 土石壩安全監(jiān)測(cè)資料整編規(guī)范 （sl169-96）及相關(guān)規(guī)程要求對(duì)觀測(cè)資料進(jìn)行 整編，同時(shí)，資料整編能夠?qū)Y料進(jìn)行維護(hù)。 資料整編系統(tǒng)由資料維護(hù)、報(bào)表打印、圖形

60、繪制等模塊組成。如 error!error! referencereference sourcesource notnot found.found.所示。 資料整編系統(tǒng) 資 料 維 護(hù) 報(bào) 表 打 印 圖 形 繪 制 圖圖 1212 資料整編結(jié)構(gòu)框圖資料整編結(jié)構(gòu)框圖 1.1. 資料維護(hù)資料維護(hù) 資料維護(hù)又包括考證資料查詢、添加、修改和刪除、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)添加、監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)查詢修改、監(jiān)測(cè)資料刪除、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)恢復(fù)。功能模塊如 error!error! referencereference sourcesource notnot found.found.所示。 資資料料維維護(hù)護(hù) 考證 資料 查詢 添加