2023流域水電站庫壩安全信息綜合管理系統(tǒng)建設(shè)方案

XXX流域水電站庫壩安全信息綜合管理系統(tǒng)建設(shè)方案2023目錄12040_WPSOffice_Level11研究背景 331997_WPSOffice_Level2（1）流域電站陸續(xù)投產(chǎn)，大壩安全管理重要性日益突出。 31713_WPSOffice_Level2（2）自動化高覆蓋率，為庫壩安全信息流域集中打下基礎(chǔ)16057_WPSOffice_Level2（3）數(shù)據(jù)自動實時采集，對傳統(tǒng)人工數(shù)據(jù)分析提出了挑戰(zhàn) 320069_WPSOffice_Level2（4）智慧企業(yè)建設(shè)，需從規(guī)范數(shù)據(jù)儲存和開放接口做起 431997_WPSOffice_Level12課題研究內(nèi)容 44742_WPSOffice_Level2（1）系統(tǒng)用戶 423910_WPSOffice_Level2（2）系統(tǒng)總體業(yè)務流程 59455_WPSOffice_Level2（3）系統(tǒng)功能構(gòu)成 719467_WPSOffice_Level2（4）集成的信息 915101_WPSOffice_Level2（5）大型水電站流域梯級電站庫壩安全風險管控體系（在建） 111713_WPSOffice_Level13課題實施 1526885_WPSOffice_Level21）庫壩信息系統(tǒng)實施流程 1514148_WPSOffice_Level22）系統(tǒng)開發(fā) 1610417_WPSOffice_Level23）安裝調(diào)試 1620575_WPSOffice_Level24）大型水電站流域庫壩安全風險管控體系開發(fā) 1716057_WPSOffice_Level14主要技術(shù)創(chuàng)新 1729737_WPSOffice_Level2（1）采集巡查信息化 1719516_WPSOffice_Level2（2）多模式的全生命周期管理 1832218_WPSOffice_Level2（3）大型水電站庫壩安全風險管控體系 1828399_WPSOffice_Level2（4）高效的監(jiān)控預警和應急響應 1912182_WPSOffice_Level2（5）全作業(yè)流程管理和反饋機制 19221_WPSOffice_Level2（6）開放的接口和集中的平臺 201研究背景（1）流域電站陸續(xù)投產(chǎn)，大壩安全管理重要性日益突出。隨著xxx\xxx一級的陸續(xù)投產(chǎn)，大型水電站流域已投產(chǎn)的6座電站，壩型包括重力壩、面板堆石壩、礫石土心墻堆石壩、拱壩等4種壩型。其中，xxx\xxx為一等大（1）型電站。運行中的大壩是一個復雜的動力系統(tǒng)，壩體、庫水和壩基相互作用使得系統(tǒng)具有內(nèi)在的不確定性；此外，外部環(huán)境（如氣溫、降雨和地震等）多種因素的影響，使得系統(tǒng)具有高度的非線性特征。壩型多樣的高壩大庫、地址條件和環(huán)境條件的復雜多樣，給大型水電站流域庫壩安全管理帶來了較大的挑戰(zhàn)。后期可預見的更多電站的投產(chǎn)運行，使得一個科學、高效、穩(wěn)定的庫壩安全信息綜合管理平臺的必要性日益凸顯。（2）自動化高覆蓋率，為庫壩安全信息流域集中打下基礎(chǔ)經(jīng)過多年的庫壩監(jiān)測自動化技術(shù)探索、研發(fā)和改造，隨著真空激光準直系統(tǒng)、不銹鋼堰槽量水堰、內(nèi)觀自動化采集等自動化監(jiān)測系統(tǒng)在龔銅瀑深四站的陸續(xù)建成使用，以及高精度地表三維位移監(jiān)測技術(shù)在瀑布溝電站的成功應用，大型水電站流域庫壩安全監(jiān)測自動化覆蓋率達到95%以上，監(jiān)測信息實現(xiàn)了自動實時采集、傳輸、入庫、校核和分析。自動、實時、高精度的采集終端，為流域性的庫壩安全信息綜合管理平臺的實現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。（3）數(shù)據(jù)自動實時采集，對傳統(tǒng)人工數(shù)據(jù)分析提出了挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)的自動、實時、高頻率采集，使得采集頻率和精度都較人工有了較大的提高，為及時了解和評價大壩運行狀態(tài)提供了重要的依據(jù)。但數(shù)據(jù)量的迅速增多，系統(tǒng)誤差的存在，對傳統(tǒng)的“人工現(xiàn)場采集→人工現(xiàn)場校核→人工數(shù)據(jù)入庫→數(shù)據(jù)入庫人工校核”的監(jiān)測工作流程和人工數(shù)據(jù)處理分析方法提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，借助信息技術(shù)對監(jiān)測工作流程和監(jiān)測數(shù)據(jù)進行快速的傳遞、處理和分析，已成為信息時代的主流趨勢。（4）智慧企業(yè)建設(shè)，需從規(guī)范數(shù)據(jù)儲存和開放接口做起大型水電站公司“智慧企業(yè)”建設(shè)，其目的是利用不斷發(fā)展的大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)，實現(xiàn)企業(yè)管理的“自動識別、自主判斷、自我演進”。大型水電站流域庫壩安全管理“智慧”建設(shè)的首要任務是建議一個庫壩安全信息管理平臺，將與庫壩安全管理相關(guān)的流程數(shù)字化，并將安全監(jiān)測信息、流程信息和其他相關(guān)信息在平臺上集成集中、科學管理和綜合分析。平臺作為大型水電站“智慧企業(yè)”的一個模塊，采用統(tǒng)一的標準和開放的接口開發(fā)，以保證與其余管理管控系統(tǒng)的資源和信息共享。2課題研究內(nèi)容本系統(tǒng)開發(fā)，是基于大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代技術(shù)建設(shè)的庫壩安全信息綜合管理統(tǒng)一平臺，要構(gòu)建完備的庫壩安全技術(shù)檔案，制定相關(guān)的標準體系，實現(xiàn)庫壩安全綜合信息管理數(shù)字化，信息采集與處理實時化，安全分析與評價專業(yè)化，全面提升庫壩安全科學化管理水平。（1）系統(tǒng)用戶本系統(tǒng)覆蓋大型水電站公司本部和下屬二級管理機構(gòu)，為各級機構(gòu)的庫壩安全管理提供服務。公司本部相關(guān)的職能部門以及庫壩中心、集控中心、電廠、檢修公司、水電開發(fā)建設(shè)公司等單位是系統(tǒng)的主要用戶。此外，國家能源局大壩監(jiān)察中心、在建水電工程大壩安全監(jiān)測施工單位也是本系統(tǒng)的用戶。（2）系統(tǒng)總體業(yè)務流程庫壩安全信息綜合管理系統(tǒng)主要由技術(shù)管理、信息管理、分析評價、預警管理、系統(tǒng)設(shè)置等部分組成，根據(jù)授權(quán)的不同滿足相應用戶的需求。成都庫壩安全管理中心：是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯總中心，負責系統(tǒng)的建設(shè)、運行與維護，各電站大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)的管理和數(shù)據(jù)采集，以及監(jiān)測資料的整編分析、信息報送、WEB信息發(fā)布、報警信息和應急處置等工作，配置有系統(tǒng)軟件全部功能。投運電站監(jiān)測分中心：負責建立健全與所管轄大壩安全相關(guān)的技術(shù)檔案，以及各電站大壩安全監(jiān)測人工系統(tǒng)的運行與維護、數(shù)據(jù)采集與錄入、巡視檢查、監(jiān)測資料整理初分析和應急響應等工作，一般只配置系統(tǒng)的局部功能。在建水電開發(fā)工程建設(shè)公司監(jiān)測分中心：負責督促施工單位及時錄入監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立與大壩安全相關(guān)的技術(shù)檔案，進行施工至蓄水期間的監(jiān)測資料整理初分析和應急響應等工作，只配置與系統(tǒng)運行相關(guān)的功能。擬建水電開發(fā)工程建設(shè)公司監(jiān)測分中心：負責建立與大壩安全相關(guān)的技術(shù)檔案，只配置與系統(tǒng)運行相關(guān)的功能。移動辦公平臺：用作領(lǐng)導、成都庫壩安全管理中心和監(jiān)測分中心管理層面異地辦公之用，視管理層次配置系統(tǒng)軟件功能。WEB平臺：是流域梯級電站庫壩綜合信息發(fā)布、瀏覽、查詢、會商、應急處置和資料上傳等管理平臺，通過權(quán)限設(shè)置、安全與保密管控，允許用戶對其系統(tǒng)部分功能進行操作。圖1系統(tǒng)總體業(yè)務流程圖（3）系統(tǒng)功能構(gòu)成信息系統(tǒng)由“技術(shù)管理”、“信息管理”、“分析評價”、“預警管理”等功能模塊構(gòu)成，以大型水電站公司云計算平臺為基礎(chǔ)開發(fā)?！凹夹g(shù)管理”模塊既涵蓋了大壩注冊定檢、技術(shù)資料、工程檔案資料、規(guī)程規(guī)范、工程大事記等文檔管理，也納入了工程缺陷、現(xiàn)場隱患、水工技術(shù)監(jiān)督、技術(shù)管理指標統(tǒng)計等流程管理。將大壩安全管理全生命生命周期中的主要工作和管理內(nèi)容，以便捷、完善的流程和高效查詢的文件管理系統(tǒng)，在信息系統(tǒng)中實現(xiàn)規(guī)范化、高效化管理?！靶畔⒐芾怼蹦K包括“信息錄入”、“信息查詢”、“數(shù)據(jù)檢查”、“數(shù)據(jù)計算”、“數(shù)據(jù)傳輸”5個子模塊。模塊功能除包括常規(guī)的數(shù)據(jù)錄入、查詢和審核外，還集成了現(xiàn)場各廠家自動化系統(tǒng)的設(shè)備自檢和采集服務，并納入了外部變形測量和水庫庫容測量計算。“分析評價”模塊包括“資料整編”、“資料分析”、“輔助決策”，將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方式與數(shù)學統(tǒng)計模型、分析推理等相結(jié)合，并納入內(nèi)外部的專家決策系統(tǒng)，形成專家會商?！邦A警管理”模塊中，將各電站可能發(fā)生的極端情況和重要測點預警測值作為監(jiān)控預警的觸發(fā)條件，后設(shè)一系列應急響應動作，達到監(jiān)控預警和應急響應高效、精準結(jié)合的目的，預警管理系統(tǒng)目前正在積極開發(fā)中，已完成相關(guān)預警體系研究。圖2系統(tǒng)主要功能框架結(jié)構(gòu)圖（4）集成的信息系統(tǒng)存儲的主要信息包括監(jiān)測信息、建筑物及設(shè)備缺陷與維護信息、水工技術(shù)監(jiān)督信息等，涉及數(shù)據(jù)、文字、圖表、照片、視頻等多種類型。1）監(jiān)測信息①大壩自動監(jiān)測數(shù)據(jù)；②大壩人工監(jiān)測數(shù)據(jù)；③庫區(qū)水文站、水位站監(jiān)測數(shù)據(jù)；④庫區(qū)泥沙監(jiān)測數(shù)據(jù)；⑤水庫、大壩巡視檢查記錄；⑥水情、雨情、氣象、出入庫流量、閘門門孔開啟情況等自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)；⑦水庫、大壩地震臺網(wǎng)自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)；⑧壩前水溫自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)。2）技術(shù)監(jiān)督管理①安全監(jiān)測的加密觀測報告、月報、年報等整編資料；②水工技術(shù)監(jiān)督檢查資料；③施工期、蓄水期的安全鑒定檢查資料；④大壩安全定期檢查資料；⑤大壩特種檢查資料；⑥大壩安全注冊（換證）資料。3）水工建筑物及安全監(jiān)測設(shè)施維護與管理①水工建筑物及相關(guān)設(shè)備缺陷、隱患及其處置情況；②水工建筑物維修、檢修、改造信息；③水庫、大壩地震監(jiān)測臺網(wǎng)維護、維修、升級改造信息；④水庫、大壩安全監(jiān)測設(shè)施、儀器設(shè)備維護、維修、升級改造信息；⑤壩前水溫自動化監(jiān)測系統(tǒng)維護、維修、升級改造信息。4）工程技術(shù)檔案①工程建設(shè)各階段相關(guān)設(shè)計報告和設(shè)計圖紙；②工程重大記事；③科學研究及學術(shù)交流相關(guān)成果等；④水庫、大壩安全管理相關(guān)的技術(shù)書籍。5）規(guī)范規(guī)程類文檔資料①國家、地方、行業(yè)部門相關(guān)的法律法規(guī)；②國家、行業(yè)部門相關(guān)的規(guī)程規(guī)范；③公司相關(guān)的規(guī)章制度。（5）大型水電站流域梯級電站庫壩安全風險管控體系（在建）大型水電站流域梯級電站庫壩安全風險管控系統(tǒng)目前正在研發(fā)中，已完成了風險管控體系的構(gòu)建，計劃2017年以龔銅兩站為試點，完成風險管控平臺的試運行。1）總體構(gòu)架在大型水電站公司“智慧平臺”統(tǒng)籌協(xié)調(diào)下，依托云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)等基礎(chǔ)平臺，構(gòu)建以“自動預判、自主決策、自我演進”為典型特征的大型水電站流域梯級電話運行期庫壩安全風險管控體系，實時掌控大壩安全風險，實現(xiàn)庫壩安全智能管理，全面提升庫壩安全管理科學決策水平和安全保障能力。圖3大型水電站流域梯級群壩庫壩安全風險管控總體架構(gòu)2）管控流程庫壩安全管控以管控模型為演進動力，在大型水電站公司的統(tǒng)籌監(jiān)督下，庫壩中心作為核心協(xié)調(diào)，聯(lián)動相關(guān)電站、政府等部門，依托于大型水電站流域庫壩安全信息綜合管理系統(tǒng)，作為其功能子模塊，實現(xiàn)庫壩安全的全過程、全方位科學化、精細化管理。圖4流域梯級群壩庫壩安全風險管控實施流程3）大壩安全風險實時管控大壩安全風險實時管控側(cè)重監(jiān)控關(guān)鍵部位安全性態(tài)、監(jiān)測數(shù)據(jù)時序和空間變化趨勢，實時掌控大壩結(jié)構(gòu)異變，及時核實和處理安全隱患，避免結(jié)構(gòu)的進一步惡化。該模型包括關(guān)鍵部位安全性態(tài)、時序變化趨勢、空間變化趨勢三個核心，其觸發(fā)條件包括環(huán)境量大幅變化、設(shè)定監(jiān)控時間、人工啟動三類。圖5大壩安全風險實時管控模型架構(gòu)4）大壩安全風險年度評判大壩安全綜合管控模型根據(jù)水電站大壩運行安全評價導則（DL/T5313-2014）為準繩，以實際運行監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，綜合評價對大壩結(jié)構(gòu)性態(tài)和安全狀況，實現(xiàn)安全風險超前預警，防患于未然，提高大壩安全保障和管理能力。圖6大壩安全風險年度評判模型架構(gòu)5）大壩安全風險響應決策與演進大壩投入運行前，應首先結(jié)合工程特點，通過對可能影響樞紐正常運行和安全運行的風險因子及其致障致災耦聯(lián)機制與模式的研究，建立樞紐運行風險因子體系，形成風險防控措施和應急響應預案，實現(xiàn)安全風險管理的規(guī)范化和制度化。大壩投入運行后，應建立基于原觀監(jiān)測資料的實時分析和安全綜合評價，實現(xiàn)實時預警。根據(jù)庫壩安全風險預警信息，應首先復核風險信息的可信度，而后劃分風險等級，按照風險等級和工作流程，啟動后續(xù)的風險調(diào)控、風險應急響應和風險安全演進。圖7大壩安全風險響應決策與演進模型架構(gòu)3課題實施1）庫壩信息系統(tǒng)實施流程2015年3月～2015年8月，招標方案編制、完善，項目招標。2015年8月～2015年9月，合同簽訂后，結(jié)合發(fā)包人要求，審查、修改和確定實施方案，包括主要需求、技術(shù)方案、實施計劃等內(nèi)容。2015年9月～2016年5月，系統(tǒng)開發(fā)。2016年5月～2016年7月，安裝調(diào)試。2016年7月后投入試運行。2）系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)開發(fā)階段主要要完成相關(guān)軟件的開發(fā)與測試工作；電站現(xiàn)場資料的收集整理與歷史數(shù)據(jù)入庫工作。系統(tǒng)開發(fā)階段需要完成包括C/S軟件，應用服務軟件、采集服務軟件、數(shù)據(jù)交換軟件、手機與平板電腦軟件、WEB網(wǎng)站、網(wǎng)絡(luò)外數(shù)據(jù)錄入軟件、數(shù)據(jù)庫備份下載與應急服務軟件等軟件的開發(fā)以及測試工作。電站現(xiàn)場資料收集完畢后，需要對資料進行整理。建立監(jiān)測項目，添加測點，導入測點參數(shù)和歷史測值數(shù)據(jù)，添加測點計算公式，添加監(jiān)測布置圖和監(jiān)測報表模板等，完成電站數(shù)據(jù)初始化工作，為系統(tǒng)應用做好準備。在資料整理入庫過程中，每個電站配備專人參與數(shù)據(jù)入庫工作，一方面熟悉系統(tǒng)的應用，另一方面需要對入庫的數(shù)據(jù)進行校核，確保數(shù)據(jù)的完整性和正確性。每站定人、定時、定要求。3）安裝調(diào)試安裝調(diào)試分為四個階段進行，涉及到的工作內(nèi)容包括：在云平臺上安裝系統(tǒng)軟件，使云平臺能夠正常運行，系統(tǒng)軟件正常運行；應用軟件安裝調(diào)試與歷史資料整理入庫，各系統(tǒng)模塊安裝調(diào)試完成，正常運行，各接入電站歷史資料全部整理入庫，數(shù)據(jù)核對完成，應用軟件性能指標達到預期要求；公司總部集中培訓與電站現(xiàn)場培訓以及數(shù)據(jù)校核工作；系統(tǒng)安裝實施后，檢查系統(tǒng)功能是否功能齊全、性能穩(wěn)定能否達到用戶需求。4）大型水電站流域庫壩安全風險管控體系開發(fā)2017年4月，在前期與四川大學交流、探索和研究的基礎(chǔ)上，以大型水電站流域庫壩安全信息綜合管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，正式啟動庫壩風險管控子系統(tǒng)的軟件的編程和開發(fā)。預計2017年7月在銅街子投入試運行。4主要技術(shù)創(chuàng)新（1）采集巡查信息化在數(shù)據(jù)采集方面，脫離傳統(tǒng)的紙質(zhì)原始數(shù)據(jù)記錄表，利用移動設(shè)備進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的同時，與長周期的歷史數(shù)據(jù)進行實時對比，在現(xiàn)場完成數(shù)據(jù)校核。數(shù)據(jù)異常時，可立即聯(lián)系內(nèi)業(yè)技術(shù)人員進行分析和處理。在巡視檢查方面，利用目前移動設(shè)備的拍照、攝影和定位功能，將傳統(tǒng)的巡查點檢模式與移動設(shè)備NFC接觸感應技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)巡視檢查的全流程分類管理。圖1傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模式圖2信息技術(shù)數(shù)據(jù)采集模式（2）多模式的全生命周期管理大壩安全涉及大壩等水工建筑物及其附屬設(shè)施、監(jiān)測測點、監(jiān)測系統(tǒng)和測量儀器儀表四個方面的多類型設(shè)施設(shè)備管理，而這些設(shè)施設(shè)備的全生命周期臺帳內(nèi)容來自多種來源，幾乎涵蓋了數(shù)據(jù)采集、巡視檢查、定期檢查和技術(shù)監(jiān)督等大壩安全管理的所有工作內(nèi)容。為了將多樣的設(shè)施設(shè)備和多渠道的信息來源有機結(jié)合和分類，在信息系統(tǒng)中，根據(jù)四大類設(shè)施設(shè)備的特點屬性，建立了系統(tǒng)唯一的、便于識別的身份編碼。在大壩安全管理的所有作業(yè)過程中，將與某一編碼標識相關(guān)的信息關(guān)聯(lián)集中，在關(guān)聯(lián)集中的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)提供按單點設(shè)備設(shè)施、缺陷隱患種類、分布部位、監(jiān)測系統(tǒng)等多模式組合信息提供查詢，使得設(shè)施設(shè)備全生命周期管理更加規(guī)范和完善，更使得大壩安全分析預測更加高效，也為后期的人工輔助智能決策打下基礎(chǔ)。（3）大型水電站庫壩安全風險管控體系充分利用信息化、數(shù)字化、智能化技術(shù)和手段，提升流域梯級電站群庫壩安全的智慧感知能力，通過業(yè)務量化、統(tǒng)一平臺、集中集成、智能協(xié)同等路徑，實現(xiàn)庫壩安全的全過程、全方位科學化、精細化管理。將多源信息進行融合，從大壩安全風險實時管控、大壩安全風險年度評判、安全風險響應決策與演進三個方面，根據(jù)不同的壩型、地質(zhì)、環(huán)境和邊界條件，確定單站的風險因子和風險路徑識別，建立全方位、穩(wěn)定、準確的風險