水庫大壩安全自動監(jiān)測系統(tǒng)20160405

水庫大壩安全自動監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)背景我國是個山川、河流眾多的國家,特別是南方地區(qū),河流湖泊密布,特別是中小河流,縱橫交錯,如此眾多的河流,極易造成洪水災(zāi)害。為防止洪水災(zāi)害給人們造成危害和財產(chǎn)損失,人們不斷在各大河流興建水庫,用于攔截洪水。同時,水庫還可用來灌溉、發(fā)電、防洪和水產(chǎn)養(yǎng)殖,為人們防護洪水災(zāi)害的同時也給人們帶來很大的便利。但,水庫帶給人們便利的同時也存在著巨大的安全問題。水庫的蓄水量巨大,一但發(fā)生局部暴雨洪水,水位超警戒值,極易引發(fā)潰壩事件,輕則造成財產(chǎn)損失,重則造成重大人員傷亡或毀滅性災(zāi)害,將可能給下游區(qū)域造成巨大的損失。特別是近年來,全國各地極端天氣越來越多,特別是汛期,長時間,大范圍的強降雨時常帶來洪水災(zāi)害,強降雨和上游洪峰時常使水庫水位在短時間內(nèi)大幅上漲。水庫安全監(jiān)測一直是我國防汛工作的重點和難點,庫區(qū)的雨量、水位監(jiān)測是非常必要的,實時監(jiān)測庫區(qū)降雨量和水庫水位值等數(shù)據(jù),興建水庫監(jiān)測系統(tǒng)能有效防止災(zāi)害的發(fā)生,確保水庫安全。以往的水庫監(jiān)測方式是人工監(jiān)測或者有線的方式進行監(jiān)測,這種監(jiān)測方式耗費大量的人為物力,而且監(jiān)測范圍小,而且,由于水庫通常都處于山區(qū),布線極不方便,導(dǎo)致有線監(jiān)測的方式建設(shè)費用極高。因此,常規(guī)監(jiān)測方式監(jiān)測覆蓋率、實時性、準(zhǔn)確性等無法達到日漸增長的需求,不能很好地對洪水和暴雨等災(zāi)害進行監(jiān)測和預(yù)警,無法實時監(jiān)測水庫水位信息。為了減少人們的生命和財產(chǎn)損失,急需一種自動化程度高、建設(shè)方便、建設(shè)費用低、實時性高、實用性強、穩(wěn)定可靠的新式監(jiān)測手段。在科技飛速發(fā)展的今天,無線傳輸技術(shù)、監(jiān)測技術(shù)、圖像壓縮處理技術(shù)的快速發(fā)展,使遠程無線視頻成為可能,而且建設(shè)方便快捷、全自動24小時不停歇監(jiān)測。無線視頻由于使用無線網(wǎng)絡(luò)作為傳輸方式,無需人工布線,安裝方便,價格低,可以很好地滿足水庫的距離遠、無人監(jiān)測等實際需求。方案設(shè)計水庫監(jiān)測系統(tǒng)是水利管理部門遠程監(jiān)測水庫的水位、降雨量等實時數(shù)據(jù),同時進行視頻遠程監(jiān)控的有效方式,為保障水庫的安全度汛和安全生產(chǎn)提供準(zhǔn)確、及時的現(xiàn)場信息。水庫監(jiān)測系統(tǒng)要求能做到水庫水雨情的實時監(jiān)測、實現(xiàn)水庫的信息化管理,以確保人們的生命和財產(chǎn)安全。系統(tǒng)要求實時監(jiān)測水庫庫區(qū)的降雨量、實時水位值、視頻監(jiān)控等,可以實時動態(tài)的掌握水庫運行信息并進行預(yù)警,當(dāng)監(jiān)測到水庫數(shù)據(jù)異常時,庫區(qū)管理部門和水利部門可及時采取緊急措施進行應(yīng)急處理。水庫監(jiān)測系統(tǒng)利用現(xiàn)代檢測技術(shù)、無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機技術(shù)等,通過數(shù)據(jù)采集終端實時采集雨量計、水位計的實時雨量和水位數(shù)據(jù),同時攝像機實時監(jiān)測庫區(qū)的視頻數(shù)據(jù),以確保庫區(qū)的安全。前端采集設(shè)備主要是由攝像機、數(shù)據(jù)采集終端、無線路由器、雨量計、水位計、攝像機、供電系統(tǒng)等設(shè)備組成。由數(shù)據(jù)采集終端負(fù)責(zé)采集雨量計、水位計的水情數(shù)據(jù),由攝像機采集圖像數(shù)據(jù),最終數(shù)據(jù)采集終端和攝像機接到無線路由器上,進行視頻和數(shù)據(jù)的遠程傳輸。大壩安全自動監(jiān)測系統(tǒng)充分利用現(xiàn)代檢測技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機技術(shù),通過相應(yīng)傳感器感知大壩的變形、滲流、應(yīng)力、水文、氣象等數(shù)據(jù),現(xiàn)場的遠程監(jiān)測終采集終端通過無線或有線的方式采集前端傳感器的信號并進行預(yù)處理和存儲,根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸體制要求,數(shù)據(jù)采集器自動上報或接收的管理中心的指令后將相關(guān)參數(shù)報送信息中心,在管理中心對數(shù)據(jù)進行處理、統(tǒng)計、整編、分析、預(yù)警等,提高大壩安全監(jiān)測的實時性、可靠性和精度,及時預(yù)報大壩承受能力和可能發(fā)生的事件。同時可通過先進的視頻監(jiān)控系統(tǒng)實時觀測河道、水庫及涵閘等運行情況,為領(lǐng)導(dǎo)決策提供了直觀的圖像信息,系統(tǒng)的建立,可使水利部門的有關(guān)人員實時動態(tài)的掌握水庫運行信息,為水利部門提供盡可能全面、準(zhǔn)確的信息。系統(tǒng)介紹系統(tǒng)主要由3大部分組成:前端數(shù)據(jù)采集、無線數(shù)據(jù)傳輸、中心數(shù)據(jù)監(jiān)測。?前端采集部份主要是數(shù)據(jù)采集模塊和攝像機，數(shù)據(jù)采集模塊實時采集河流的水位值、采集當(dāng)?shù)亟涤炅?攝像機采集圖像,于各監(jiān)測點建設(shè)相應(yīng)的集水位站、雨量站、圖像站于一體的集中監(jiān)測站點。數(shù)據(jù)采集終端串采集到數(shù)據(jù)通過路由器串口接入（路由器自帶一路串口,RS-232/485,攝像機通過路由器網(wǎng)口接入，最終數(shù)據(jù)和視頻圖像通過無線數(shù)據(jù)傳輸通道傳至服務(wù)器。?無線數(shù)據(jù)傳輸主要是通過北京安云世聯(lián)IR系列無線工業(yè)路由器，使用移動運營商的3G/4G無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，隨著無線通信費用的逐年降低，無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)某杀疽苍絹碓降?而且使用無線方式可以節(jié)省大量的線纜成本和土建施工成本。?中心平臺主要由數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和監(jiān)控大屏組成。主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、計算、分析與監(jiān)控等功能，及時對前端返回的數(shù)據(jù)進行處理，實時監(jiān)測降雨量信息，根據(jù)水位及圖像數(shù)據(jù)及時對下游地區(qū)進行洪水災(zāi)害預(yù)警。系統(tǒng)功能多中心多級監(jiān)測，庫區(qū)監(jiān)控中心與市/縣水利局同步監(jiān)測，更準(zhǔn)確、更有效地對庫區(qū)進行監(jiān)測;實時遠程監(jiān)測水庫水位、雨量、視頻數(shù)據(jù)