數(shù)據(jù)采集裝置主要負責將傳感器搜集到的各種物理量轉化成量化指標，以供數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠很好的存儲，為計算機軟件進行分析工作提供標準化數(shù)據(jù)，大大提高數(shù)據(jù)存儲、分析和傳輸效率。數(shù)據(jù)采集裝置能夠有效避免因傳感距離過大導致傳感信息傳輸效率降低的情況發(fā)生，利用其轉化成為數(shù)據(jù)格式，可以大大延長傳感距離，保證傳輸信息的完整性和可靠性。

　　摘要：目前國內已建設大小堤壩八萬余座，其中高度超過15m的堤壩有1.85萬座，總堤長超過25萬km。上述水利水電設施在泄洪、發(fā)電和水運等方面發(fā)揮了巨大的經濟價值，有力促進了國民經濟的發(fā)展。由于年久失修、工作環(huán)境復雜，許多堤壩都存在各種不同質量程度的安全隱患，嚴重威脅社會安全生產和人民生命財產。因此，如何提高對水利水電工程質量的監(jiān)控水平，保證堤壩安全運轉，是當前水利水電工程管理的一個重要問題。文章介紹了高新檢測控技術在水電工程質量管理工作中的應用。

　　關鍵詞：水電工程師論文,水利水電工程,高新測控技術,應用

　　1高新測控技術的基本要素及其功能

　　將現(xiàn)代化測控技術應用到水利工程安全監(jiān)控中，通過依靠其強大的數(shù)據(jù)搜集和分析功能，將水利工程工作狀態(tài)和質量水平通過各項數(shù)據(jù)指標體現(xiàn)出來，可以讓管理人員及時掌握水利工程運轉狀態(tài)，制定預防措施。當前，許多國家水利工程行業(yè)運用到的高新測控技術，主要包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和分析評價系統(tǒng)及其計算機通訊網(wǎng)絡支撐等。

　　1.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要依靠測控單元來搜集大壩工作數(shù)據(jù)，主要做法是將傳感器埋入到大壩不同部位，再將數(shù)據(jù)線將其與微機系統(tǒng)連接起來，即時監(jiān)控大壩工作數(shù)據(jù)參數(shù)變化情況，主要搜集的數(shù)據(jù)有水流量、流速、溫度、濕度、應力變化等，計算機軟件將上述數(shù)據(jù)進行綜合分析和處理，形成可靠的監(jiān)控報告。

　　1.2數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

　　通過傳感器搜集到的數(shù)據(jù)經計算機軟件處理后，再存入到數(shù)據(jù)庫當中，以供分析人員隨時調取。數(shù)據(jù)庫可以為技術人員提供不同數(shù)據(jù)檢索服務，可以根據(jù)研究需要有針對性的提取大壩運行參數(shù)和數(shù)據(jù)，從而有效提高數(shù)據(jù)調用效率。

　　1.3分析評價系統(tǒng)

　　分析評價系統(tǒng)主要是利用已收集到的大壩運行數(shù)據(jù)，采用正確的分析方法來開展分析工作，以建立各種動態(tài)和靜態(tài)預測模型，找到大壩運行規(guī)律和特點；技術人員將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)有序的編輯成各種報告，以供專家成員開展各種分析工作，為提高大壩工作安全管理工作提供可靠的分析報告和建議。

　　2高新測控技術體系建立與應用

　　2.1數(shù)據(jù)采集裝置

　　從當前水電工程采用的數(shù)據(jù)采集裝置大都可以分為以下兩種：

　　①自動化數(shù)據(jù)采集裝置。這種采集裝置主要在一些發(fā)達國家被廣泛使用，例如美國、加拿大、英國等國的水電行業(yè)都裝備了上述采集裝置，主要產品有美國生產的2300系統(tǒng)、IDA系統(tǒng)；由臺灣科學家研發(fā)的ADAM4000和ADAM5000系統(tǒng)也具有很廣泛的應用；我國自行研發(fā)的FWC-1系統(tǒng)也與上述國家的采集裝置技術十分接近。

　　②人工或半自動化數(shù)據(jù)采集裝置。通過利用人工或半自動化數(shù)據(jù)采集儀，技術人員能夠在大壩現(xiàn)場即時提取傳感器采集到的信息，當前人工或半自動化數(shù)據(jù)采集裝置主要產品類型有：SQ-2型數(shù)字電橋、XJ型數(shù)字式電阻比檢測儀、ZJ型數(shù)字式和PSM-R型電阻比檢測儀。主要在許多發(fā)展中國家被廣泛使用。

　　2.2數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

　　對于大型水利水電大壩來說，必須要成千上萬個傳感器同時工作才能夠全面采集大壩工作信息，國內最大的水利工程：三峽大壩就需要埋設15000多個傳感器才能夠保證信息采集全面性，每年由上述傳感器采集到的數(shù)據(jù)以百萬來計，一年復一年，傳感器搜集到的信息可以用海量來形容。因此，如何科學管理這些海量數(shù)據(jù)，是技術人員必須認真解決的技術問題，這就需要用到數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)來完成這項艱巨的工作。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的核心是數(shù)據(jù)管理軟件和應用軟件。

　　2.2.1數(shù)據(jù)庫管理軟件平臺

　　在當前國內使用最多的數(shù)據(jù)管理軟件主要有Oracle，Sybase，Informix以及SQLServer等4大類。其中Oracle、Sybase這兩種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應用最為廣泛。二者當中又屬Sybase數(shù)據(jù)庫性能更為突出，本文就是采用了Sybase數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)來研究七個水利工程大壩運行情況。

　　2.2.2數(shù)據(jù)庫邏輯模型

　　①工程檔案分庫。該分庫主要負責存儲和管理工程預算、工程安全以及施工質量管理方面的數(shù)據(jù)資料。

　　②原始數(shù)據(jù)分庫。該分庫主要負責搜集和存儲傳感器搜集到的各種物理量，同時將它們準確、完整的傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

　　③整編數(shù)據(jù)分庫。整編數(shù)據(jù)分庫主要負責處理傳感器搜集的原始數(shù)據(jù)信息，將它們轉化為標準數(shù)據(jù)格式：例如根據(jù)分析系統(tǒng)分析需要將原始變量轉化為標準數(shù)據(jù)，例如整理成各類統(tǒng)計表和直觀圖、確定最大、小參數(shù)；統(tǒng)計不同時期數(shù)據(jù)參數(shù)的變化情況等。

　　④生成數(shù)據(jù)分庫。生成數(shù)據(jù)分庫主要對搜集到的大壩運行資料進行系統(tǒng)分析，綜合運用定性和定量分析法來實現(xiàn)，對工程安全進行全方位的分析，以提供科學準確的分析報告，為決策人員提供可靠的參考信息。其主要工作目標是對大壩內部應力變化、外部受力變化、主體結構變量、流體力參數(shù)、壩基位移、壩體變形系數(shù)、壩體內部含水量、過去大壩最大險情等。

　　2.2.3應用軟件

　　主要根據(jù)大壩安全數(shù)據(jù)分析需要，利用軟件開發(fā)技術，開發(fā)一款能夠幫助研發(fā)人員有效處理數(shù)據(jù)的工具，該應用軟件主要包括以下幾種：

　　①軟件菜單編程。主要為技術人員在使用應用軟件時，能夠很好的與軟件進行溝通，通過菜單現(xiàn)實的各種操作功能，實現(xiàn)人機完美結合。②原始數(shù)據(jù)管理軟件。該軟件主要用來協(xié)調不同信息系統(tǒng)之間的工作對接；將傳感器采集到的各種原始信息整理成分析系統(tǒng)對應的標準數(shù)據(jù)格式；將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)編制成各種直觀示意圖等。

　　2.3分析評價系統(tǒng)

　　搜集水利工程運行信息和數(shù)據(jù)的主要目的是為了利用科學方法來綜合評估大壩安全等級。而分析評價系統(tǒng)就是負責完成這方面工作。它主要工作內容有：將傳感器采集到的各種大壩運行參數(shù)例如流量、溫度、應力、滲流量等制成標準化分析報告；利用大壩安全評估方法對大壩進行整體性安全評估，找出安全隱患；提出整改建議等。

　　2.3.1資料評價

　　資料評價模塊主要根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)、物理定律、流體力學、監(jiān)測指標、動態(tài)巡查等判斷標準，對大壩安全現(xiàn)狀開展分析評估，找出各種潛在安全隱患。

　　2.3.2檢查分析

　　主要針對傳感器搜集到的異常參數(shù)進行深入分析，從中找出引起這些異常情況的背后原因。例如判斷水流速率指標的變化是否是傳感器失常工作導致，還是傳輸過程中出現(xiàn)異常等。

　　2.3.3觀測檢查

　　主要負責檢查各種觀測值的異常情況，分析其背后存在的各種原因。主要操作過程：先是列出各種異常觀測值，再從采集系統(tǒng)中將異常觀測值剔除，及時找出導致觀測值異常的原因，并進行整改，使其盡快恢復正常狀態(tài)。

　　2.3.4專家綜合診斷

　　對于一些專業(yè)軟件難以分析的疑難雜癥，可以組織專家進行綜合會診，由大家發(fā)表各種意見和解決方法，找出問題所在并提出有效的解決方案。

　　2.3.5輔助決策

　　主要根據(jù)異常情況的風險大小，發(fā)出不同的報警提示，然后采用不同的應對方法；通常將報警提示分成三種，即一般警情、中等警情和高級警情。通過輔助決策報警提示，能夠為管理人員采取何種應對措施提供可靠提示。

　　2.4計算機及通訊網(wǎng)絡技術

　　對于單個大壩工程的安全監(jiān)測和分析，可以采用局域網(wǎng)來實現(xiàn)，利用通信光纜、微波通信技術實現(xiàn)網(wǎng)絡通信；對于區(qū)域內全部大小水利工程的安全監(jiān)測和分析，可以通過建立廣域網(wǎng)來實現(xiàn)。

　　3結語

　　①現(xiàn)代化大壩安全運行測控技術包含多種功能，例如原始信息搜集、數(shù)據(jù)處理、分析評價等，同時還包括提供這些技術服務的各種軟硬件環(huán)境。

　　②數(shù)據(jù)采集工作主要由傳感系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)完成，以保證現(xiàn)場監(jiān)測信息能夠及時傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

　　③信息管理系統(tǒng)具有采集原始信息、數(shù)據(jù)傳輸和存儲等功能，能夠為技術人員提供強大的信息數(shù)據(jù)處理功能，以提高大壩安全分析工作效率。

　　④分析評價系統(tǒng)主要對各種異常數(shù)據(jù)進行分析，找出其背后的原因，并提供決策參考。

　　參考文獻：

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