云平臺在大壩安全監測中的應用與實踐

2019-11-25

一、大壩安全監測的意義與主要環節

大壩的安全運行是水庫發揮工程效益的基本保障，也關系著其影響范圍內人民群眾的生命財產安全及社會經濟發展。大壩安全監測作為大壩安全的耳目，直接反饋工程的客觀作用與演變，及時發現異常并采取措施，確保工程安全運行，在水庫大壩建設期和運行期安全管理中具有舉足輕重的作用。《水庫大壩安全管理條例》規定：“大壩管理單位必須按照有關技術標準，對大壩進行安全監測和檢查；對監測資料應當及時整理分析，隨時掌握大壩運行狀況”。

近年，隨著自動化技術的進步，大壩安全自動化監測得到了廣泛應用；幾乎所有的大中型水庫大壩均建立了大壩安全監測系統，也不同程度地實現了安全監測自動化。但總體來說，大壩安全監測普遍存在一些問題，如軟件較為簡單系統性不強、軟件功能簡單、軟件功能局限性太強只停留在采集階段、軟件無法打通、缺乏通用性平臺等問題。

大壩安全監測一般包括三個基本環節：數據測量、數據采集和數據分析。一個完整的大壩安全監測系統也應該由這三部分組成。

數據量測的功能是在選定的建筑物若干部位埋設或安裝監測儀或設施，通過定時或隨機量測，獲取反映建筑物及相關巖體性狀變化的數據和資料。

數據采集（包括傳輸）是指定時或定期把量測得到的數據或資料通過自動裝置或人工手段或半自動半人工的方式采集起來作短時存放，再集中傳送到近壩區或遠方的監測中心。

數據分析（包括數據管理、分析解釋、安全評價和輔助決策），其主要功能是對傳輸來的各類監測數據和資料進行有序管理，建立數據庫、圖庫、分析模型庫和相關知識庫等，對大壩的性狀變化和安全狀態做出評價。在出現可能危及大壩安全的異常狀況時，及時做出預報進行分級分類報警，并提出應對措施的建議，為主管部門決策提供依據。

二、云平臺在大壩安全監測中的應用與優勢

基于物聯網、云計算、大數據、移動互聯網的快速發展，針對大壩安全監測工作的實際需求，安全監測云平臺應運而生。葛南云平臺基于云計算平臺開發和部署，平臺包括PC端Web應用、智能終端APP應用和微信小程序應用等，功能涵蓋數據采集、儀器管理、數據管理、資料分析、報表報告、巡視檢查、系統管理等，能夠為各類水利工程、巖土工程提供全生命周期全方位的安全監測服務。

云平臺的主要優勢有：

1.云平臺接入快速

用戶可以在云平臺上自助完成新建工程、添加儀器及數據、開展資料分析、導出報表報告等操作，方便快捷，無需協助。

2.自定義功能強大

支持自定義工程特性、自定義監測工程結構（大壩部位、斷面等）、自定義儀器類型、自定義儀器計算公式、自定義儀器組合方式、自定義統計報表報告、自定義統計分析模型等。

3.資料分析功能豐富

涵蓋了安全監測資料分析中的絕大部分功能，并針對不同壩型進行了專題分析功能開發，滿足實際工程應用需求。

4.兼容各類自動化系統

各類自動化監測系統可以快速接入云平臺，基于其自動化采集的安全監測數據，能夠便捷地應用云平臺開展數據管理及分析工作。

5.支持大規模應用場景

適合大規模應用，可以根據云平臺配置的工程數量及規模，動態調整軟件、硬件及網絡資源，保證系統的穩定、流暢運行。

6.購買費用低

用戶通過購買服務的形式使用云平臺，無需支付開發、部署、維護等費用，性價比較高。

三、大壩安全監測云平臺應用實例：芙蓉嶂水庫

芙蓉嶂水庫建成運行至今已60年，芙蓉嶂水庫位于廣州市花都區花山鎮，屬珠江水系。庫區居于山區地帶，主河道長6.6km，庫區河道平均坡降0.0065。水庫總庫容2246.59萬立方米，是以灌溉為主要用途，結合防洪、發電等綜合利用的中型水利工程。大壩包括主壩和副壩，均為均質土壩，主壩壩頂高程50.00m，最大壩高25.1m。上游壩坡采用干砌石護坡，上游壩坡在高程38.45m以上坡度為1:2.5，在高程38.45m以下坡度為1:3。下游壩坡在高程38.45m以上坡度為1:2.2，在高程38.45m以下坡度為1:2.6。下游壩在高程38.45m處設有1.5m寬的馬道，采用草皮護坡，壩坡坡腳設有排水棱體，排水棱體頂高程28.40m，同時在下游坡設置浸潤線觀測管。

芙蓉嶂水庫大壩安全監測全面由葛南云提供技術支撐，由大量傳感器組成的量測系統、以自動采集為主兼有人工采集方式的監測信息采集系統和以信息管理、分析評價、輔助決策為主的安全決策支持系統等三部分構成。它為工程業主、管理部門及設計、施工、科研等單位提供了有關水庫大壩相關性狀變化和安全狀態的信息，在水庫調度、工程安全控制決策方面發揮重要作用。