水垫塘实时监控预警系统方案设计

“水垫塘防护结构泄洪消能安全实时监控系统”研究开发的内容和技术手段主要包括了以下几个方面。

（1）传感器的选择与安装。必须采用高性能智能化的位移传感器以保证其在复杂和恶劣水工环境下的长期运行稳定性；测试动力响应的传感器可埋设在水垫塘结构体内部，避免受水流冲刷和侵蚀的影响，耐久性较好。传感器的布设需覆盖水垫塘内的关键部位，即水舌冲击区和壁面射流区的易失稳区域，信号传输线从底板的廊道引出，不会影响结构的正常运行。

（2）监测信号的采集与传输。在线自动化监测系统要实现远程即时触发采集，不仅测读快，测读及时，并且能够胜任多测点、密测次的要求，在时间上和空间上提供更为连续的信息，而且保证了测读的准确性和可靠性。传感器与量测设备之间采用三芯水工电缆通讯，电缆用量小，布置灵活，观测速度快。对监测的动力响应信息进行汇接后，在坝顶上的前端机房显示相关信息、进行数据采集，预留下光纤传输接口，通过光纤传输服务器和后方的监控中心连接起来组网。光纤传输的是数字量，传输距离长、精度高、可靠性高、技术简单。分监控中心和总监控中心的计算机可以远程操控前端计算机和采集设备。(www.xing528.com)

（3）水垫塘底板的安全监控模型和监控指标。开展防护结构（底板、岸坡防护）—水动力荷载—锚杆—岩体（岸坡）失稳破坏不同阶段的耦合动力分析的数值模拟方法研究，精确模拟不同阶段的动力响应特征。把专家经验、人工智能（AI）技术、计算机技术以及相应的数值分析方法有机结合起来，应用模式识别、模糊评判或突变理论，将定量分析和定性分析结合起来，对来自多个传感器的数据进行可靠性检验、分析、归纳和综合，提取了建立监控指标所需的信息特征。对泄洪消能防护结构安全度进行综合分析和评价，并对发现的不安全因素或病害、险情，提出分级报警，实现实时分析泄水建筑物安全状态和综合评价泄水建筑物大坝安全状况的目标。

（4）安全监控的系统集成。综合以上工作集成二滩拱坝水垫塘泄洪安全实时监控系统，该系统的集成采用了“一机四库”结构，即将推理机、知识库、数据库、模型库、图库等有机整合。数据库存储监测数据，模型库存储各监测点的监测模型和监控指标，图库存储各种工程图和计算图，知识库存储领域专家的经验性诊断知识，推理机综合调用数据、模型、指标、图形等，通过基于经验知识的智能推理进行综合分析评判。该系统可以单独运行，也可作为整个管理信息系统的子系统，与大坝其他监控系统和管理系统联合应用。