一、方案背景

2023年小型水庫安全監(jiān)測能力提升試點項目建設(shè)將按照“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一實施、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一支撐”的工作要求，對全區(qū)小型水庫雨水情測報和監(jiān)測設(shè)施建設(shè)項目按高水平、高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量要求開展安全監(jiān)測能力提升建設(shè)，同步開展水工程安全運行管理平臺建設(shè)。通過小型水庫安全監(jiān)測設(shè)施能力提升，實現(xiàn)全區(qū)小型水庫多要素、全過程、全天候監(jiān)測感知，保障監(jiān)測設(shè)施穩(wěn)定可靠、先進(jìn)實用，實現(xiàn)自治區(qū)級平臺基礎(chǔ)設(shè)施集約化、數(shù)據(jù)體系規(guī)范化、應(yīng)用支撐協(xié)同化、業(yè)務(wù)應(yīng)用智能化，保障信息安全有力，數(shù)據(jù)資源互通共享，水庫安全監(jiān)測能力得到顯著提升，全區(qū)小型水庫運行管理更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化。

二、系統(tǒng)組成

水庫安全監(jiān)測能力提升系統(tǒng)由水庫智能感知、物聯(lián)網(wǎng)信息通信、云端智慧監(jiān)控管理平臺組成。小型水庫的在線監(jiān)控具有庫水位、雨量、圖像、滲流等運行數(shù)據(jù)自動釆集、分析、上報功能，自組網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具有全要素采集通信功能，水庫安全監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)云平臺具有監(jiān)測數(shù)據(jù)智能分析預(yù)警功能，實現(xiàn)了水庫運行狀態(tài)感知監(jiān)測、運行態(tài)勢分析、安全管理、巡視檢查在線管理等全面業(yè)務(wù)支持，既能支持單個水庫管理，也能支撐全省、各縣水庫群管理。水庫大壩安全監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)分為四層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、應(yīng)用層。

感知層

實時感應(yīng)水庫大壩監(jiān)測參數(shù)傳感器的狀態(tài)，如變形監(jiān)測、地表沉降、土體位移、土壤含水率、土壓力、滲壓計、水位計、雨量計、GNSS接收機(jī)、固定式測斜儀、滲壓計、高速高清攝像機(jī)、孔隙水壓計、雷達(dá)物位計、拉線式位移計、土壓力計、表面應(yīng)變計、埋入式應(yīng)力計等前端感知設(shè)備；

網(wǎng)絡(luò)層

支持?jǐn)?shù)據(jù)通信，可上、下雙向通訊，支持無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)、短信、北斗、PSTN、超短波等通信方式。感應(yīng)設(shè)備、可通過監(jiān)測預(yù)警平臺的通訊方式，上行發(fā)送至監(jiān)測控制中心平臺。

平臺層

整合各層設(shè)備和系統(tǒng)功能，通過信號的連接，下發(fā)平臺對前端感應(yīng)器的命令，上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲和分析，實時聯(lián)動前端各大監(jiān)控設(shè)備。

應(yīng)用層

監(jiān)測中心通過實時數(shù)據(jù)接收匯集管理及監(jiān)測預(yù)警平臺可以實現(xiàn)各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的共享，對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、分析、預(yù)警和管理。開啟信息發(fā)布途徑，實時展示信息數(shù)據(jù)和預(yù)警信息。

三、系統(tǒng)功能

數(shù)據(jù)實時監(jiān)測：實現(xiàn)在線監(jiān)測的地圖顯示、查看，包括監(jiān)測設(shè)備的快速查詢顯示、監(jiān)測數(shù)據(jù)展示、報警情況顯示及監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線圖的實時展示，通過系統(tǒng)主界面的顯示功能，可以查看設(shè)備的位置、運行狀態(tài)，掌握其水庫庫壩體浸潤線及壩體內(nèi)孔隙水壓力、庫內(nèi)水位、水庫出入入流量、降雨量、壩體位移的實時監(jiān)測。

及時報警：通過布設(shè)在壩體內(nèi)部和表面的各種類型的傳感器，獲取大壩變形、滲流、沉降、位移、水文、氣象等相關(guān)數(shù)據(jù)。傳輸?shù)较嚓P(guān)軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)對整個壩體的全方位實時監(jiān)測。等數(shù)據(jù)超過告警上限時系統(tǒng)自動根據(jù)該預(yù)警數(shù)據(jù)發(fā)布不同級別的報警信息?？稍O(shè)置多級報警，支持彈出軟件窗口報警、郵件報警、短信報警及聲光報警等功能多種方式傳達(dá)至相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和責(zé)任人。

視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控：包括對上下游水區(qū)、壩上、壩下和閘房內(nèi)部的實時視頻監(jiān)控，用戶可以從監(jiān)控終端中實時的看到現(xiàn)場的視頻圖像，同時還可以通過軟件控制現(xiàn)場攝像機(jī)鏡頭以及云臺，根據(jù)需要調(diào)整光圈大小、焦距遠(yuǎn)近、變倍高低以及視頻角度等，滿足用戶對現(xiàn)場多方位視頻圖像的監(jiān)控需要，確保水庫大壩運行安全。

 數(shù)據(jù)分析預(yù)判：對大壩浸潤線、庫水位、實時雨量、大壩滲流量及壩體位移歷史數(shù)據(jù)等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合比較分析，推算出各類壩體運行數(shù)據(jù)的時間和空間的相關(guān)性，綜合判斷壩體健康狀況。

GIS模擬建模：在適用前提下將水庫大壩安全管理過程中的新思想、新方法融入到系統(tǒng)開發(fā)，做到數(shù)據(jù)和圖形相融合、GIS與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，把科學(xué)計算的結(jié)果通過三維情景表現(xiàn)和動態(tài)的形式直觀表現(xiàn)。

操作便捷：具備LCD液晶顯示屏以及多功能輸入鍵盤，用于現(xiàn)場參數(shù)設(shè)置、人工置數(shù)、安裝調(diào)試、狀態(tài)顯示等功能，以及串口配置方式。 支持多種工作模式（包括自報式、查詢式、兼容式等），最大限度降低功耗。

四、系統(tǒng)特點

●一體式立桿設(shè)計，可實現(xiàn)前端站點的快速調(diào)試與部署。

●采用多種終端進(jìn)行多種監(jiān)測，測量精度高，抗干擾能力強(qiáng)。

●采用無線傳輸方式，突破地域限制，適應(yīng)性強(qiáng)。

●基于自主研發(fā)的無線RTU產(chǎn)品，可遠(yuǎn)程對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試維護(hù)。

●基于B/S架構(gòu)的系統(tǒng)平臺，可快速方便的對系統(tǒng)進(jìn)行訪問。

●專屬客戶端支持用戶隨時隨地查看當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)。

●采用防雷、防雨、防潮、輸入信號隔離等多項措施，確保設(shè)備安全、性能穩(wěn)定可靠。

●兼容性強(qiáng)，兼容各種類型的水位、雨量、位移等計量儀表或傳感器。

●超低功耗，核心設(shè)備選用2G/3G/4G/5G/北斗低功耗測控終端，平均工作電流僅10mA，大大降低太陽能供電設(shè)備成本和施工難度。

五、系統(tǒng)意義

水庫安全監(jiān)測能力提升自身的安全系數(shù)，健康長遠(yuǎn)地運行就必須要定期開展安全監(jiān)測工作，落實檢測項目設(shè)置與測點分布設(shè)置的各項要求，加強(qiáng)巡查管理與滲流量觀測，消除水庫上下游存在的各種安全隱患，發(fā)現(xiàn)問題就要立即向上級部門報備，以尋求最為妥善的解決方法，杜絕安全事故的發(fā)生，將因監(jiān)管不力造成的各項損失降到最低。將傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)與水庫大壩實際情況相結(jié)合，自主開發(fā)了專用于水庫大壩的一套智能化、信息化的在線監(jiān)測系統(tǒng)及各類型一體式監(jiān)測站。適用于各類水庫大壩安全監(jiān)測的需求。