水電水利工程中測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用
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摘要:從古至今，堤壩建設(shè)被列為國(guó)家的重中之重，關(guān)系到數(shù)萬(wàn)人民的生命和國(guó)家的繁榮安定。建國(guó)之后，國(guó)家更加重視堤壩工程，以三峽大壩為代表的的高水平多功能堤壩越來(lái)越多。目前為止，全國(guó)堤壩約有80000座，堤壩高度在15米以上的約18500萬(wàn)座，堤壩總長(zhǎng)度超過(guò)250000千米。隨著時(shí)間的推移和自然環(huán)境的變化，很多堤壩出現(xiàn)不同的安全隱患，這些隱患將會(huì)威脅數(shù)萬(wàn)家庭和國(guó)家的安定。因此如何保證堤壩的正常運(yùn)轉(zhuǎn)成為一個(gè)十分重要的課題。測(cè)控技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步為水利水電工程的質(zhì)量監(jiān)控提供了保障。本文將針對(duì)測(cè)控技術(shù)在水電水利工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析研究。
關(guān)鍵詞:測(cè)控技術(shù);水電水利;應(yīng)用;監(jiān)控
國(guó)內(nèi)外的研究和現(xiàn)實(shí)情況都表明，堤壩安全對(duì)國(guó)民的重要性。而其中最重要的則是對(duì)堤壩進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。測(cè)控技術(shù)是水電水利工程的重要一環(huán)。監(jiān)測(cè)和控制是保證大壩順利建成的基礎(chǔ)，同時(shí)也可以將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)及時(shí)傳達(dá)給各個(gè)部門，為下一步?jīng)Q策作出數(shù)據(jù)支持。水電水利工程的建設(shè)都是付出無(wú)數(shù)的的辛勞和大量的財(cái)力與物力。大壩建成中往往是帶動(dòng)周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。在安全和經(jīng)濟(jì)等眾多因素的驅(qū)動(dòng)下，大壩的質(zhì)量問(wèn)題顯得重中之重，而測(cè)控技術(shù)是核心。
技術(shù)監(jiān)控室測(cè)控技術(shù)的重要體現(xiàn)，主要是通過(guò)一切可以使用的高科技手段對(duì)堤壩的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并結(jié)合相應(yīng)的軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將堤壩的各項(xiàng)指標(biāo)可以及時(shí)準(zhǔn)確提供給相關(guān)技術(shù)人員和管理人員，以便于及時(shí)觀察和發(fā)現(xiàn)大壩的問(wèn)題，有利于及時(shí)準(zhǔn)確的做出決策，避免因監(jiān)控不利帶來(lái)的損失。在很大程度上為國(guó)民安全穿上了保護(hù)衣。
1．1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
將水利水電的高端檢測(cè)設(shè)備的系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)向連接，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集統(tǒng)計(jì)。在檢測(cè)中，工作人員將大量的檢測(cè)設(shè)備放在大壩的不同位置，然后將這些設(shè)備與計(jì)算機(jī)相連接，這樣就可以將監(jiān)測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)到的水溫、水流速度、濕度、水流量等數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上。計(jì)算機(jī)中相應(yīng)的軟件會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算，與事先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)做對(duì)比，以此來(lái)監(jiān)測(cè)堤壩的安全系數(shù)，保證堤壩安全。
1．2數(shù)據(jù)庫(kù)
當(dāng)我們對(duì)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與整理之后得出的大量數(shù)據(jù)需要統(tǒng)一儲(chǔ)存留檔，以便對(duì)大壩進(jìn)行系統(tǒng)的預(yù)測(cè)和觀察。同時(shí)也是方便工作人員隨時(shí)對(duì)大壩的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)取和對(duì)比，因而需要對(duì)大壩的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，建立大壩的數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)可以時(shí)大壩的監(jiān)控更加準(zhǔn)確和具有預(yù)測(cè)性。
1．3分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)收集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算后的結(jié)果需要與數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)資料做進(jìn)一步處理。在處理中還需要專業(yè)人員的參與，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的分析，以此來(lái)建立預(yù)測(cè)模型。通過(guò)建立的動(dòng)態(tài)或者靜態(tài)模型可以預(yù)測(cè)和總結(jié)大壩的質(zhì)量安全問(wèn)題。專業(yè)人員還需要針對(duì)分析的結(jié)果撰寫分析報(bào)告并提出相應(yīng)的建議。以便利于后人的管理工作和安全預(yù)案以及緊急情況的準(zhǔn)確處理。
2測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用
2．1數(shù)據(jù)收集設(shè)備
將監(jiān)測(cè)設(shè)施采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)分析整理之后，換化成量化指標(biāo)并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行儲(chǔ)存便是數(shù)據(jù)收集設(shè)備的任務(wù)。數(shù)據(jù)手機(jī)設(shè)備存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)將會(huì)通過(guò)相關(guān)軟件進(jìn)行分析，進(jìn)而提高整個(gè)監(jiān)控工作的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)收集設(shè)備可以及時(shí)將采集到的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行儲(chǔ)存，保證了數(shù)據(jù)的完整性，減少了在傳輸過(guò)程中帶來(lái)的信息損失。數(shù)據(jù)收集設(shè)備一般分為兩類:(1)自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置。發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)自動(dòng)化的采集裝置使用較多，例如英國(guó)、德國(guó)、美國(guó)等等在水電水利方面采用的自動(dòng)化數(shù)據(jù)收集裝置較多。此類的裝置一般為IDA系統(tǒng)和2300系統(tǒng)。我國(guó)研發(fā)的ADA5000和ADAM4000以及FWC－1系統(tǒng)應(yīng)用也十分廣泛，在技術(shù)層面已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。(2)人工或半自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置。這種裝置可以讓工作人員在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)準(zhǔn)確地得到信息，PSM－R型電阻比檢測(cè)儀、SQ－2型數(shù)字電橋、ZJ型數(shù)字式、XJ型數(shù)字式電阻比檢測(cè)儀等都是主要產(chǎn)品。
2．2數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)
堤壩信息的收集需要兩步來(lái)支撐，第一是在傳感器收到數(shù)據(jù)，第二是對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)管理。當(dāng)多個(gè)傳感器同時(shí)進(jìn)行工作時(shí)，同時(shí)收集的大量數(shù)據(jù)傳回到接收設(shè)備，而此時(shí)如何對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的管理成為重要命題。數(shù)據(jù)管理軟件及相關(guān)的應(yīng)用軟件是處理這些數(shù)據(jù)的關(guān)鍵，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中必須包括數(shù)據(jù)管理軟件及其他保障軟件。SQLServer、Oracle等時(shí)目前使用自廣泛的數(shù)據(jù)管理軟件。應(yīng)用軟件最主要的有兩種:原始數(shù)據(jù)的管理軟件和編程軟件。前者是將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，使數(shù)據(jù)更加直觀，后者是提供使工作人員更好操作的菜單。
2．3分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)
一是檢查分析系統(tǒng)，檢查分析是指對(duì)傳感器收集到所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對(duì)其中異常的、有問(wèn)題的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，并找出原因，最后將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)。二是對(duì)資料進(jìn)行評(píng)價(jià)，主要是利用模板對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析包括堤壩的安全排查和隱患標(biāo)識(shí)，確保堤壩的正常運(yùn)行。
2．4計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程操控技術(shù)的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程操控技術(shù)在測(cè)控中起到了至關(guān)重要的作用，在傳感器收集信息之后，通過(guò)遠(yuǎn)程操控將信息傳導(dǎo)到接收終端并進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。遠(yuǎn)程技術(shù)解決了數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的損耗，最大化的解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎蜏?zhǔn)確性問(wèn)題。
3結(jié)束語(yǔ)
水利水電工程建設(shè)起來(lái)關(guān)乎國(guó)家的安全和人民的安全。其建成后的經(jīng)濟(jì) 價(jià)值是不可替代的。因此一直以來(lái)作為國(guó)家發(fā)展的重要基礎(chǔ)建設(shè)。目前的測(cè)控技術(shù)雖然在不斷發(fā)展，對(duì)堤壩的監(jiān)測(cè)已經(jīng)取得了重要的成果，但是仍有很大的發(fā)展空間。技術(shù)不斷發(fā)展完善的基礎(chǔ)上，專業(yè)人員更應(yīng)該以認(rèn)真負(fù)責(zé)細(xì)心的態(tài)度對(duì)待每一項(xiàng)數(shù)據(jù)和每一時(shí)刻的監(jiān)測(cè)。進(jìn)而及時(shí)預(yù)測(cè)并準(zhǔn)確判斷，保證人們和國(guó)家安全。
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作者：胡嘉敏 李海成 田野 單位：沈陽(yáng)理工大學(xué) 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院
