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《测控1001班 101602104 陈思闻 测控技术在水利工程中的运用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、三峡大坝及其他水利工程所运用的测控技术我国已建堤坝约8.3万多座,坝高15ｍ以上的约1.86万座;堤防长约25万多ｋｍ,其中,大江大河上的重要堤防6.57万ｋｍ.最为庞大的要数三峡大坝.这些水利水电工程在防洪、发电、灌溉、供水和航运等方面,发挥了巨大的社会效益和经济效益,是我国国民经济的重要基础设施.随着西部大开发和西电东送战略目标的逐步实施,高坝大库也越来越多,工程的安全重要性显得越来越突出.并且,大中型水利水电工程规模大、投资多,造价高,少则几亿、几十亿元,多则几百亿元,甚至上千亿元.因此,工程质量的好坏和能否安全运行,不仅会影响工程效益的充分发挥,还将直接关系到
2、下游或两岸人民的生命财产安全.国内外大量工程实践表明,对水利水电工程进行全面的监测和监控,是保证工程安全运行的重要措施之一.同时,将监测和监控的资料及时反馈给设计、施工和运行管理部门,又可为提高水利水电工程的设计及运行管理水平提供可靠的科学依据.一高新测控技术的基本要素及其功能现代化的测控技术,应该具有采集数据、科学管理数据,及时或实时对水利水电工程的安全状况作出分析和评价,并对其异常或险情作出辅助决策等功能.因此,高新测控技术的基本要素包括数据采集系统、数据管理系统和分析评价系统及其计算机通讯网络支撑等（见图1）.（1）数据采集系统通过测控单元（ＭＣＵ）自动采集、笔
3、记本电脑现场采集或人工观测埋入坝体或安装的传感器采集的监测效应量（大坝的变形、渗流、应力应变和温度等）和影响量（水位、气温、降雨和地震等）,并输入计算机的数据库.其中,自动化数据采集系统可以实现实时采集,半自动化和人工采集为定期采集.因此,自动化采集数据一般是对水利水电工程关键部位（或坝段）主要监测量（变形和渗流等）的采集.（2）数据管理系统由数据采集系统采集的数据进入计算机数据库后,由数据管理系统对其进行科学有序的管理.包括将电容、电感、电阻、电压、频率等转换为位移、扬压力、渗流量、应力应变、裂缝开合度以及温度等,及它们的误差识别和处理,并将监测量按有关监测规范进行
4、整编和初分析;编制月报和年报等.（3）分析评价系统分析评价系统根据监测到的数据,进行观测资料的分析和反分析,结构和渗流正、反分析,建立各类监控模型和拟定监控技术指标等;将收集到的工程设计、施工、运行管理、有关法规和规范等方面的专家知识进行编辑,构成分析、评价、辅助决策等方面的知识库和推理分析知识.二（1）数据采集装置 数据采集装置将各类传感器测出的物理量（如电阻、电阻比、电容、电感和频率等）转化为数字量（如位移、渗压、应变和温度等）,即Ａ/Ｄ转换,以便远程输送.（2）数据管理系统水利水电工程大坝可埋有几百个、几千个甚至上万个传感器.如长江三峡水利枢纽建筑物就埋设约一万
5、多个传感器,其采集数据每年达几百万个,并随着观测年限的增加,数据将越来越多,对这些海量数据必须进行科学有序地管理,以便为分析评价系统提供可靠的信息.数据管理系统的核心是数据管理软件和应用软件.（3）数据库管理软件平台 其中以Oracle和Sybase数据库在中国应用最广.目前常用的数据库管理系统有DBase,Foxbase和Foxpro等.而Foxpro为用户级数据库系统,目前采用较多.（4） 数据库逻辑模型 检测的目的是分析评价工程的安全状况.因此,根据分析评价的需要,数据库的逻辑模型包括工程档案、原始数据、整编数据和生成数据等4个分库（见图4）.（5）应用软件 根
6、据数据库的逻辑模型,在数据库的软件平台上,开发和研制数据库的应用软件,主要包括:a菜单编程b原始数据管理的应用软件c整编数据管理的应用软件d生成数据管理的应用软件 三 分析评价系统对水利水电工程监测和监控的目的是,依据监测资料和相应的专家知识,对工程的安全状况作出综合分析和评价.因此,完整的现代测控系统必须包括分析评价系统.其功能是依据监测资料、结构、渗流等分析和反分析成果,以及与工程安全有关的设计、施工、运行管理、法规和规划等专家知识,对监测资料进行分析和评价,从中寻找异常值或不安全因素,并对此进行成因分析和辅助决策等.因此,分析评价系统应包括资料评价、综合检查分析
7、、观测检查、物理成因分析、专家综合诊断和辅助决策等部分,其结构和流程分别见图5和图6.（1） 资料评价 应用时空分布、力学规律、监控模型、监控指标、日常巡查和关键问题等6类评判准则,对监测值进行分析评判,从中识别异常值或不安全因素.（2） 检查分析 对异常值或不安全因素,通过同一部位的同类监测量、相关监测量和环境量的综合分析（或相关分析）检查,从中识别引起异常值或不安全因素的成因.如由观测引起的,则进入观测检查;是由结构和荷载引起的,则进入物理成因分析.（3） 观测检查 对由观测引起的异常测值,首先检查观测记录,然后检查采集系统.对观测记录错误的测值
