自動化監測范文
時間：2023-04-06 19:22:35
導語：如何才能寫好一篇自動化監測，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
中圖分類號： P415.1+3 文獻標識碼： A 文章編號：
一、前言
隨著我國現代技術的不斷發展，我國各行業的自動化建設也是迅速的，自動化系統的廣泛應用，使我國各行業的發展更加迅速。尾礦庫的自動化監測就是現代化技術發展的重要體現，同時也對尾礦庫的發展起推動作用。眾所周知，尾礦庫自動化監測系統安裝前，尾礦壩壩移觀測為人工觀測，觀測頻度不夠，觀測數據較為離散，觀測數據精度不足以滿足壩移預測分析的需要，因此，我們更應該去努力研究自動監測，自動化監測不僅可以彌補人工監測的不足，還能提高效益及準確度。尾礦庫的自動化監測意義重大，是發展的大趨勢，我們應該加強研究。
二、尾礦庫概述
礦產資源是國民經濟的重要組成部分，目前我國的礦產種類齊全，但貧礦較多，且技術落后于其他發達國家，尾礦的綜合利用率僅為7%左右，這使得人們不得不關注尾礦的綜合治理。尾礦是礦山開采的原礦石經選礦或其他工藝回收有用組分后廢棄的固體物料，呈細粉狀，粒徑在0.15 mm以下，一般堆存在尾礦庫中，是工業固體廢棄物的主要組成部分。
隨著科學技術的進步，大量新方法、新技術出現以后，人們逐步認識到尾礦中的大量有用組分可通過現行技術回收，并且一些新材料新產品可用尾礦作為“天然”原料； 尾礦是可以整體利用的具有多種用途的資源，被稱為“二次資源”、“人工礦床”。如今越來越多的人認同尾礦作為資源這個觀念，尾礦的開發利用不僅可以改善生態環境，對保護土地、環境具有積極作用，而且可以降低環境危害，減少環境治理費用，更可以達到充分利用資源，取得經濟效益的目的。
三、自動化監測的基本要求、主要內容及重要意義
1、自動化監測的基本要求
(1)實用性。能適應施工期、運行期及更新改造的不同需要，便于維護和擴充。要求操作簡單，安裝、埋設方便，易于維護。
(2)可靠性。保證系統長期穩定、經久耐用，監測數據具有可靠的精度和準確度。
(3)先進性。自動化監測系統的原理和性能應具備先進性，根據需要和可能采用各種先進技術手段和儀器。
(4)經濟性。系統中軟硬件要求價格低廉，經濟合理，相同監測功能下性價比最優。
2、尾礦庫自動化監測主要設計內容
(1)尾礦壩安全監測。壩體的水平、垂直位移監測，壩體的滲水壓力監測或壩體浸潤線監測，壩體內溫度監測。
(2)數據采集及信號傳輸系統。負責現場的各傳感器信號進行采集，并將信號通過無線方式，實時、準確地傳輸至尾礦庫安全調度中心，供上位機系統使用。
(3)庫區遠程可視化監控。設置庫區閉路電視監控系統，并實施遠程異地視頻信號的同步傳輸與控制，為尾礦庫安全監測自動化系統提供現場可視的、宏觀的圖像信息。
(4)尾礦庫安全監測與調度系統。包含兩個子系統:分析預報系統和調度指揮系統。
3、尾礦庫自動化監測的意義
尾礦庫安全監測實際上是一種管理，包括信息采集、處理、結論的得出、措施的制定、信息的反饋，其根本目的是為了工程安全和效益。隨著科學技術的飛速發展，高新技術應用于尾礦庫監測，減輕了監測工作的勞動強度，提高了工作效率。尾礦庫安全監測應將尾礦庫安全評價與設計參數等指標結合起來制定報警準則，充分利用尾礦庫安全監測的成功經驗和方法，理解、掌握和應用現代化的監測技術，利用科技進步，走即時化、智能化、網絡化的監測道路。
四、系統設計依據和設計原則及系統組成和系統目標
1、系統設計依據和設計原則
（1）監測點的布置，既要保證監測點的位置具有代表性，又要體現其特殊性。
（2）全面、準確地反映壩體工作性態，及時發現異常跡象，滿足安全生產管理的需要。
（3）監測系統的設計和選型，既有先進性又要實用性，在滿足安全監測要求的前提下力求經濟合理。
（4）配置相應的軟件，實現監測數據的自動整理和分析。
（5）整套系統采用分層分布的優化設計方法，硬件及軟件系統均采用模塊化、開放式結構設計，以方便系統升級以及與其它系統的連接。系統設計力求較高的穩定性、可靠性、靈活性、可操作性和可擴展性。
2、系統組成和系統目標
系統組成:尾礦庫區監測系統、GPS壩體表面變形監測系統、尾礦生產視頻監視系統、軟件系統。
系統目標:在任何氣候條件下，實時采集壩體浸潤線數據、壩體內部位移數據、庫水位及降雨量數據、壩體表面水平位移和壩體沉降數據；視頻系統，尾礦管理人員可足不出廠即可直觀察看該庫區尾礦排放生產情況；軟件系統，實時對有關數據信息進行自動采集、存儲、加工處理和輸入輸出，可以利用安全監測數據和各種安全信息對壩體性態作出初步分析判斷和報警，能對尾礦庫安全監測資料進行整編分析，生成有關報表和圖形，并可通過網頁瀏覽和，作好尾礦庫安全運行和管理工作。
五、自動監測系統的設計
1、自動監測系統結構
基于Internet廣域網、礦業公司的Intranet局域網和尾礦庫現場的監測儀器分布網，系統的基本結構設計為Internet-Intranet的C/S (客戶端/服務器)結構。尾礦庫現場采用分布式進行數據采集，采集站一般布置在較集中的測點附近，不僅可隨時切換開/關，而且可將傳感器輸出的模擬信號轉換成抗干擾性能好、便于傳送的數字信號。數據采集儀將監測的數據存入壩上的服務器，所有的客戶端均連接在公司的Intranet上，可直接訪問壩上服務器的數據，而非局域網的用戶則可通過Internet訪問Intranet server獲得數據。
2、監測系統軟件設計
尾礦壩自動化安全監測及預警系統的軟件由尾礦庫的服務器、Intranet和客戶端軟件組成，均是基于VisualC++6.0集成開發環境，秉承了C語言所開發軟件的快速，高效而又短小的特點:
（1）壩上服務器。服務器軟件主要完成數據采集儀控制、數據庫管理和網絡通訊功能。
（2）客戶端。客戶端軟件是對監測數據進行存儲、分析、可視化顯示部分，也是整個監測系統的核心。功能模塊有:在線監測、數據管理、壩體安全評價、安全預警和系統管理模塊。
各模塊之間既有各自的工作任務又相互聯系，其總體結構。其中安全評價和安全預警分析模塊是重點。安全評價模塊根據監測的浸潤線高度、壩體的水平和豎向位移等數據對壩體的安全作出評價，給出壩體的安全系數。預警分析模塊則建立預報專家模型，運用數理統計理論、灰色理論、神經網絡方法和模糊控制理論等，建立預報專家模型系統和模糊推理機。
六、結束語
眾所周知，尾礦庫的自動監測有重要意義，不僅可以使礦產開發得到更好的發展，而且可以使我國的礦產資源得到更好的利用。我們應該掌握影響尾礦庫安全的因素，如尾礦庫及尾礦壩穩定性、尾礦庫防洪能力及排洪設施和安全監測設施的可靠性等。掌握現代技術的基礎上，更好的研究尾礦庫的自動監測。
參考文獻
[1]路美麗,崔莉.影響尾礦壩滲流場的因素分析[J].中國安全科學學報,2004, 14(6): 17-20.
[2]張力霆,齊清蘭.尾礦庫滲流場計算的改進有限元法[J].金屬礦山, 2009(10): 63-65.
篇2
國際上，一些發達國家在滑坡自動化監測方面已經作了很多工作。1960年后，美國、日本、意大利等國家先后利用先進的監測手段，例如GPS衛星定位、遙感、氣象雷達、微振技術等，通過自動記錄、存儲、計算機處理和信息遠程傳輸等一系列過程，達到了對崩塌、滑坡、泥石流等地質災害的實時監測和預報。1983年哥倫比亞水電局研制了滑坡監測的自動數據采集系統，1987日本土谷尚等人研制了滑坡自動化監測系統。我國自20世紀80年代從國外引進了大量滑坡監測設備，也自行開發設計了大量監測設備。在滑坡自動化監測方面，國內三峽庫區的監測應用走在前列，如：1999年在三峽庫區秭歸—新灘段，建立了長江三峽庫區崩滑地質災害監測工程試驗(示范)區，以GPR監測技術替代了原有的精密大地測量技術，初步建立了GPS基準網，一些重大滑坡體上還建立了單體監測網，主要內容包含降雨量監測、地下水位監測、GPS地表位移監測、深部位移監測等。現階段已能通過群測群防與自動化監測相結合實現庫區地質災害險情的及時上報，并為及時的做出應急救援贏得時間。滑坡自動化監測系統是由傳感器子系統、數據采集子系統、數據傳輸子系統和網絡子系統組成的。其工作原理如圖1所示。傳感器用于探測滑坡體的變形和應力應變特征，并將其轉化為模擬量信號或電信號，固定安裝在滑坡體的表層或者深部，主要有固定式測斜儀、孔隙水壓力計、測縫計、GPS接收機等。傳感器的數量、布置和精度要根據滑坡體的變形特征、地形地貌等條件進行選擇。特別是在安裝GPS觀測系統以前，應進行GPS采集信號質量測試，分析研究擬安裝位置是否適合建立GPS觀測站。數據采集系統用于收集、存儲傳感器的監測數據。目前大多數的傳感器均沒有配套的數據采集裝置，一般是通過數據采集儀(如基康公司生產的BGK-MCU、南京南瑞公司生產的DAU2000自動化采集單元)實現數據的自動采集工作。GPS接收機內已經內置了數據采集模塊，具備數據的定時采集功能。數據傳輸系統用于完成數據采集子系統數據子系統用戶間的數據和指令的相互傳遞，實際上控制中心和用戶之間的通信是利用互聯網并通過系統實現的，所以狹義上的數據傳輸系統是指數據采集子系統與數據子系統之間的數據傳遞。數據傳輸方式分為有線與無線兩種。有線方式可以是電纜、電話線、光纖等；無線方式包括公用網絡CDMA、GPRS網絡和衛星通信等，應根據滑坡區的具體條件進行選擇。數據子系統由底層數據庫和主頁兩部分組成，前者用于管理各類監測數據，后者用于分析處理各類監測數據，并將滑坡體的變形情況以圖形和文字的方式反饋給用戶，實現監測預警。自動化監測（實時監測）系指通過各種監測、采集、傳輸、技術，讓目標層人員在第一時間內了解、掌握有關災害體的變形動態和發展趨勢，進而做出決策的多種技術的集合。隨著移動通訊技術、網絡技術以及衛星數據傳輸技術的發展，基于物聯網的滑坡自動化監測將逐部實現預警預報實時、監測數據實時分析處理等功能。監測儀器的智能化和精度也將逐漸改進和完善，最終將達成地質災害遠程實時監控的目標。通過Internet實現地質災害監測數據的在線共享、在線分析處理，及時預報并預警信號，甚至完全實現全部操作的自動化，接到報警信號和災害信息后，管理者可通過網絡平臺進行資源調動、緊急動員，從而實現快速應急響應和災害救援的目的。
2基于物聯網(傳感網)技術的滑坡監測預警系統
從架構上劃分為“4個層次”，即監測感知層、信息傳輸層、數據處理層、預警層，具體過程如圖2所示。2.1監測感知層即數據采集。主要通過GPS、全站儀、測斜儀、裂縫計、孔隙水壓力計、雨量計等設備對滑坡(變形)體發育過程的相關量進行感知，把滑坡(變形)體的物力性質(狀態改變)在系統內轉化成為數字信號，使其可以進入網絡通訊。2.2信息傳輸層利用GPRS技術與移動通訊技術，對各傳感器采集的滑坡(變形)體地質災害監測數據進行傳輸，起著連接感知層與數據處理層的橋梁作用。信息傳輸層是系統結構關鍵的環節，傳輸層的傳輸能力和穩定程度直接影響監控中心對數據的正常接收。2.3數據處理層對信息傳輸層接收的滑坡(變形)體地質災害監測數據進行存儲、挖掘和分析，是整個小浪底庫區滑坡體自動化監測系統的核心部分。數據的分析處理部分主要依靠與系統匹配的功能軟件來實現。2.4預警層基于物聯網的自動化監測系統和管理部門的接口，實現滑坡地質災害監測預警結果的實際應用。通過數據處理層得到的滑坡穩定性信息與分析處理結果，結合小浪底庫區滑坡預警指標及預警閾值，最后經過小浪底管理部門對預警結果的審核、批準，滑坡(變形)體地質災害預警信息。
3結語
篇3
關鍵詞廣播電視無線信號；監測系統；實踐
中圖分類號TN948.7 文獻標識碼A 文章編號2096-0360（2016）03-0024-02
沙灣縣廣播電視臺自從成立以來，無線廣播電視一直和有線電視信號傳送交叉覆蓋，讓廣大人民群眾能夠順暢收聽。無線數字廣播電視的建設完成也讓沙灣縣偏僻山村20萬老百姓看好電視、聽好廣播的問題得到有效解決，調頻廣播由最初的1個頻率增添到當今的5個，可是無線信號的監測變成急需解決的問題。2012年，我縣廣播電視臺開發了廣播電視監測系統，使用至今為相關人員第一時間發現和解決問題提供了便利。
1自動化監測系統概述
無線發射臺是將電視、廣播信號傳輸到百姓家中的基本設施。經過構建一套科學、高效的無線發射臺信號自動化監測程序，能夠提升無線發射臺的安全傳輸水平。第一時間發現傳輸安全隱患，信號監測地點的選擇特別重要，經過對無線發射臺輸入信號源、切換器、接收設施、分配器等有關節點的信號加以監測，完成機房鏈路的全過程監視，有利于工作人員了解每個信號節點的狀態。沙灣縣無線廣播電視信號監測程序是一個效能齊備、技術領先、統一監測的無線電視、廣播信號監測軟件，其運用全向天線接受、數據庫、信息壓縮等先進技術，由一套全向廣播、電視天線陣、指標智能測量、計算機硬盤刻錄設施、頻率掃描程序、查詢程序、數字報表程序構成。能夠即時掌握本縣空中電視、廣播信號的傳輸狀況。此程序運用板塊化設計，運維便利，在配給移動天線的狀況下，此套設施能夠放到移動監測車中實施動態監視，為找尋不正當電視、廣播節目提供了先進措施，為廣播電視信號的安全傳輸奠定了技術基礎。
2自動化監測系統的基本要求
為確保監測程序安全、平穩、有效運行，另外能夠順應將來發展趨勢，程序應當達到。
2.1穩定安全
使用嵌入型一體化設施。信號監視、故障警示、設施監測都使用嵌入型板卡實現，每一個模塊均能夠進行熱插拔。
2.2面向業務
使用面向組織效能的客戶模式，對業務過程進行壓縮，利用目標導引將結果導出，防止繁雜配置與多次錄入。
2.3便于運維
監測程序發生問題會馬上報警。運維工作者僅需要更新有關問題模塊，更新后不用重新設置。
2.4規范標準
程序硬件接口依照國家統一要求、電源系統運用電信級模式、各層級協議參照政府相關要求與行業指標。
2.5靈活擴展
監測前端使用全IP結構，支持廣播電視領域每一種數字/模擬廣播信號的錄入。程序運用開放協議的分布監視形式，能夠和其他程序板塊和硬件設施進行延展銜接。
3自動化監測系統實現的基本功能
3.1全方位信號接收功能
調頻電視全向天線陣由六副對數天線構成，相鄰兩個天線的夾角為60°，可以無死角接收無線TV/FV信號，確保在一定范圍內都能夠收到，讓不正當信號沒有機會可利用。
3.2接收信號硬盤存儲功能
客戶可使用計算機設施設置、保存與修改正當頻道、頻率表和正當頻率、頻道的日常播放表，當作找尋不正當信號的比照信號，可以對存有異常的頻率、頻道信號加以搜集且儲存、回訪儲存的影像資料，且可以保存到客戶選定的地點，有助于工作者查找以前材料，實施對照探究。3.3掃頻與方向測定功能該程序能夠同步對每個天線接收的電視頻段或者廣播頻段的所有頻段信號進行即時頻譜掃描，還能夠由客戶選定頻段加以掃描，另外還能夠對選定的諸多頻點實施掃描，能夠依據儲存的正當電視、廣播信號和掃描的信號進行比較，當產生和設置、保存的正當電視、廣播信號有出入的信號時，確定為非法電視、廣播信號，這個時候六幅畫面同步定頻掃描且發出警示信息，頻譜數值最大的方向能夠確定為非法電視、廣播信號的傳輸方向。
3.4可以實現場強的準確測量
實現場強的精準計量是監測程序能夠高效工作的基礎，從接收機中獲得的中頻AGC電壓信號的變動和信號場強變動兩者間呈現為十分繁雜的函數關系，另外該電壓不但和接收的頻率有關系，另外還和首個接收機高頻回路的特殊性質有關系，不可單一地運用此電壓來測量接收的場強。對于某一臺接收機，在接收一個頻率的過程中，將各個場強狀況下的中頻電壓與頻率逐一記載下來，構成場強表格a，經過長期的剖析與實踐，依據已構建的數學公式S=F(V,a)其中，S代表的是場強，V代表的是中頻電壓，a代表的是場強表格。為了讓計量結果達到有關精準度要求，可每間隔l0dB場強測量獲得一個電壓數值而場強不單單是中頻電壓的函數，同時是接收頻率的函數，即記錄有頻率的場強表格具有二維屬性，假如要更改100個頻點的場強，繪制場強表格就要得到1000個計量信息，此在實踐過程中有很大難度，所以一定要運用先進的技術舉措降低場強表的數字數量。構建同一個接收機的場強計算公式S1=F1(V,f)其中，S1代表的是場強，V代表的是中頻電壓，f代表的是接收頻率。由于各個接收頻點均有一個場強表a=A(f)因此，Sl=Fl(V,f)=F(V,A(f))將場強表中的頻點降低為4個，共計40個計量點。所以對于任一接收機，只要檢測40個數據當作場強表，便能夠核算出任一接收頻率下的場強表，能夠明顯的減少生產運行過程中的工作數量。用真實的數據來核算出接收94.3MHz等頻率時的場強表。進而核算出某個頻率的場強。
3.5綜合報警
軟件支持多個類型的報警方法，來警示機房值班者。支持OSD狀態燈報警、清楚語音報警、圖像四周顏色變成紅色等即時報警模式。運用語音報警程序，利用網絡地址整理源自于諸多監測主機發出的報警信號，通過邏輯處置后再實施語音報警，且可以依據報警信息的差異按類顯現。能夠對報警信息與報警原則進行自主設置。配置有語音文件庫，能夠依據報警信息智能形成語音文件，無需人工錄音。利用音頻混合器，把節目伴音統一發送出報警器，實現任一選取節目監視節目伴音。
3.6系統管理
數據庫管理：程序能夠即時記錄監視故障與監測數據，且能夠利用互聯網隨時進行查詢。能夠從故障出現起止時間、故障出現類別、故障出現頻道等多個選項中選取任何一項來實施數據庫記錄的查閱工作。用戶權限管控：支持2個層級的用戶，一個是普通用戶，另一個是超級用戶。后者擁有增添或者刪除程序用戶的權限，而前者不具有此權限。
4總結
長期以來，我們始終對本縣監測程序的運用進行研究。作為一名長時間奮斗在一線的技術工作者，解決存在的缺陷與不足，不能僅依托夜以繼日的工作來預防非法信號的入侵，更關鍵的是依托高科技設施，特別是縣一級的廣播電視臺，技術工作者匱乏，設施滯后，資金嚴重不足，預防不能僅停滯在口頭層面上，要實現安全、高質量、高效播出，一定要從技術、設施方面想方法。我們經過開發機房自動化信號監測軟件，實現了機房工作人員第一時間發現故障隱患，技術人員能夠利用報警效能逐個找尋，完成軟件故障的排查，比單單依托值班工作者監視故障更客觀、更高效，保證了節目的安全、零秒、優質播出。
參考文獻
[1]劉羽丹.廣播電視監測技術的應用[C]//2006全國廣播電視發射技術論文集（1）.2006.
篇4
【關鍵詞】 自動化監測 市政建設工程 應用
中圖分類號：TU99 文獻標識碼：A 文章編號：
前言
一、貫徹實施自動化監測是市政建設工程的發展趨勢
隨著國家經濟的飛速發展, 各項工程建設不斷開展, 各種安全事故也伴隨著不斷出現。嚴重威脅國家和人民財產和生命安全。因此, 建設工程安全監測就顯得尤為重要。目前, 工程建設中安全監測大多采用傳統的方式, 即將傳感器埋設于需要監測的位置, 監測人員間隔一段時間必須到現場取得相關數據。人工測量存在多方面的問題, 不能實時監測數據的變化; 由于監測的位置一般是結構特殊部位, 測量人員的安全也不能得到保障; 測量勞動強度大; 人員不可到達的地點不能測量, 關鍵的數據難以獲取; 數據處理難度大。遠程自動化監測系統可以有效地解決這些問題。
1、市政工程監控的意義
市政工程主要是指市政設施建設工程。它一般為國家的基礎建設，包括城市及農村的公共交通設施、給排水、防洪、防水、照明、環境衛生等基礎設施建設，是居民生存和發展的物質基礎，也是民生之本。隨著我國經濟持續高速增長，基礎設施建設投資項目在不斷增加，很多市政施工企業也大量發展起來。但由于市政工程本身復雜、外部環境、天氣等因素影響，施工總體難度偏大，造成整個工程項目的質量難以控制，經常發生重大工程質量事故，這些沒有質量保證的工程項目給國家和人民的生命財產造成重大的影響，也給整個社會帶來負面影響。目前，市政工程質量問題已成為國家加大基礎設施建設、提高居民生活水平、確保國民經濟可持續發展等重大決策的重大問題。分析市政工程項目質量的影響因素，研究市政工程項目質量控制方法，對加強工程質量監控、提高市政工程質量水平都有著極其重要的現實意義。
2、自動化監測的概念
在建立統一的設備監控平臺的基礎上, 用自動的方式利用服務器對網絡中的設備進行輪詢實時收集運行和報警信息把操作人員從對眾多設備的人工巡檢工作中解放出來,專注處理聯系協調工作。在設備出現故障時用聲光報警用圖形化的方式顯示報警位置和具體信息給操作人員進行故障定位和故障原因判斷提供數據依據。正確、安全傳輸高質量的信號是總控的主要工作,但是以前對信號質量的監測是通過技監設備用人工方式抽檢速度和準確度都沒有辦法保證,在同時多個信號同時傳輸時,沒有能力及時發現信號質量的變化。在新總控監測系統的設計實施中把對信號質量的實時監測也提到了一個重要的地位。選用可以使用計算機進行監測控制和數據收集的視音頻監測設備對系統中正在傳輸的視音頻信號進行實時輪詢及時的捕捉到信號質量的變化采取對應措施保證高質量的播出 。
自動化監測手段能夠有效監測到目標物的實時的變形情況, 為施工提供及時有效的信息。其中合理選用各種監測儀器設備尤其重要。而且儀器設備的高質量與高精度也起到了極其重要作用。自動化監測手段在市政工程建設過程有著廣闊的發展前景。合理應用自動化監測手段更能有效地全面的掌握監測目標物的變形狀態, 只有這樣才能更加能確保工程安全。
二、自動化監測技術在市政建筑工程中的應用現狀
1、自動化檢測在市政建筑工程中的應用原理分析
光纖傳感器是集傳感和傳輸于一體的測試器件，將機械變化量轉換為光變量，進行測量的系統。光纖傳感器有著得天獨厚的優點，光纖具有質輕、體積小，易于埋入任何形式的構件中，而不會對結構和材料的性能和被測區的應力、應變狀態產生較大影響。此外，光纖傳感器還具有靈敏度高、精度高、抗電磁干擾、耐腐蝕、電絕緣性好等特點。光纖光柵傳感器采集到應變、溫度或者壓力等物理量變化后，轉成光信號（光波的波長變化量）通過光纖傳輸到光纖光柵解調儀中，由光纖光柵解調儀采集數據并進行分析。高智能傳感器可以對傳感器進行非線性補償和溫度補償，提高了測量結果的準確度。測量結果在保存到傳感器內存中的同時，還可以經總線接口芯片轉換為統一的總線接口，進行自動測量。其工作原理為：傳感器感應出的交流頻率信號首先進行放大濾波，然后送入到微處理器中進行頻率測量；溫度傳感器測量出待測點溫度值后輸出給微處理器。微處理器讀取存儲在內存中的標定參數與溫度補償系數，經計算處理后將頻率信號轉換成待測的物理量數據。
2、光纖光柵傳感器的工作原理
結構健康監測是通過一系列傳感器對結構的響應按照一定的采樣頻率進行測量，從這些測量值中抽取對損傷敏感的特征因子，井對這些特征因子進行分析，從而獲得結構當前的健康狀況。光纖光柵傳感技術是利用紫外光在光纖內部寫入的光柵反射或透射Bragg波長光譜，實現被測結構的應變和溫度量值的變化測量。光纖光柵的反射或透射波長光譜主要取決于光柵周期和反向耦合模的有效折射率，任何使這兩個參量發生改變的物理過程都將引起光柵Bragg波長的漂移。所有引起光柵Bragg波長漂移的外界因素中，最直接的為應變參量，無論是對光柵進行拉伸還是壓縮，都會導致光柵周期的變化。
3、市政建筑工程中，自動化監測方法的特點
與傳統的人工測量相比較有以下幾點特點:
（一）實現實時、連續跟蹤測量, 不受外界因素的影響, 而常規監測, 只能在地鐵晚間停運后進人隧道工作, 也只有3 一4 個小時。
（二）整個測量觀測、記錄、存儲、計算和出報表等工作完全采用自動化, 避免人工記錄、謄寫和計算而出現的錯誤, 保證了監測精度。
（三）根據監測點的不同要求能以不同顏色直觀表示其變化形態幅度及范圍。
（四）根據工況情況要求能自動設置預警、預報和報警三級裝置, 保證施工階段全過程的安全。
4、自動化監測系統在市政建筑工程中的重要作用
為了確保工程建設中的安全, 監測點的數據需連續不間斷采集, 這就要求監測系統能夠穩定、可靠而又要長期實時地工作。另一方面, 為了節省人力物力, 提高監測效率, 監測系統還需實現無人值守的遠程自動化監控。因此, 遠程自動化監測系統應具備以下幾個主要特點:
（一）實時監測功能
能實現對監測點進行全天候連續觀測, 同時能夠及時將監測數據傳回主控中心, 進行實時解算分析;
（二）數據通信功能.根據實際情況采用可靠有效的通信介質, 實現遠程海量數據的采集和傳輸, 并實現現場工控機與控制中心的遠程通信;
（三）遠程控制功能.監控中心能夠遠程響應現場工控機的數據指令, 了解設備的運行情況, 并作回應以控制其數據的采集與傳輸;
（四）數據綜合處理功能.對接收的數據能夠快速進行解算分析, 報告實時測值狀態, 結果信息的顯示、打印、進庫;
（五）系統的故障自診斷功能.中心監控軟件能夠判別系統故障原因;
（六）具有預警功能. 此系統可以根據現場實際情況設定初始參數定義預警界限, 當信號發射裝置到達并超過預警界限時進行報警提示。
結論
工程建設遠程自動化安全監測系統的研究和開發是一個多學科、多分支且綜合程度高的課題, 涉及到測繪、力學、電子、數學、控制學、計算機技術等多個學科, 且針對不同的具體工程實際和監測項,涉及到不同的方式和方法。對某一條具體的實際工程項目, 首先應該根據該工程建設的安全級別和程度, 確定該工程的安全監測項目和警戒值, 選用相應的監測儀器、配件和系統軟件建立遠程自動化監控系統。為滿足實時、連續、遠程、非接觸現代工程建設安全監測的要求, 系統涉及到傳感器、數據采集儀、信號的發射和接受、數模轉換的配置、系統軟件開發等多項技術。
【參考文獻】
篇5
關鍵詞：水電站；安全監測；水利工程
我國水電站大壩安全監測自動化建設正在持續進行，它與水電站大壩建設的關系非常密切。
1 水電站大壩安全監測自動化的意義
做好水電站大壩安全監測有非常重要的意義。它決定水電站大壩建設是否具有經濟效益，如果水電站大壩建設出現安全問題，其經濟效益就會降低；它決定水電站大壩建設是否具備社會效應，水電站大壩如果出現安全問題，波及的范圍將非常廣泛，其安全事故會帶來人民生命財產安全的問題；它決定水電站大壩建設是否具備環保效率，建設水電站大壩的前提是不能破壞當地的環境，需讓水電站建設具備環保效應。目前我國應用自動化的方式進行水電站大壩安全監測作業，它的自動化發展的現狀決定水電站大壩安全監測的質量。為此，本次研究探討了水電站大壩安全監測自動化的現狀和展望問題，提出的發展趨勢可作為水電站大壩安全監測自動化建設的目標。
2 水電站大壩安全監測自動化的現狀
2.1 大壩監測內容的現狀
目前我國除了巨型水電工程能實現全程安全監測以外，其它的工作只能在部分環節開展自動化安全監測。當前我國水電站大壩安全監測的重點如下：
變形監測。變形主要分為水平變形和垂直變形兩種。以觀測大壩的某一段為例，通常監測單位會在壩頂與壩后坡設轉傳感器，監測垂直變形；在內部設置傳感器，監測水平變形和沉降變形。
滲流監測。滲流監測的重點為監測滲透壓力和滲流量這兩個參數。以監測一段大壩的滲流參數為例，監測單位通常每隔一個壩段便設置一個傳感器，傳感器能采集排水溝積水數據，中央控制系統可根據這類數據分析大壩滲流的情況。
應力監測。目前我國只有巨型的水電站才監測應力參數，中小型水電站已不再通過監測這類參數了解水電站大壩安全的情況。
2.2 大壩監測設備的現狀
我國的水電站大壩應用自動化的設備進行安全監測，其中最主要的幾項設備如下：
傳感器。目前我國已經在水電站大壩安全監測中應用了智能傳感器，這種傳感器把數據收集和信息技術處理相接合，采集的數據可成為中央集成系統數據分析的依據。現在傳感器可采集的數據范圍為水平位移、垂直位移、揚壓力和地下水位、滲流量、應力和應變等數據。
量測控制設備。它又被稱為MCU，負責水電站大壩安全監測設備的工作流程，比如它可控制傳感器、通信設備、存儲設備、電源設備、輔助設備工作等設備的作業，使每個監測環節緊密聯系，形成程序化的作業。MUC內設數據存儲芯片、自帶電源及蓄電設備、自設防雷裝置。它兼容多種通信協議，能用無線和有線的方法傳輸數據；自設人工比測模塊接口，可外接讀數設備。
其它外接設備。其它外接設備包括打印、繪圖設備、UPS設備等，它們能拓展水電站大壩安全監測系統的功能、優化監測系統的運行。
2.3 大壩監測系統的現狀
硬件設備。水電站的中央處理器應用最先進的計算機主機，服務器的運行速度快，它能實現中央集成控制、分析海量數據、完成數據管理的功能。
軟件系統。中央處理器的運作目前使用WINDOWS系列軟件，該軟件為一種系統平臺標準。水電站大壩安全監測控制軟件使用MCU自帶的軟件，數據管理系統應用OFFICE套裝系列軟件中的EXCEL軟件，它與WINDOWS系統同為微軟公司開發的軟件，兩種軟件能相互兼容，這種數據庫軟件也是目前被應用得最廣泛的軟件。
通訊系統。水電站的安全監測系統對數據傳輸的穩定性要求較高，為了提高通訊質量，目前大壩應用光纖設備作通訊設備，通訊方式以有線數據傳輸為主，無線數據傳輸為輔，通訊協議應用IP/TCP協議，網絡構成方式為穩定性較強的局域網絡。
3 水電站大壩安全監測自動化的展望
3.1 監測范圍的展望
目前，我國水電站大壩安全監測范圍的問題為局限性的問題，即水電站大壩安全監測需要哪些數據，就監測哪些數據；出于成本的考量，可以放棄一些不重要的數據監測，僅監測重要的數據。這種安全監測方法會漏掉一些監測的細節，可能會埋下安全監測的隱患。未來，人們提出水電站大壩的建設要與監測緊密結合，這是指大壩在建設的時候，就要考慮到全程監測的問題，把安全監測納入水電站大壩建設的體系。如果能實現這一構想，未來的水電站大壩就能采用以下的方法開展安全監測：全程化的安全監測，即突破目前局部監測的現狀，實現全程監測；重點化的安全監測，即對部分重點位置采取精細化的監測措施；動態化的監測，即應用數據監測優化大壩建設，讓安全監測數據為大壩建設提供科學依據。
3.2 監測設備的展望
監測系統的硬件設施未來會向以下幾個方面發展：標準化的方式發展，監測設備需要大量的電氣自動化產品，雖然在微軟公司的提議下，目前電氣自動化產品的接口已經標準化，但是電氣設備的型號、性能、參數等指標還未實現全部統一化，未來，監測系統的硬件設施會向統一化的方向發展。數字化的方向發展，水電站大壩安全監測系統如果要全面實現集成化的監控，就必須應用數字化的設備。智能化的方向發展，未來監測設備能實現智能判斷、智能控制，減少人力資源的干預。
3.3 監測系統的展望
目前人們提出了集成化、智能化、精細化監測系統的構想。以集成化來說，未來水電站大壩的中央處理系統能夠集成所有設備的運作，實現監測作業的橫向聯系；集成數據采集、分析、存儲的全面監測管理，實現數據通訊的縱向監測。未來，水電站大壩安全監測系統的作業幾乎不再需要人力資源的干預。
4 結束語
目前我國水電站大壩安全監測自動化還未實現全面監測、全自動監測、精細化監測，其監測的結果還比較粗放，監測數據的利用范圍還比較狹窄。本次研究對水電站大壩安全監測自動化現狀進行分析，在此基礎上提出了它未來發展的趨勢，相關的部門可以以本次研究提出的發展趨勢為目標，推動水電站大壩安全監測自動化的發展。
參考文獻
[1]茍曉麗.施工期大壩安全監測自動化系統的實施技術探討[J].水電自動化與大壩監測，2014（1）.
[2]張文飛.淺述水電站大壩安全監測現狀及其自動化動態[J].廣東科技，2013（10）.
[3]楊新利.淺談自動化技術在水庫大壩安全管理中的應用[J].陜西水利，2013（1）.
[4]李季，陸聲鴻，郭晨.李家峽水電站大壩安全監測自動化系統[J].水力發電，2005（6）.
篇6
1單尺傾斜計算
單個水平尺的傾斜值根據T＝C0＋C1E＋C2E2＋C3E3＋C4E4＋C5E5進行計算。式中：T為單個水平尺的傾斜值，mm／m；Ci為儀器系數，由廠家提供；E為單個電水平尺本次測量的電壓值，V。
高程計算（考慮尺鏈傳遞）假設由n個電水平尺組成尺鏈，且1號尺起端為計算基準點，另一端為高程測試點，其他尺寸同樣表示，則該電水平尺鏈上各測點高程的計算公式為Hn＝B＋T1L＋T2L＋T3L＋……＋TnL。式中：Hn為第n個電水平尺的測點高程，mm；B為基準點高程，mm；Tn為第n個電水平尺的計算傾斜值，mm／m；L為單個電水平尺的長度，m。起算基準根據傳感器的設計情況進行相應選擇。
2自動系統設計
使用與ELbeam傾斜傳感器配套的CR10X數字自動記錄儀實現自動化。CR10X數據記錄裝置不僅可靠，而且可以兼容幾乎所有的傳感器和數據采集單元。獨立的一個數據記錄裝置可以讀取小范圍內的很多支傳感器，電信號的傳輸會隨著傳輸電纜長度的增長而呈非線性衰減，采取配置信號放大器、防雷濾波器減少隧道內因電纜過長而導致的信號衰減以及列車駛過時造成的信號干擾，系統組成見圖3。
3系統特點
1）高分辨率。電水平尺的最小量程為1″，根據L（sinθ1－sinθ0），在1m長的梁兩端可以檢測到0005mm的豎直位移變化。2）可靠的測量數據。當電水平尺梁的長度確定后，其傾角的變化量可以精確地換算成梁兩端的沉降位移量，并將多個梁首尾相連，能夠計算出各端點的絕對位移量，與當地高程系統聯測一個梁端點的高程，可以得出所有梁端點的絕對高程。3）安裝簡單。電水平尺安裝無須復雜的工具，且梁的長度可以根據現場施工條件靈活變化，不受外界條件限制。4）數據自動傳輸。通過有效的電纜可以把實時采集到的數據傳輸到CR10X，并由電腦實時查看原始數據，一目了然。5）遠程監控。通過自動化處理軟件對采集到的電信號數據轉化成直觀的沉降數值量，并通過現有通信技術實現定期發送SMS短信，實現遠程監控［10］。
4應用實例
4．1基本情況南京明基醫院位于南京地鐵元通站—中勝站區間和中勝站西站廳地鐵線路南側，主要由地鐵廣場樓、住院大樓、辦公樓組成，基坑與地鐵車站站臺邊線的距離為13～25m。施工場地位于南京河西地區，場地地貌單元屬于長江漫灘之上，中勝站及地鐵線路所屬區間場地地表為人工回填土和新近堆填土，地下覆蓋層主要為軟弱黏性土及飽和砂土。場地內淤泥質土飽含地下水，水位在地面以下03～05m，年最大水位變化幅度小于1m，一般在05m左右。
4．2監測目的明基醫院施工屬于中勝站地鐵保護區范圍內，為確保地鐵的運營安全，需布設測點進行監測。
4．3監測方法及項目以電水平尺法自動監測為主，人工監測為校核手段，監測項目主要有豎向位移監測、差異沉降監測。
4．4監測點的布置根據現場測量，明基醫院基坑與站臺邊線的最近距離約為13m，基坑最大開挖深度低于地鐵隧道底標高約8m。為了保證地鐵隧道的安全，選取明基醫院地鐵廣場樓側地鐵隧道作為監測段，選用成熟可靠的sinco監測設備和軟件，建立自動化監測系統。選用35支3m長的電水平尺，首尾串聯構成約100m長的監測尺鏈線，緊貼地面安裝在軌道的道床上，將CR10X數據自動采集器就近安置在隧道側壁上，同時，在中勝站站臺上設主控計算機對監測段地鐵隧道現場數據進行自動采集、存儲、處理及傳輸。電水平尺、人工監測點位置與最近地鐵軌線的水平距離為02～03m。在地鐵隧道與車站間的結構縫兩側約1m處的道床上布設1對沉降監測點（如圖3所示），用于結構差異沉降監測。
4．5電水平尺監測系統組成
4．5．1硬件要求
4．5．2軟件要求1套實時數據控制軟件Logger－Net，1套電水平尺自動化處理軟件，分析并處理采集器采集到的數據，形成直觀變形曲線圖。
4．5．3監測基準點的確定根據基坑開挖對地鐵的影響范圍，選取在影響范圍外的一支梁的端點作為本次監測的基準點，并與二等水準基點聯測，檢測基準點的穩定性。電水平尺基準點應與人工水準測量點共用，由人工從車站內穩定基點引測到電水平尺基點，其基點高程變化應與水平尺監測數據進行修正。
4．5．4初始值的測定系統調試完畢后，選擇運行后第1天的24個周期的平均值作為本次監測的初始值，每周期數據均與初始值作比較，得出每期數據的變化量、日變化量和累計變化量。電水平尺自動化監測系統每1h對監測數據采集、處理一次，定期用二等水準點進行人工復核，同時，定期對地鐵隧道與車站間的結構縫差異沉降進行監測。
4．5．6報警設定地鐵隧道的最大沉降值應≤10mm，報警值為最大值的1／3，警戒值為最大值的2／3。操作人員可以通過控制軟件的界面對數據采集器進行采集間隔時間等工作參數的設定或修改，一旦采集到的數據達到或超過預先設定的報警值，計算機就會以色彩和音響的方式發出報警信息，自動通過手機短信向有關單位報警。地鐵隧道與車站間的結構縫差異沉降＞±3mm時預警，＞±5mm時報警。
4．5．7數據分析比較
4．5．7．1明基醫院基坑開挖各階段數據比較選取4個時間點對8個典型監測點進行沉降值比較。由于845點位于變形區10m外，受施工降水影響，沉降不明顯，而850，855，860，8704點位于基坑一側，土體開挖時有較大沉降。其中，2006年7月15日，地鐵保護區內的明基醫院基坑開挖到底部時地鐵隧道的最大沉降值為7．0mm，隨著基坑底板澆筑以及地下水回灌后，地鐵隧道底板有不同程度的回彈。
4．5．7．2地鐵運營和停運對自動監測的影響地鐵運行時，列車震動和隧道內空氣濕度均會對電解質傳感器造成一定影響，系統在整個施工期間，每天的變化量對運營和停運分析沒有可比性，而提取其中的某一時段作為列車停運與運營對該系統的影響分析則具有一定的可比性。每天00：00至06：00作為地鐵停運期，其他時段作為地鐵運營期，平均后分析比較，列車運行期間與停運期間各點差值很小，最大為0092mm，最小為－0002mm，總體趨于平緩，列車運行和停運對自動監測的影響。
4．5．7．3人工監測與自動監測數據比較按照二等水準技術標準布置Y6～Y12監測點，采用人工進行沉降監測，監測頻率為1次／d，監測時間為每天00：00至03：00。自2006年7月5日采集初始數據后開始正式運行自動化監測系統，1．5個月后將人工監測的數據累計值與自動監測的累計值進行比較，其差值均在±03mm，證明二者數據是吻合的，不存在明顯差異，同時也證實了自動化監測系統的可靠性。人工監測與自動化監測累計變化量比較如表2和圖9所示。
4．5．7．4地鐵隧道與車站間結構縫的差異沉降在地鐵隧道與車站間的結構縫兩側約1m處的道床上布設1對沉降監測點（如圖3所示），定期或根據監測結果用精密水準測量方法監測2點間的高差變化，確保基準網的正確。
5結論與討論
篇7
關鍵字：運營期；地鐵；沉降監測；數據處理；自動化
中圖分類號：U45 文獻標識碼：A
隨著經濟的發展，越來越多的城市開始興建地鐵工程。地鐵建造在地質復雜、道路狹窄、地下管線密集、交通繁忙的鬧市中心，其安全問題不容忽視；因此，隧道結構沉降監測是地鐵施工期和運營期的一項長期任務。由于觀測周期短、時間長、數據量大，給內業數據處理帶來巨大困難，導致工作效率低下。根據地鐵沉降監測網的布設特點開發的數據處理軟件，可以輕松完成繁瑣的內業數據處理，大大提高處理效率。
1、監測網的布設特點與施測方法
地鐵隧道的結構特性，決定了地鐵往返隧道只有在地鐵站處相互連通；為了提高地鐵沉降觀測的精度、可靠性，水準線路在地鐵站處構成閉合環，基準點、工作基點和監測點組成了一個鎖鏈狀沉降監測網，監測網網形如圖1所示。監測網由基準點、工作基點和監測點組成。在對其地鐵隧道沉降監測中，考慮到地下車站結構體較大，相對隧道要穩定的多，且便于對隧道沉降監測，通常在每座地下車站內左線和右線位置分別設立1個工作基點[1]。區間隧道沉降的監測點布設在道床的兩軌之間，一般間隔50~60m設一個點，地質條件差或地下水豐富的區段需加密。基準點為隧道線路兩端遠離測區且地質情況良好的國家一、二等水準點（如圖1中CP01、CP02）。
圖1 沉降監測網示意圖
由于監測點是根據地鐵結構、地質條件布設，間距不等，為此，另行布設僅包括基準點、工作基點，網形如同沉降監測網的沉降監測基準網。每期隧道變形監測前，首先采用國家一等水準技術要求對基準網施測，用以分析工作基點的穩定性；然后，按圖1所示進行隧道結構沉降觀測。
2、監測數據處理
2.1 閉合環的自動識別
計算水準網的環閉合差是水準網數據檢核的重要手段。如果采用人工作業進行閉合環的尋找，大量的測量數據不僅導致工作繁瑣，降低效率，而且易于出錯。結合工作實踐，充分考慮各種數據情況細節的基礎上，結合圖論相關知識，實現閉合環的自動化識別。閉合環的自動化識別，關鍵是線路連接點的識別與測段的方向調整。
為敘述方便，將處于水準線路節點上的監測點稱為節點（如圖1中L1），水準線路其他中間點稱為過渡點。閉合環自動識別的兩個前提條件是：水準線路中各測段必須起始、結束于基準點、工作基點或節點。左右線監測點點名分別按里程或序數累加進行命名。
結合圖論知識，將水準網“圖”化，也就是將其“矩陣”化，即把水準線路有序的保存在數組中。觀測數據中，根據節點三向連接這一特性，將水準線路中節點找出，如圖1中，L1、L2、R1、Rn即為節點；由于水準線路節點點名具有特定次序，節點相對位置就已確定。隨著節點的確定，水準線路中閉合環總數以及每個閉合環相對應的節點也就被確定。
2.2穩定性分析與平差
地鐵隧道結構沉降監測基準網是由基準點和工作基點組成，基準點一般遠離監測區域，并且隧道線路較長，用固定基準點反而不利于監測基準網的穩定性分析。此外，地鐵隧道結構的變形主要關注的是隧道相對于車站的位移，而地下車站結構體較大，相對隧道要穩定得多；因此，將車站內的所有工作基點組成監測基準網，進行基準網穩定性分析，然后對監測網平差，有效保證監測結果的精度與穩定性。
基準網穩定性分析有平均間隙法、穩健迭代權法、數據探測法及單點位移分量法[2]等。針對地鐵結構的特殊性，基準網的穩定性分析普遍采用平均間隙法。假設對監測基準網的第i期與第j期做檢驗，首先將這兩期觀測數據按同一基準分別平差后，求出各工作基點高程變化值,可得到單位權方差估值
（1）
式中，為獨立的個數；為獨立的權陣，且。
兩期觀測的單位權方差經同一性檢驗后，可求得綜合方差估值
（2）
式中，為觀測值改正數列矩陣；為觀測值改正數權矩陣；為第期和第期多余觀測總數。組成統計量
（3）
式中，為一個以自由度和的分布變量。對網圖形的一致性檢驗，若，則接受原假設，表明監測基準網點都是穩定的，其高程變化是由觀測誤差引起的；反之，則認為網中存在變動點。
如果基準網中存在動點，往往可通過分塊間隙法、限差檢驗法和檢驗法（本文不對三種方法進行詳述）探尋網中的動點；然后對基準網動點進行高程修正；最后，采用符合平差，計算出各監測點本期高程，獲得該點沉降量。
3、程序實現及計算實例
3.1程序實現
以 Visual Basic 6.0和 SQL Server數據庫為工具，設計開發地鐵隧道沉降監測數據處理軟件TSMDPS。根據圖論原理，通過Visual Basic代碼實現水準網閉合環的自動搜尋及測段區分；通過數據庫存儲基準點、工作基點及監測點信息，其數據就不體現了。
3.2計算實例
某市地鐵西延線是一號線的西延工程，線路全長4.82km，其中地下隧道長3.93km，設有三座地下車站。于XXXX年9月開始對隧道底板做沉降監測，每期觀測后，首先對基準網進行經典平差，計算出工作基點的高程；然后，采用平均間隙法，以當期與首期兩期觀測做檢驗進行工作基點穩定性分析，若存在不穩定點，則通過分塊間隙法確定變動點，然后對變動基準點進行高程修正。高程修正后，對隧道結構沉降監測網進行符合平差，獲得各監測點本期高程觀測值；通過與以上各期觀測高程數據分析，獲得累計沉降量、本本期沉降量、沉降速率及撓度等隧道沉降指標，便于對運營期地鐵隧道安全性的監控。具體程序實現過程如圖1、圖2、圖3所示。
為驗證程序基準網穩定性檢驗與平差計算的正確性，將TSMDPS與南方平差易處理結果相比，部分監測點平差后高程對比結果見表4。對比結果表明：平差后高程最大相差為0.13mm，表明程序計算精度達到經典平差程序精度標準，滿足實際工作中對計算精度的需要。
表4 平差后高程對比表
4、結論
（1）通過與南方平差易、科傻平差系統平差計算結果對比表明：開發的地鐵隧道沉降監測數據處理軟件有足夠的精度與可靠性。
（2）通過圖論原理，基于水準儀觀測文件格式，實現水準線路閉合環自動識別功能，大大提高了內業數據處理效率；同時，軟件減少了數據處理中格式轉換等過多的認為干預，相應減少了數據處理中的人為錯誤；可為類似工程提供借鑒。
（3）針對各類監測的特殊性，往往通用平差軟件沒有很好的適用性，地鐵隧道沉降監測數據處理軟件可為我們提供一個很好的解決途徑：針對各類監測的特殊性，編寫特定的數據處理程序，可使我們在工作中達到事半功倍的效果。
參考文獻：
篇8
The article mainly introduces the layout and application of Banduo Hydropower Station dam safety automatic monitoring system ；detailedly introduces the comparison and selection for the integrated scheme of automation system and early late half-automatic equipment and system integration implementating.
關鍵詞：班多水電站；安全監測自動化；系統集成；
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
Keywords: Banduo Hydropower Station; dam safety automatic monitoring；system integration;
1 工程概況：
黃河班多水電站位于位于青海省海南州興海縣與同德縣交界處的班多峽谷出口處，距上游茨哈峽水電站6.5km，距下游羊曲水電站約75km，距湟源轉運站282km，距西寧333km。
班多水電站工程以發電為主。樞紐主要由左岸混凝土壩、泄洪閘、河床式電站廠房及右岸混凝土副壩、開關站以及對外交通公路等主要建筑物組成。壩軸線長303.00m，壩頂高程2764.00m，最大壩高79.7m。設計正常蓄水位2760.00m，廠內安裝三臺軸流轉漿式水輪發電機，總裝機容量360MW，總庫容1535萬m3。
班多水電站工程等別為二等大（2）型，擋水、泄洪、引水及發電等永久性主要建筑物為2級，次要建筑物為3級。導流建筑物主要有導流明渠及泄洪閘，導流明渠壩址處在工程后期回填成左岸混凝土副壩。
2 監測系統簡介：
安全監測系統監測項目主要包括電站建筑物及其邊坡的變形、應力應變及溫度、滲流，傳感器數量為273支，主要為差動電阻式和振弦式儀器。
根據現場施工及蓄水期加密觀測需要，目前已有178支內觀傳感器接入數據采集模塊，共安裝各類數據采集模塊15個，其中弦式采集模塊2臺，差阻式采集模塊13臺，分別安裝在廠房、左右付壩及泄洪閘測站，各采集模塊獨立運行。作為半自動化設備，可用便攜式采集裝置實現測站自動數據采集，未形成網絡集中控制；
前期半自動化系統由西安華騰光電實施，數據存儲軟件采用sql sever 2000作為其數據庫管理軟件。
后期自動化改造工程于2012年5月由南京南瑞集團公司中標實施，主要包括繞壩滲流、揚壓力、垂線、引張線、邊坡穩定儀器接入自動化網絡和前期半自動化設備的集成，通過集成網絡實現所有自動化設備的控制。
3．系統布置
班多水電站由于點少且較為集中，可實現全部測點的自動化觀測，上游邊坡儀器（共計36支）由于現場條件受限，自動化實施困難。上下游水位獨立監測不納入自動化。則有232支儀器可實現自動化觀測，其中177支已接入半自動化設備，另有54支儀器需接入自動化系統，主要為繞壩滲流、壩基揚壓力、垂線、引張線及下游邊坡巖石變位計。依據現場情況，共安裝南瑞公司DAU2000采集單元6臺。各類NDA模塊10塊。分別布設于1#、2#、3#垂線室及左岸交通廊道。
4.雙系統集成方案選擇：
4.1集成方案的選擇
方案一：
依據原有華騰設備廠家提供的通訊協議，編寫華騰設備控制控件并將控件增加至南瑞公司系統管理軟件，實現南瑞系統軟件對半自動化設備的采集、控制；
該集成方法優劣分析：
優點：
（1）同一軟件控制不同系統，維護操作較為方便。
（2）運行維護人員比較熟悉南瑞系統，可減少運行維護培訓力度，節省培訓費用；
缺點：
（1）需重新編寫控制軟件，開發軟件投入較大，沒有類似工程經驗；
（2）各廠家設備用同一總線連接成串，總線線路較長，兩廠家設備通信能力不同，容易造成通信不穩；
（3）同一總線傳輸不同設備控制命令，容易造成信號沖突；
（4）后期軟件若出現運行故障，故障較難查找，維護難度較大。
方案二：
各系統分別采集、存儲并保存至相應數據管理軟件，然后編寫數據傳輸軟件將華騰設備采集所采集原始數據同步至南瑞系統數據庫，然后在南瑞系統軟件中建立相應測點，與華騰系統存儲數據庫中測點一一對應，在南瑞系統軟件中實現原始資料的計算、整編、過程線繪制等功能；
該集成方案優劣分析：
優點：
（1）實施只需編寫數據傳輸軟件，并且有類似工程經驗，實現難度不大；
（2）并且雙系統獨立運行，信號傳輸不會產生沖突，獨立運行、獨立維護，維護難度較小。
缺點：
（1）兩條線路需要各自獨立的服務器和光纜線路支持，加大了服務器和通訊光纜的需求量。
經過資金投入和技術實現難度對比分析，認為第二種實現方式投資較少、技術上易于實現，故采用第一種方案實現雙系統的集成。
4.2系統集成實現：
半自動化設備以“一進一出”串糖葫蘆總線方式用屏蔽雙絞線并聯接入網絡，總線首端位于壩頂3#垂線室，尾端接入匹配電阻以防止信號反射，以保證總線線路通信能力。
后期改造工程設備按設計文件要求安裝至各測站，并將傳感器按測點配置表接入各模塊，并已總線方式將設備連接成網絡。總線末端分別位于壩頂1號垂線室和基礎廊道2號垂線室。總線首端位于壩頂3#垂線室。
在3#垂線室風別安裝適合半自動化設備和南瑞設備的光端設備，將各系統總線接入4芯通訊光纜（南瑞系統和華騰系統各兩芯）通至辦公樓中控室，中控室分別安裝其采集計算機和存儲服務器，實現系統數據采集和整編。
示意圖見圖一：
圖一:班多水電站安全監測自動化網絡示意圖
5 運行狀況
班多水電站安全監測自動化自2012年12月10日正式投運進入試運行期，試運行期間，仍采用原先人工觀測對各壩段位移進行觀測，將其結果與自動化觀測結果進行比較，以檢驗自動化系統觀測結果的可靠性。
5.1 外觀位移監測
取倒垂線測點IP1為例，進行比測分析：
圖二:IP1測點人工、自動化比測過程線
由于人工觀測早于自動化觀測存在累計位移值，從圖二可以看出，人工、自動化變化趨勢一致，存在臺階為人工觀測累計位移值；
5.2外觀滲流監測
取測點UP-05為例，進行比測分析：
圖三:UP-05測點人工、自動化比測過程線
從圖三可以看出，對于滲流觀測，自動化觀測精度明顯高于人工觀測，人工、自動化變化趨勢一致，滿足觀測要求；
5.3內觀應力監測
取測點R-XS-13為例，進行比測分析：
圖四:R-XS-13測點人工、自動化比測過程線
從圖四可以看出，人工、自動化比測差值較小，滿足觀測要求；
5.4內觀位移監測
取測點S506-CF-3為例，進行比測分析：
圖五: S506-CF-3測點人工、自動化比測過程線
從圖五可以看出，自動化略有跳值，但跳幅較小，精度滿足要求，內觀觀測人工、自動化變化一致，總體測值穩定；
5.5內觀滲流監測
取測點P6-XZ為例，進行比測分析：
圖六: P6-XZ測點人工、自動化比測過程線
從圖六可以看出，對于部分測值，人工觀測由于觀測周期限制，未能準確反映周期外變化，而自動化觀測則能避免部分特征值漏測；比測人工、自動化比測差值較小，滿足觀測要求；
6 結論和幾點建議
班多水電站大壩安全監測自動化系統建成后，運行穩定，為后期自動化系統實用化奠定了堅實的基礎，并且其中雙系統的集成方法對于其他電站系統集成提供了工程經驗。
（1）垂線、滲流、內觀等各分系統運行良好， 測值穩定無突跳，觀測精度滿足規范要求；
（2）華騰系統和南瑞系統運行良好，通訊穩定，測值能實時采集并存儲至各自系統數據庫中；
（3）數據傳輸軟件運行良好，通過設置定時傳輸任務，華騰數據能定時傳輸至南瑞系統并實現整編，數據傳輸穩定、可靠。
幾點建議：
（1）監測自動化系統若包含多廠家設備，需在施工前將各自責任及義務界定清楚，以免在發生出現故障時各設備廠家相互推諉導致故障不能及時處理，造成監測數據中斷。
（2）建立完善的運行維護制度（如：編寫運行維護規程并執行；建立臺賬登記制度等），保證故障能得到及時有效的處理；
（3）定期對運行維護人員進行技術培訓（一年一次或者半年一次），提高故障處理能力，縮短故障處理周期，保證數據缺失率。
參考文獻：
[1] 張秀山.公伯峽水電站大壩安全監測自動化系統建設和運行.四川理工學院學報
[2] 李季,陸聲鴻,郭晨等.李家峽水電站大壩安全監測自動化系統.水力發電,
[3] 孔慶梅.自動化監測系統在龍羊峽水電站大壩安全監測中的應用.電力信息化
[4] 方衛華.大壩監測數據采集系統的干擾問題研究[J].黃河水利職業技術學院學報
[5] 陳樹蓮,郭晨.黃河大峽水電站大壩安全監測自動化系統設計.//中國水力發電工程學大壩安全監測設計與施工學術討論會論文集.1997:1～10.
[6] 郭晨,馬迅,賀晨鴻等.大壩安全監測自動化系統設計中的幾個問題.水力發電
[7] 黃文鈺.淺析水電站大壩安全監測自動化現狀及發展趨勢[J].廣東科技
篇9
【關鍵詞】水情；自動化監測；系統
application of water automatic monitoring system in long distance water transfer project
duan xiao-yan
(karamay city water supply company karamay xinjiang 834000)
【abstract】this article describes the regime of long distance water transfer project in the basic functions of the automatic monitoring system and the structure and composition, that monitoring of the system in terms of hydrological significance.
【key words】water regime; automatic monitoring; system
1. 引言
長距離調水工程是解決區域性水資源分配不均衡及城市、農業、工業用水矛盾的調水工程。由于長距離調水工程線路長，工程往往穿越崇山峻嶺，沙漠戈壁，或曠野荒丘，線路長達數百公里，沿線水情站點星羅棋布，因此，從工程運行的實時性、一致性和運行效能考慮，在工程沿線實施水情自動化監測系統很有必要。
水情自動化監測是實現長距離調水工程管理信息化和自動化的基礎，及時、準確、全面地掌握水情，為水資源的合理配置、監控調度，提供基礎信息服務，對于進一步提高水資源的利用率，提高工程管理水平具有重要意義。
2. 水情自動化監測系統的基本功能與結構組成
水情自動化監測系統包括能適用于野外工程環境的各種遙測儀器、數據采集裝置、現場通信網絡、數據通信系統、監測管理系統等軟硬件設備。主要完成水情信息的采集和監控功能，按功能可以分為數據采集、數據傳輸和數據處理三大部分。
由于長距離調水工程水情監測對象多并且分散，并具有串聯結構的特征，任何一個測站的水情變化都將直接影響到整個水情調度系統的運行。因此，水情自動化監測系統中，設置1個監測管理中心站（數據處理），和若干個中繼站、數個或數十個甚至更多的各類遙測站（數據采集），采用分布式數據采集方式，組成合理的系統結構。中心站主要負責數據的收集和處理，遙測站主要負責采集信息并編碼發送至中心站。
3. 水情自動化監測系統的數據傳輸
鑒于長距離調水工程中監測站點高度分散的特點，其現場通信需要采取能支持較長距離站點之間的通信方式，或者采用相對獨立的通信方式，遙測站與中心站之間的數據傳輸應根據不同情況靈活選擇不同的通信方式，可由光纜通信線路提供的電話線、半永久電路、isdn、無線超短波等方式傳輸。
目前常用的是基于rs-485的現場網絡通信。通常，一個水情自動化監測系統是將多個相距不太遠的監測站采用rs-485總線構成現場網絡，然后以某種通信方式將數據傳輸至中心站。
4. 遙測站的工作方式
水情自動化系統通常采用自報式、應答式或自報/應答兼容式工作方式，幾種工作方式的工作過程及特點如下：
4.1 自報工作方式是在監測水位等參數發生一個計量單位的變化時實時將實測值傳送到中心站，這種工作方式下遙測站功耗低、結構簡單、可靠性高、實時性強，能很好地反映水位變化的全過程。
由于長距離調水工程沿線的遙測站較多，采用自報工作方式需要注意各遙測站點數據碰撞導致數據傳輸延遲的問題。通過合理設計遙測站點的發信時序，可以保證同一中心站（或同一中繼站）下的站點定時自報時間不沖突；中心站安排合適的時間對遙測站校時，保證站點時鐘統一，以減少定時自報的碰撞概率，這些措施都可以提高系統信息傳輸的暢通率。
4.2 應答式工作方式下的遙測站能對水位等參數發生的變化自動采集和存儲，但不主動傳送給中心站，只有當中心站發出查詢命令時，才將當前水位數據傳送給中心站。因為接收中心站的查詢命令，所以遙測站接收機處于長期守候狀態，功耗較大。
4.3 自報/應答兼容式工作方式具有自報、應答兩種工作方式的特點，數據采集間隔可調，從1min至任意時間段，既能很好的反映水情變化的全過程，又能響應中心站的查詢，其缺點也是功耗大，相對可靠性低。
篇10
自動化測試就是希望能夠通過自動化測試工具或其他手段，按照測試工程師的預定計劃進行自動的測試，其目的是降低測試的勞動量，達到提高軟件質量的目的。涉及到測試流程、測試體系、自動化化編譯、持續集成、自動測試系統以及自動化測試等方面。
一、 軟件測試自動化的概念
軟件測試自動化就是執行用某種程序設計語言編制的自動測試程序，控制被測軟件的執行，模擬手工測試步驟，進行全自動或半自動測試。全自動測試指在自動測試過程中，根本不需要人工干預，由程序自動完成測試的全過程。半自動測試指在自動測試過程中，需要由手工輸入測試腳本或選擇測試路徑，再由自動測試程序按照人工指定的要求完成自動測試。
為保證軟件的質量，必須按照軟件工程的方法，在軟件生命周期的各個階段進行有效的管理和度量，軟件測試是軟件生命周期的重要階段。目前軟件測試普遍采用傳統的測試方法，即白盒測試和黑盒測試。在測試工具上大多采用手工測試，或編制一些簡單的測試程序進行測試，既耗時間又不規范。更大的隱患在于當將軟件分發給用戶使用時，常常會發生問題，嚴重時導致系統癱瘓。自動測試技術目的在于消除手工測試中人為的錯誤，加快測試循環，有效利用資源，提高工作效率。同時，使測試具有一定的規范性，提高測試的可重復性。
二、軟件測試與自動化的聯系
測試是一種技術。根據IEEE的定義，軟件測試是使用人工或自動手段來運行或測定某個系統的過程，其目的在于檢驗它是否滿足規定的需求或弄清預期結果和實際結果之間的差別，盡可能發現存在的缺陷。它的目標是以較少的測試用例、時間和人力找出軟件中潛在的各種錯誤和缺陷，以確保系統的質量。
自動測試也是一門技術，但與測試技術有很大不同。自動化測試是利用策略、工具以及產出等，減少人工介入到非技術性、重復性、冗長的測試活動里，從而達到無人監守完成測試，并自動產生測試報告，分析測試結果等一系列活動。自動化測試的目標是對被測試系統進行自動測試。總的來說，自動化測試的目的就是用較少的開銷，獲得徹底的測試，并提高產品的質量。
軟件測試是由一系列有序活動組成的，始于測試計劃，著重測試開發。軟件測試自動化是針對這一系列活動及其管理的自動化，包括軟件測試過程規范管理的自動化和軟件測試活動的自動化。
無論自動測試還是手工測試都不影響測試的有效性，即測試的有效性和測試方式無關。測試腳本的設計與選擇和測試質量有著直接關系，好的測試腳本方案應該可以以有限的數量發現軟件中的大部分缺陷。因此選擇何種測試腳本進行測試十分重要。實驗和經驗表明隨機選擇測試腳本并不是測試的有效方法，好的測試方法應該是開發好的測試腳本。
什么樣的測試腳本是好的測試案例？有四個特性可以描述測試腳本的質量，它們分別是有效性，可拓展性，經濟性和可維護性。監測軟件缺陷的有效性是最重要的一個方面。好的測試腳本應該是可拓展的。可拓展性的意思是，這個測試腳本可以測試多項內容，這樣就有效減少了測試腳本的數量。另外還應從成本出發去衡量一個測試腳本的經濟性，包括測試腳本的執行、分析和調試是否經濟，以及測試案例的可維護性，即每次軟件變更后修改測試腳本的成本。
通常對這四個方面要進行平衡。例如，一個測試腳本可以覆蓋到很多的測試內容，但要其執行和調試的成本可能很大。可能在每次軟件變更后需要對測試腳本進行大量的維護。一次高拓展性可能導致經濟性和可維護性比較低。因此測試技術不僅要保證測試腳本具有發現缺陷的高可能性，而且還要保證測試腳本的經濟性，避免過高的執行、分析和維護成本。
對于手動測試腳本來說，無論測試執行的次數是多少，其經濟性和可修改性都不會發生變化。然而對于自動化系統測試來說，在該測試第一次被執行時，其經濟性和可維護性都比手動測試腳本要低，但伴隨著測試的持續反復執行，自動測試的經濟性迅速增長，可維護性也伴隨著提高，當一個測試需要被重復執行時，自動化系統測試開始顯示它的價值。自動測試的方法越好，長期使用獲得的收益越大。
三、 測試自動化的現狀
目前對于軟件自動化測試主要有如下幾種方法：
1、手寫靜態測試自動化方法 該方法應用靜態的測試腳本和固定的測試腳本在被測應用的GUI上運行。這種自動化實際上只是體現在測試執行過程中，并且腳本需要反復調試，健壯性差。
2、隨機輸入自動化測試方法 這種方法的原理是讓計算機模擬真實用戶去進行各種GUI操作，只不過是測試過程本身涉及的行為是隨機產生的，順序也是隨機產生的，它雖然可以發現一些測試人員無法發現的缺陷，但機會是很偶然的，因為測試程序本身并不知道對于它所產生的每一步操作及被測軟件系統應該是如何反應的。
3、基于捕獲/回放（C/P）機制的測試自動化方法 這種方法的本質是由測試人員與包含被測GUI的軟件系統進行交互，基于C/P的工具負責將交互過程的場景和GUI操作捕獲，生成測試腳本，再將這些操作進行回放。其優點是腳本生成相對容易；但是缺點也很明顯，交互過程對測試人員的操作要求極高，并且腳本的可重用性非常差，對于回歸測試過程無法提供有效支持，這些缺點使得該方法無法完美解決GUI測試的主要問題。
4、基于模型描述的自動化方法 這種方法的關鍵是對被測系統的行為進行形式化表述，形成模型，然后采用有窮狀態機FSM （ Finite State Machine）從模型中產生測試腳本。通過這種方法產生的測試腳本可以有效的測試系統的具體行為是否滿足系統設計要求，同時可以根據測試標準有選擇地進行測試腳本生成和運行，但是缺點在于目前的系統規模越來越大，對于系統行為的模型描述越來越困難。這也是為什么這種方法一直無法在業界推廣的一個主要原因。
四、測試自動化的挑戰
伴隨著開發及軟件所使用的技術的更新，軟件測試正面臨新的機遇與挑戰，圖形用戶界面GUI、分布式處理和龐大的分散網絡就是這些新技術的代表。
