提高大坝安全自动化监测数据可靠性的探讨

　　摘 要：大坝安全监测自动化是现代化大坝安全管理的有效手段。可靠的自动监测系统为大坝安全提供了大量反映大坝运行情况的有效数据，对及时发现大坝病害，在确保大坝的安全中发挥了重要作用。不可靠的自动监控系统比数据准确、故障率高的系统危害更大。由于监测数据不可靠、不准确，容易对大坝的安全度做出错误判断。在此基础上，本文对如何提高大坝安全自动监测数据可靠性进行探讨。

　　关键词：数据可靠性;系统稳定性;管理;日常维护

　　一、大坝安全监测的意义

　　大坝安全监测工作在大坝的安全运行中起着重要作用，良好的安全监测工作在保证水库大坝的安全稳定运行的同时，还可以为大坝工程今后的建设发展，以及未来发展提供实际的参考数据作为可靠的依据。首先，大坝运行过程中监测所得到的实时数据对于水库大坝工程的设计、施工问题提供了可靠的参考依据，能够帮助设计者在建设之初规避易出现的问题。另外，对大坝实时运行数据的收集和分析，能够帮助管理者及时发现运行过程中的异常状况，并能够预测未来一段时间内的运行状况，提前做好准备工作。使得管理者能够预防潜在危险发生，减少经济损失，延长使用寿命。

　　二、系统整体稳定性

　　自动化监测系统选型。大坝安全监测系统选型的正确性和合理性直接关系到建成后能否长期稳定运行。大坝安全监测具有水工环境恶劣、监测物理量多、资料精确性高的特点，随着大坝管理现代化的发展，对信息管理规范化、资料分析及大坝安全评价快速化提出更高的要求。因此大坝安全自动化监测系统在设计安装和后期改造换型过程中，应使其具备技术的先进性、安装调试的方便性及易维护性、具体大坝的针对性、售后服务的全面性和可持续性。

　　(1)技术的先进性。技术上的先进性是大坝安全监测系统可靠性的前提和基础，其应具备以下两个特点。第一通用型模块化：不同的测量模块能任意组合，同一类功能模块具有良好的互换性、即插即用。第二能适应恶劣环境：部分水工仪器和采集设备运行环境潮湿，对硬件结构坚固、耐久、防潮、防盐雾、防腐蚀、都提出更高的要求，MCU 尽可能减少接插件和引线，如采用单板结构取代总线母板结构;其测量原理设计时应考虑消除潮湿环境的影响。

　　(2)安装调试的方便性及易维护性。安装调试的方便性是指系统安装条件要求低、安装扩充更改简单方便。大坝监测运行管理人员对各类型的监测系统故障处理能力专业性有限，其维护简易性显得尤其重要。监测设备过于复杂化都将增加设备故障维修时间和可维护性。

　　(3)具体大坝的针对性、针对性是指在系统选型时应针对具体工程的实际情况合理选择，如环境、地形 ( 涉及防雷 )、地质、坝体结构、测点布置和数量、传感器类型等，综合考虑系统规模、分布及通讯方法、系统与仪器的兼容性等，选择合理的采集设备。如北方冰冻天气不适合在坝外布设浮托式引张线仪、静力水准仪等，容易造成液体冰冻、液管收缩脱落、冰裂等状况。

　　(4)售后服务的全面性和可持续性、自动化安全监测系统的运行是长周期的，采集设备在运行过程中会不断的老化，需要厂家后期不断提供技术支持，同时为适应大坝安全管理的需求，需要有针对性的开发能力。如我们公司对所辖 3个水电厂提出跨流域水电群大坝远程安全监控的构想，以原有采集系统为基础，开发出一套一站多坝式远程监控采集系统，解决了不同厂家采集设备兼容性、远程采集、主站分站数据同步性等一系列问题。

　　三、加强监测设备及人员管理

　　3.1 建立完善的设备管理体系

　　自动化监测系统运行过程中，应建立一套完善的自动化设备管理制度，加强自动化缺陷的发现和处理，其主要内容应包括(1)定期巡视检查制度：巡视检查制度应包括各监测项目检查的周期、具休检查内容、路线及监测采集系统的巡查;各监测设备检查指标根据实际情况可具体量化，如交流电、直流电压额定值、垂线桶油液高度、接地电阻等。(2)设备维护制度：包括设备日常维护和设备缺陷、故障的处理。日常维护根据相应制度定期开展，如静力水准气泡检查、引张线测点维护、量水堰堰板及排水沟等;设备缺陷、故障的处理应制定相应考核指标，应具有及时性、彻底性。设备缺陷维护的及时性直接影响监测数据的缺失率，巡视检查发现设备缺陷进行维护处理后应及时反馈。

　　(3)加强系统运行记录管理：对监测系统巡查中发现的问题记录在案，故障和缺陷的过程、结果均有详细的记录，传感器参数及计算公式更改前后均应记录在案(4)加强自动化采集人工比测工作：人工比测是考核自动化测值可靠性的重要方法，通过固定长周期的人工比测工作，可以评定监测系统整体可靠性及监测数据的准确性(5)定期开展自动化系统检修：监测系统的检修应系统、全面，并对可能存在的缺陷及隐患提前预处理，防止故障的出现。(6)建立完善的台帐系统:设备巡视台帐、维护台帐、各子系统台帐(仪器参数、数量、位置、埋设及安装等)、仪器检定台帐、备品台帐、规程及规范台帐。

　　3.2 加强人员培训

　　随着计算机和监测自动化技术的不断发展，自动化设备管理人员的业务水平和能力也应不断的提高。通过组织个人培训、技术交流、外委培训等不同形式的培训及技能比武等激励措施，提高自动化监测设备管理人员整体素质。监测人员同时应加强一系列国家规程、规范、细则的学习。各项规程、规范、细则等对各项自动化监测设备指标给出具体要求，对自动化设备运行维护具有很好的指导作用。通过提高监测设备运行管理人员综合能力，在设备出现故障时，能有效判断和处理，并通过对设备的综合检查和评估，能预判可能出的故障和缺陷并加以改进 , 减少设备故障率。

　　四、日常运行与维护

　　大坝监测自动化系统安装完成后，为保证其良好的运行，应加强必要的管理与维护，测点应做好标识与保护措施。(1)垂线主要作好防风、观测室防潮措施，正垂线顶部需做好防水、防渗，观测室内应保证充足的照明。(2)引张线对孔洞堵塞防止串风，作好测点保护，电缆沟内防止进水及泥沙。检查浮船在水箱中是否自由浮动，检查钢丝有无搁浅现象。测读完成后，应将水箱内水量或标尺调低，保证运行时线体不易被搁置。

　　(3)静力水准管路应进行保护，尤其在坝顶等外露部位应采用隔热材料进行保温，避免温度变化对液管内液体产生较大的影响;同样测点仪器也应进行隔热保护，同时加保护装置防止泥水进入以及免遭破坏。易有冰冻天气地区可加入纯防冻液或防冻液与蒸馏水的混合液。(4)绕坝渗流测压管管口必须装置专门的保护设备，防止雨水、地表水流入测压管内或沿测压管外壁渗入孔内，避免石块或是杂物落入管口，堵塞测压管，同时保护测压管免受护坡的滑动而被破坏。对于测孔堵塞需要对测孔进行扫孔处理，扫孔完毕进行注水实验，检查测孔透水性。

　　(5)扬压力压力表装置必需有严格密封的阀门开关来控制，便于检修和比测时对有压孔进行卸压检查，但运行时处于常关状态。对于扬压力孔堵塞时，同样需要对测孔进行扫孔处理，扫孔完毕进行注水实验，检查测孔透水性。(6)对量水堰定期清理堰口前面区域杂质、定期清理堰板上杂质、青苔，对于安装自动化传感器，定期进行比测，弦式传感器每半年更换一次干燥剂，加强量水堰自动化装置保护。

　　自动化论文投稿刊物：《机械制造与自动化》Machine Building & Automation(双月刊)曾用刊名：南京机械;机械制造与自动化;江苏机械制造与自动化，1972年创刊，是传播机械与电气行业新成果、新技术、新产品、新材料、新工艺、新设备，以及国内外机电行业前沿信息和企业管理、人才培养、教学研究与实践经验的综合性机电技术期刊，也是江苏省机电行业唯一的集数控、智能化、机电一体化和敏捷制等先进制造技术的技术期刊。

　　结 语：

　　总而言之，通过后期科学合理、流程化的维护，确保监测系统的稳定性，从而有效保证监测成果的连续性、可靠性，为检验和分析水工建筑物工况提供科学依据。

　　参考文献：

　　[1]李竟. 水库大坝安全自动化监测问题研究[J]. 智能城市,2019,5(22):175-176.

　　[2]魏肖怡. 大坝自动化监测数据粗差处理方法探究[J]. 科技风,2019,(31):227.

　　作者：袁克强