水電水利工程中測控技術的應用
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摘要:從古至今，堤壩建設被列為國家的重中之重，關系到數萬人民的生命和國家的繁榮安定。建國之后，國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越多。目前為止，全國堤壩約有80000座，堤壩高度在15米以上的約18500萬座，堤壩總長度超過250000千米。隨著時間的推移和自然環(huán)境的變化，很多堤壩出現不同的安全隱患，這些隱患將會威脅數萬家庭和國家的安定。因此如何保證堤壩的正常運轉成為一個十分重要的課題。測控技術的不斷創(chuàng)新和進步為水利水電工程的質量監(jiān)控提供了保障。本文將針對測控技術在水電水利工程中的應用進行分析研究。
關鍵詞:測控技術;水電水利;應用;監(jiān)控
國內外的研究和現實情況都表明，堤壩安全對國民的重要性。而其中最重要的則是對堤壩進行監(jiān)測和控制。測控技術是水電水利工程的重要一環(huán)。監(jiān)測和控制是保證大壩順利建成的基礎，同時也可以將監(jiān)測到的數據及時傳達給各個部門，為下一步決策作出數據支持。水電水利工程的建設都是付出無數的的辛勞和大量的財力與物力。大壩建成中往往是帶動周邊地區(qū)經濟的高速發(fā)展。在安全和經濟等眾多因素的驅動下，大壩的質量問題顯得重中之重，而測控技術是核心。
技術監(jiān)控室測控技術的重要體現，主要是通過一切可以使用的高科技手段對堤壩的相關數據進行采集并結合相應的軟件進行統(tǒng)計分析，將堤壩的各項指標可以及時準確提供給相關技術人員和管理人員，以便于及時觀察和發(fā)現大壩的問題，有利于及時準確的做出決策，避免因監(jiān)控不利帶來的損失。在很大程度上為國民安全穿上了保護衣。
1．1數據采集系統(tǒng)
將水利水電的高端檢測設備的系統(tǒng)與計算機向連接，以此來實現數據的采集統(tǒng)計。在檢測中，工作人員將大量的檢測設備放在大壩的不同位置，然后將這些設備與計算機相連接，這樣就可以將監(jiān)測設備的監(jiān)測到的水溫、水流速度、濕度、水流量等數據傳輸到計算機上。計算機中相應的軟件會對數據進行處理計算，與事先設定的標準做對比，以此來監(jiān)測堤壩的安全系數，保證堤壩安全。
1．2數據庫
當我們對檢測到的數據進行分析與整理之后得出的大量數據需要統(tǒng)一儲存留檔，以便對大壩進行系統(tǒng)的預測和觀察。同時也是方便工作人員隨時對大壩的數據進行調取和對比，因而需要對大壩的數據進行儲存，建立大壩的數據庫。數據庫可以時大壩的監(jiān)控更加準確和具有預測性。
1．3分析評價系統(tǒng)
計算機收集來的數據進行運算后的結果需要與數據庫的相關資料做進一步處理。在處理中還需要專業(yè)人員的參與，對數據進行動態(tài)的分析，以此來建立預測模型。通過建立的動態(tài)或者靜態(tài)模型可以預測和總結大壩的質量安全問題。專業(yè)人員還需要針對分析的結果撰寫分析報告并提出相應的建議。以便利于后人的管理工作和安全預案以及緊急情況的準確處理。
2測控技術的應用
2．1數據收集設備
將監(jiān)測設施采集到的數據通過分析整理之后，換化成量化指標并傳輸到數據庫進行儲存便是數據收集設備的任務。數據手機設備存儲的數據將會通過相關軟件進行分析，進而提高整個監(jiān)控工作的科學性和準確性。數據收集設備可以及時將采集到的數據以數據的格式進行儲存，保證了數據的完整性，減少了在傳輸過程中帶來的信息損失。數據收集設備一般分為兩類:(1)自動化數據采集裝置。發(fā)達國家對自動化的采集裝置使用較多，例如英國、德國、美國等等在水電水利方面采用的自動化數據收集裝置較多。此類的裝置一般為IDA系統(tǒng)和2300系統(tǒng)。我國研發(fā)的ADA5000和ADAM4000以及FWC－1系統(tǒng)應用也十分廣泛，在技術層面已經達到了國際先進水平。(2)人工或半自動化數據采集裝置。這種裝置可以讓工作人員在監(jiān)測現場及時準確地得到信息，PSM－R型電阻比檢測儀、SQ－2型數字電橋、ZJ型數字式、XJ型數字式電阻比檢測儀等都是主要產品。
2．2數據庫管理系統(tǒng)
堤壩信息的收集需要兩步來支撐，第一是在傳感器收到數據，第二是對收集的數據進行科學管理。當多個傳感器同時進行工作時，同時收集的大量數據傳回到接收設備，而此時如何對這些數據進行科學的管理成為重要命題。數據管理軟件及相關的應用軟件是處理這些數據的關鍵，因為數據庫管理系統(tǒng)中必須包括數據管理軟件及其他保障軟件。SQLServer、Oracle等時目前使用自廣泛的數據管理軟件。應用軟件最主要的有兩種:原始數據的管理軟件和編程軟件。前者是將收集到的數據進行整理，使數據更加直觀，后者是提供使工作人員更好操作的菜單。
2．3分析評價系統(tǒng)
一是檢查分析系統(tǒng)，檢查分析是指對傳感器收集到所有數據進行分析，并對其中異常的、有問題的數據進行檢查，并找出原因，最后將數據存入數據庫。二是對資料進行評價，主要是利用模板對收集到的數據進行分析，分析包括堤壩的安全排查和隱患標識，確保堤壩的正常運行。
2．4計算機遠程操控技術的應用
計算機遠程操控技術在測控中起到了至關重要的作用，在傳感器收集信息之后，通過遠程操控將信息傳導到接收終端并進行數據的處理。遠程技術解決了數據傳輸過程中的損耗，最大化的解決了數據傳輸的效率和準確性問題。
3結束語
水利水電工程建設起來關乎國家的安全和人民的安全。其建成后的經濟 價值是不可替代的。因此一直以來作為國家發(fā)展的重要基礎建設。目前的測控技術雖然在不斷發(fā)展，對堤壩的監(jiān)測已經取得了重要的成果，但是仍有很大的發(fā)展空間。技術不斷發(fā)展完善的基礎上，專業(yè)人員更應該以認真負責細心的態(tài)度對待每一項數據和每一時刻的監(jiān)測。進而及時預測并準確判斷，保證人們和國家安全。
參考文獻
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作者：胡嘉敏 李海成 田野 單位：沈陽理工大學 自動化與電氣工程學院
