自动化监测十篇

自动化监测篇1

2.抽水蓄能电站及其系统的概率模拟与运行优化丘文千，QIUWenqian

3.水轮发电机组励磁系统的自抗扰控制南海鹏，陈慧，余向阳，NANHaipeng，CHENHui，YUXiangyang

4.新一代监控系统在紧水滩梯级调度系统改造中的应用俞鸿飞，吴正义，尤万方，高伟波，吴夏军，YUHongfei，WUZhengyi，YOUWanfang，GAOWeibo，WUXiajun

5.PLC在水电厂负荷控制中的应用李朝锋，邓小玲，LIChaofeng，DENGXiaoling

6.西洱河梯级电站计算机监控系统电源改造杨丰收，熊西林，龙七一，李绍宝，YANGFengshou，XIONGXilin，LONGQiyi，LIShaobao

7.黄河小浪底郑州集中控制系统网络设计杨叶平，袁宏，董泽亮，YANGYeping，YUANHong，DONGZeliang

8.广州蓄能水电厂EventLog系统连光明，魏明智，LIANGuangming，WEIMingzhi

9.基于PXI的变压器在线监测系统陈婷，陈燚涛，李朝晖，CHENTing，CHENYitao，LIZhaohui

10.电力变压器局部放电在线监测中抗干扰技术应用杨为城，焦永强，YANGWeicheng，JIAOYongqiang

11.交变磁场对直流电阻测量影响的分析王建萍，WANGJianping

12.7RE2800电压闭锁继电器的应用韩恒林，马应成，杜淑文，姚庆云，张松保，张俊，HANHenglin，MAYingcheng，DUShuwen，YAOQingyun，ZHANGSongbao，ZHANGJun

13.混合模式大坝安全监控系统的开发金永强，王建，JINYongqiang，WANGJian

14.水库大坝地震监测系统(三)多通道大容量同步数据采集器李彩华，LICaihua

15.基于小波分析的坝区GPS信号噪声研究夏开旺，田林亚，杨永平，XIAKaiwang，TIANLinya，YANGYongping

16.边坡长期监测中测斜仪测量数据的修正方大勇，FANGDayong

17.大坝滑坡体变形性态分析模型李子阳，顾冲时，LIZiyang，GUChongshi

18.改进的BP神经网络在大坝安全监控中的应用翁静君，华锡生，WENGJingjun，HUAXisheng

19.大坝安全监测设计及施工的经验水电自动化与大坝监测 李柯，崔岗，LIKe，CUIGang

20.通用型水库调度决策支持系统设计分析何振锋，伍永刚，汤留平，HEZhenfeng，WUYonggang，TANGLiuping

21.水布垭水库初期蓄水时机决策研究李玮，郭生练，易松松，刘攀，LIWei，GUOShenglian，YISongsong，LIUPan

22.基于小波分析的月径流ARIMA预测方法刘晓安，王金文，王海伟，LIUXiao'an，WANGJinwen，WANGHaiwei

23.三峡电站VGS机组水导轴承的检修及优化处理段利英，吴江

24.小浪底水电厂发电机推力轴承甩油原因及处理张宏杰，丁文萍，杨淑贤，张乃君，刘学鸽，贾春雷

1.引水工程安全监测及其自动化彭虹，PENGHong

2.十三陵抽水蓄能电站国产监控系统控制流程设计姜海军，汪军，王善永，靳祥林，王嘉乐，JIANGHaijun，WANGJun，WANGShanyong，JINXianglin，WANGJiale

3.三峡左岸电站AGC/AVC功能设计与运行经验黄家志，谢秋华，HUANGJiazhi，XIEQiuhua

4.基于西门子S7-400系列PLC的现地控制单元冗余设计汤晓华，郭小进，邹登海，何新洲，TANGXiaohua，GUOXiaojin，ZOUDenghai，HEXinzhou

5.PCC及其在拉浪水电站现地控制单元中的应用张帅，章潞，ZHANGShuai，ZHANGLu

6.黄河上游梯级水电站远程集中管理规划与工程实践黄青刚，HUANGQinggang

7.广州蓄能水电厂一期机组P4口信息系统改造刘勇，魏明智，LIUYong，WEIMingzhi

8.RCM在广州蓄能水电厂的推广应用刘海洋，汪志强，LIUHaiyang，WANGZhiqiang

9.回路热管散热器在大功率整流装置中的应用王波，张敬，周宇，顾宏进，WANGBo，ZHANGJing，ZHOUYu，GUHongjin

10.土石坝结构安全分析评价系统王士军，董福昌，葛从兵，陈剑，WANGShijun，DONGFuchang，GECongbing，CHENJian

11.大坝安全预警系统架构初探何心望，马福恒，HEXinwang，MAFuheng

12.基于故障树知识的大坝安全诊断方法朱赵辉，包腾飞，潘建波，ZHUZhaohui，BAOTengfei，PANJianbo

13.激光光束对大坝变形监测精度的影响因素及解决方法卢欣春，邹念椿，战晖，LUXinchun，ZOUNianchun，ZHANHui

14.大坝安全监测自动化建设初期运行经验彭凯忠，杨凤艳，马涛，周大鹏，郭强，PENGKaizhong，YANGFengyan，MATao，ZHOUDapeng，GUOQiang

15.安砂水库水下清淤工程中的数字测图邹文河，ZOUWenhe

16.大坝监测分析中的时间序列叠合模型朱伟宾，ZHUWeibin

17.大坝安全分析中时效模型的改进及其应用方国宝，顾冲时，岑黛蓉，FANGGuobao，GUChongshi，CENDairong

18.变权组合预测模型在大坝安全监测中的应用金永强，顾冲时，于鹏，JINYongqiang，GUChongshi，YUPeng

19.渗流计算中浸润线拟合时应注意的一个问题叶合欣，陈建生，YEHexin，CHENJiansheng

20.恰甫其海粘土心墙坝施工期及蓄水初期监测资料分析，耿凡坤，LIPeng，GENGFankun

21.小舜江泵站二期改造经验陈听杰，温柳，CHENTingjie，WENLiu

22.太浦闸监控系统与远程传输网络吕国芳，张小平，徐金龙，尤林贤，徐群，邹爱平，L(U)Guofang，ZHANGXiaoping，XUJinlong，YOULinxian，XUQun，ZOUAiping

23.天堂抽水蓄能电厂开机不成功原因分析及对策杨洪涛，林福军

24.小浪底水电厂机组无功功率波动问题分析李宪栋，张海蛟，杜惠彬，唐新文，赵旭春

25.小山电站大坝面板顶部止水损坏原因分析及处理王环东，车传东

1.水电自动化与大坝监测 新型大坝变形、渗漏自动监测仪器及监测系统的研制吕刚，刘广林，刘果，LuGang，LiuGuanglin，LiuGuo

2.水利水电工程安全监测设计优化的研究赵志仁，赵永，ZhaoZhiren，ZhaoYong

3.水口船闸变形规律分析方朝阳，李步娟，林建国，张彪，陈子坎，FangChaoyang，LiBujuan，LinJianguo，ZhangBiao，ChenZikan

4.对土石坝渗流安全监测仪器的几点认识刘玉峰，王消川，LiuYufeng，WangXiaochuan

5.影响资料分析结果的几个因素的探讨刘观标，LiuGuanbiao

6.衡量回归方程合理性可信性的有关准则庄万康，张进平，黎利兵，ZhuangWankang，ZhangJinping，LiLibing

7.路基沉降断面的监测分析窦新国，DouXingguo

8.最优权组合模型与参数优化在安全监测分析中的应用何薪基，田斌，周建军，HeXinji，TianBin，ZhouJianjun

9.午山水库大坝下游渗漏的物探分析李福林，张保祥，韩延树，LiFulin，ZhangBaoxiang，HanYanshu

10.石门拱坝坝踵开裂机理探析黄炳成，杨树正，HuangBingcheng，YangShuozheng

11.碧流河水库大坝渗流观测成果分析王永春，于文双，陈永铭，WangYongchun，YuWenshuang，ChenYongming

12.三峡永久船闸边坡施工监测与监控朱红五，莫晓聪，付冰清，ZhuHongwu，MoXiaocong，FuBingqing

13.碾压混凝土大坝中应变计组埋设方法的研究郭金根，潘江岩，徐龙，林建春，GuoJingen，PanJiangyan，XuLong，LinJianchun

14.上海粘性土剪切带形成的平面应变试验研究张启辉，李蓓，赵锡宏，董建国，ZhangQihui，LiBei，ZhaoXihong，DongJianguoHtTp://

15.加筋碎石土的抗剪强度特性研究黄英，保华富，HuangYing，BaoHuahu

16.砾石颗粒干比重及饱和面干比重的估算方法--应用于最大干密度校正吴国永，WuGuoyong

17.关于土工试验软件的本地化处理潘海琍，张精忠，黄一平，PanHaili，ZhangJinzhong，HuangYiping

18.超长水泥土桩地基的安全监测何开胜，戴济群，HeKaisheng，DaiJiqun

19.水平液面式孔内电视系统测量孔斜的误差因素经苏龙，吴慧萍，王建强，JingSulong，WuHuiping，WangJianqiang

20.钢筋计组在天生桥一级坝面板弯矩监测中的应用魏寿松

21.水东大坝安全监测自动化系统通过验收

1.我国水电站大坝安全监测标准化工作的新进展魏德荣

2.黄河通信专网特点及发展对策李进才，盛道文

3.水电厂竞价上网辅助决策系统研究刘丹，王丽萍，纪昌明，梅亚东

4.三峡左岸电站综合自动化系统综述陈国庆

5.一种新型网络通信方式在监控组态软件系统中的应用姚占东，游大海

6.SiemensS5PLC及其在水电厂监控系统中的应用李友平，庞敏，周业荣，宋柯，杨华蓉

7.青溪水电厂计算机监控系统改造王业凌，彭永，汪军

8.基于SVD的水电机组轴心轨迹自动识别倪传坤，周建中

9.提高机组温度测控系统可靠性的实践蒋志照

10.参数自适应模糊PID控制器及其在水电机组调速器中的应用梁宏柱，叶鲁卿，孟安波

11.万家寨水电站调速器开/停机控制回路改造张宁，卫献群

12.发电机内部故障仿真分析软件的应用实例桂林，孙宇光，王祥珩，王维俭，李力，谢卓健

13.大坝安全监测系统中传感器信息的动态管理王建，郑东健

14.动态数据交换技术在安全监测系统中的应用吕国芳，张玉华，刘绪明

15.太平哨真空激光准直测坝变形系统应用与改造荆岫岩，李树发

16.水闸病害分析及其防治加固措施水电自动化与大坝监测 任旭华，刘丽

17.点插值法非线性模拟软基固结沉降问题王志亮，甘友文

18.基于扬压力实测资料的古田溪四级大坝稳定分析郑东健，卢秋生

19.汉江王甫洲坝堤复合土工膜防渗工程原型观测冯琍

20.地下厂房预应力锚杆张拉监测同步试验探析蒋新东

21.渭河洪水错峰调度决策支持系统的研究方英武，孙毅，王轶，冯慧

22.灌区多目标供水工程自动化监控系统配置研究黄牧涛，王乘

23.泵站自动化监控系统中的统计算和报表查询王冬生，霍宁，孙乃清

24.临沂市小埠东橡胶拦河坝调节闸门控制系统改造惠力，朱洪海，杨立，鲁成杰，孟庆明

25.小浪底电站快速闸门控制系统张健，赵旭春

26.变频控制器在水电厂的应用陈继杰，林峰

27.新丰江水电厂1号发电机定子铁损试验王建萍

1.混凝土大坝安全自动化监测技术的发展方向刘观标

2.数字化水库调度体系的研究与建设丁杰

3.基于边际电价预测的水电厂日优化运行吴世勇，马光文，过夏明

4.第3代水电厂计算机监控系统及其在水口电厂的应用汪军，郑冬梅，方辉钦

5.三峡梯调中心计算机监控系统王桂平，袁宏，张新军，黄天东

6.串行通信在大朝山电站计算机监控系统中的运用查荣瑞，朱晓韬

7.八盘峡水电厂水位、泥沙、拦污栅压差实时监测系统范相林，林东方

8.水电机组状态检修实现策略与框架设计陈喜阳，张克危，彭玉成

9.500kW准同期并列水电机组全过程控制器的设计与实现杨海清，俞立，徐建明

10.同步发电机微机励磁调节器的设计与实现区干生，容太平

11.小电网中水轮发电机励磁调节特点与运行分析吴中如

12.LonWorks技术及其在大坝安全监测系统中的应用叶宗顺，谢宁林

13.李家峡水电站拱坝强震监测台阵的布设傅朝阳，郭永刚

14.差动电阻式仪器温度检验限差的讨论邵乃辰

15.三峡大坝泄洪建筑物水力学安全监测於三大，邓浩，陈绪春

16.根据历史位移预报大坝变形的神经网络方法邓兴升，王新洲

17.水电自动化与大坝监测 丹江口大坝扬压力观测资料分析杜吉新

18.嶂山闸闸基渗流异常现象初步分析吕世德，陈浩然

19.水工钢闸门安全检测探讨段晓惠，汪术明，黄鸣钊，李志强

20.黑河龙首水电站短期优化调度研究徐晨光，黄强，赵麦换，田峰巍

21.三峡梯级电站日优化算法及应用罗元胜，魏守平，余波

22.华中电网水调自动化系统的开发与应用孙新德，梁虹，凌卫家，肖达强，张祥

自动化监测篇2

关键字：自动化监测 地铁隧道 深基坑 自动化全站仪

1 工程概况及特点

本项目是位于广州市珠江新城珠江大道东与珠江大道西之间区域深基坑底下方的集运隧道。隧道分为上下行线， 受施工影响的监测长度约为410米，布设216个监测点，基坑挖土期间一天监测四次，监测精度为±1.0mm。影响本监测隧道基坑具置在广州市珠江新城金穗路以北，规划占地总面积约6.5万平方米，地下总建筑面积约10万平方米，地下二层，基坑深约13米。支护结构方案采用桩锚支护

2、监测目的

本项目深基坑施工对周边环境产生了不能忽视相互影响.在基坑大量持续挖土的时期，位于基坑底下方的集运隧道在竖直方向上的影响是最大的。这对于普通的常规测量方法是比较有困难的.

通过选用自动化监测方法，随时了解本项目集运隧道结构变形情况，通过对各监测点变形量与预警值的比较和综合分析，提出预警预测；及时做好安全防范措施，确保安全施工；将现场测量结果用于信息化反馈优化设计，使设计达到优质安全、经济合理，施工快捷的目的。

3、地铁隧道监测案例

3.1本项目主要工作内容

本项目主要工作内容为集运系统的变形及沉降观测，即必须了解变形监测点的三维坐标的变化。

序号 监测项目 位置或监测对象 测点布置 监测频率 预警值 监测项目允许值

1 隧道结构位移监测 管片环向内侧 间距15 m，共设216个观测点 每6小时观测一次 10 mm 15 mm

2 隧道结构沉降监测 管片环向内侧 间距15 m，共设216个观测点 每6小时观测一次 10 mm 15 mm

3.2基准点和监测点的布设

基准点布设：集运隧道在布设监测基点时，分上、下行线隧道布设，各布设4个基准点，即在基坑影响范围外的隧道北端，隧道壁两侧各布设2个基准点；在基坑影响范围外的隧道南端，隧道壁两侧各布设2个基准点。在上、下行线受基地开挖影响的中间的隧道结构壁各布设2个工作基准点。如图3.1所示：

图3.1 基准点及工作基准点布设图

监测点布设：监测断面间隔约为15m，两个隧道各布设27个断面，一共布设54个断面，上行线编号为S01～S27，下行线编号为X01～X27。其中每个断面为4个点，总共布设216个观测点。因为存在小视场中的棱镜分辨问题，在较远处断面的监测点在埋设时，必须相互错开一些距离。监测点在监测报表中注明相应的隧道里程。

4、自动化监测

4.1 监测设备配置

监测设备配置见下表：

仪器、设备 型号 精度 数量

自动全站仪 TCA1800 1"；1mm+2ppm 4台

大棱镜 12个

小棱镜 216个

台式电脑 2台

笔记本电脑 4台

无线上网设备 4部

无线传输系统 2套

4.2基准点和监测点的埋设

基准点的埋设：使用钢支架牢固安装在隧道内壁，同时支架固定装上棱镜连接螺丝，实现强制对中，棱镜距隧道壁0.4～0.5米，确保观测通视良好。基准点必须埋设稳固，保证整个监测过程中不受破坏。

工作基点埋设：使用钢支架牢固安装在隧道内壁，强制对中，即于支架固定装仪器、棱镜连接螺丝，以作仪器、棱镜安装之用。

监测点的埋设：采用L型棱镜，在地铁隧道结构牢固安装好L型棱镜作为监测点，并使棱镜面正对工作基点（即测站点）。

4.3隧道自动化监测系统

安装自动变形监测系统首先应结合地铁设备安装图纸上完成基准点、工作基准点、监测点的布设及现场安装调试，其次仪器、基准点及监测点都采用强制对中固定在地铁隧道结构，采用全自动化的监测方式采集监测点的边角数据，通过温度气压传感器实时监测的数据进行距离和角度改正，同时固定在工作基点上的TCA1800自动全站仪，连接计算机中继站，通过网络与项目部的远程监控计算机相连接进行远程监控控制。自动化监测系统完成设备安装，则利用仪器的自动化功能，定时启动仪器进行自动化数据采集，并建立网络数据通讯传输系统，配合自动化数据采集系统进行数据采集，及时处理观测中出现意外错误（误差超限、目标被遮挡等则系统自动报警），并进行相应的延迟处理或重复执行等操作。采集的数据经数据软件处理后，生成变形监测报表，再通过网络传输到项目部。如图4.1：

图4.1自动化位移及升降监测

自动变形监测系统主要是由命令传输、点位观测、数据采集和数据处理几个方面的模块组成，其具体的结构如图4.3所示。

图4.2自动变形监测系统的组成

4.3位移和沉降监测方法

本项目自动监测系统主要就是在工作基准点上架设仪器，观测基准点和目标点得出变形体的变形趋势，上下两线各采用两台测量机器人、配套的监测软件、计算机以及通讯电缆建立基站，通过对基准点和变形点的持续的周期性观测结果进行比较、实时改正，从而得出变形点的三维变形量，进行安全和稳定性等分析，得到所需要的数据成果。

在每一期自动观测时，首先进行基准网稳定性和可靠性的检核，基准网由工作基点和基准点组成，每个工作基点上的全站仪需对两个基准点和另一个工作基点进行水平角、垂直角和距离观测，构成含多个已知点的无定向导线网，通过实时平差计算，提供实时动态基准。

监测点采用极坐标法进行变形监测，采用方向观测法三测回测定，并采用距离差分、角度差分等技术进行监测点的数据处理，计算各监测点的平面坐标和高程。监测点坐标与上一期坐标的差值，即为该点的相对位移量；与初始值（第一期）坐标的差值，即为该点的累计位移量；监测点高程与上一期高程的差值，即为该点的相对沉降量；与初始值（第一期）高程的差值，即为该点的累计沉降量。

5、监测数据处理分析及监测结果评述

自动化监测系统自动数据采集、自动平差及自动生成监测报表，其中集运隧道结构自动变形监测成果表 （上行线）部分监测成果如下表：

根据集运隧道监测成果及对应的变化曲线图的趋势得出如下规律：1）隧道北侧K2+038～K2+420段施工期间，变形较小，处于稳定状态，基本受隧道上方基坑工程施工的影响不显著；2）集运隧道K2+203～K2+233段主体结构在相应上方基坑土方开挖初期，显示有较明显的上浮现象（位移坐标变化不大，高程变化较明显），经现场巡视并由设计方及甲方专家分析，该处变形较大有两种可能，其一是与上面的基坑土方开挖过快有关；其二为该处开挖面与隧道结构之间的垂直距离偏小。经过施工方按此及时调整了开挖速度，采取了均匀开挖的施工方案，这之后，此段主体结构的沉降与位移的变化速率得到了控制，基本与其他区域相同，再没有出现异常现象，从而体现自动化监测数据的灵敏性；3）集运隧道主体结构的其余部分基本都随相应上方基坑开挖施工，主体结构因上方压力变小而有缓慢的上浮；当开挖完成后，则上浮越来越小，可以监测出这种微小的变化；同时，隧道结构相应上方主体工程逐步建成完工，随着上方压力的增加，集运隧道主体结构也伴随有微小的下沉，但不显著；4）至2010年3月份后，从监测点变化曲线图可看出集运隧道主体结构的变化已趋于稳定，基本接近于零；精密的监测结果显示：随上方基坑施工建设项目影响的减小，集运隧道K2+038～K2+420段已完全恢复到稳定状态。

6、监测结论

从2009年10月开始监测，到2010年5月隧道上方基坑回填完成了变形监测工作，共完成了610次的变形监测；根据集运隧道变形监测数据和变化曲线图趋势，基地施工期间集运隧道内部结构的变化是不显著的，随上方施工项目的完成，集运隧道处于稳定安全的状态。总结本项目隧道结构自动化监测经验如下：

1）、认真做好施工组织工作和现场考察以及资料的收集，编制详细而有针对性的技术方案，是确保按质按量完成监测任务的前提。

2）、对于现场环境复杂、监测点多、监测频率高、监测精度要求高的自动化监测工程项目，合理的施工组织措施，制定适宜的监测施工工艺，是提高监测效率和保证成果可靠性的有效途径；

3）、地铁隧道在自动化监测过程中，根据监测数据，再结合深基坑开挖进度、监测现场、地质情况对监测成果进行充分、深入的理论分析，使得施工监测及时指导基坑安全施工得以实践的关键；

4）.地铁隧道自动化监测过程中，各参建单位密切配合，并及时提供必要的帮助是必不可少的因素。

参考文献

[1] JGJ8.建筑变形测量规范.北京：中国建筑工业出版社，2007.

[2] JGJ120.建筑基坑支护技术规程 .北京：中国建筑工业出版社，2012.

自动化监测篇3

关键词：房屋变形；PDA；数据处理；C/S架构

中图分类号：TU74 文献标识码：A

0 前言

伴随城市化进程的日益加快，城市建设规模不断扩大，地铁隧道工程、深基坑工程等紧锣密鼓地开展。与此同时，在建工程对既有相邻房屋的负面影响也十分严重，包括既有房屋基础不均匀沉降、主体结构倾斜及房屋结构开裂等。这些负面影响对既有房屋安全带来了严重隐患，关系到人民群众的生命财产安全，易在社会上造成不良影响。鉴于此，既有房屋变形监测工作意义重大，各市区均成立了负责本地区房屋安全监测工作的政府职能部门。

另一方面，电子化监测设备与计算机网络技术的发展，给房屋变形监测提供了信息化、智能化的管理手段。特别是区域范围较广、工程量较大的城市，房屋变形监测与管理工作量大、时间紧迫，研究改进房屋变形监测的内外业工作模式，完善监测数据管理，快速生成成果报告显得十分必要。对此，本文研究建立了房屋变形监测管理系统，从外业监测数据采集到内业监测数据处理全流程，实现信息化、自动化，极大地降低人为因素对监测成果的干扰，提高工作效率[1]。

1 监测工作现状分析

目前，房屋变形监测的常规性监测工作包括沉降监测、倾斜监测和裂缝监测。据了解，现阶段的监测工作方式存在以下不足：

1）数据采集自动化程度不高

一般地，沉降、倾斜监测仍采用传统测量模式，即三人分别司职测量员、立尺员、记录员，以手工记录的方式进行。监测过程人为因素干扰较多，监测数据易出错，且手工记录不利于后续数据处理的自动化。

2）数据处理方式落后

由于数据采集过程使用人工记录方式，导致监测数据在录入内业处理系统时仍需手工录入。同时，数据有效性需人工检核，成果数据、成果表和监测报告需人工编写。此过程机械繁琐、自动化程度低，费时费力且易出错。

3）监测数据有效性无法现场估量

受限于工作模式和采集方法，现场数据采集完工时，往往难以直观检核数据有效性，均需经过内业处理后方能知晓。内外业工作连贯性不强，成果数据可靠性、安全性较低。

4）数据缺乏专业管理

大量项目数据以电子表格文件形式存储，未构建专用数据库。同时，文件查询调阅繁琐且数据管理安全性不高，文件易丢失损坏。

综上所述，为提高房屋变形监测内外业工作效率，增强数据和成果档案管理的时效性和安全性，急需改进目前房屋变形监测中人工半自动化的工作模式。

2 房屋安全监测系统设计

针对当前房屋变形监测现状，本文研究设计了内外业一体化的房屋安全监测系统，实现外业数据电子化采集、内业数据信息化处理以及成果报告的自动化生成，极大地提高了房屋变形监测工作效率[2]。系统分为外业数据采集子系统与内业数据处理子系统两部分，具体结构如图1。

2.1 外业数据采集子系统

外业数据采集子系统是指利用PDA结合电子水准仪、全站仪和裂缝测宽仪等，实现房屋变形监测中的沉降、倾斜和裂缝监测。其作业模式为利用定制数据线或蓝牙将PDA与电子水准仪、全站仪等进行连接，将现场采集到的沉降、倾斜数据自动采集到PDA中，从而实现了外业数据的自动化采集。同时，内置PDA的数据采集系统可现场对监测数据进行基本检核。外业数据采集子系统具体包括“沉降智能监测”、“倾斜智能监测”和“裂缝智能监测”三个模块。

2.2 内业数据处理子系统

内业数据处理子系统是指利用PDA进行外业数据采集后，将数据以有线传输的方式上传至系统服务器数据库。进而对所采集数据按要求进行处理操作，并生成成果表、监测报告等。具体包括“沉降监测数据处理”、“倾斜监测数据处理”、“裂缝监测数据处理”、“便捷绘图工具”、“监测报告生成”、“数据管理”等模块。

图1 房屋变形监测管理系统结构图

2.2.1 沉降监测数据处理模块

此部分是将PDA采集到的外业沉降监测数据以有线或无线传输的方式导入内业监测系统数据库，按要求对其进行数据质量检验、粗差剔除、平差等处理。最终按要求生成沉降监测成果表，并为后续监测报告的生成提供数据支持。

2.2.2 倾斜监测数据处理模块

此部分是将PDA采集到的外业倾斜监测数据以有线或无线传输的方式导入内业监测系统数据库，同样进行粗差剔除、平差等处理，在此基础上生成沉降监测成果表和最终监测报告。

2.2.3 裂缝监测数据处理模块

在房屋裂缝监测中，不仅需记录房屋裂缝观测值，同时需对裂缝现场进行拍照（如图2）。在最终的成果报告中需将观测值与现场照片实现一一对应。目前的处理方式，裂缝观测和照片记录两项工作分开进行，从而导致内业处理时，需将照片一一识别对应。本系统模块针对这一需求开发了图片处理功能。将裂缝现场观测照片导入系统，对其进行必要的编码及属性值设定，实现图片与观测值的对应，从而为后续报告生成过程中提供自动匹配（如图3）。

图2 裂缝监测现场照片

图3 裂缝监测图片处理工具

2.2.4 便捷绘图工具

便捷绘图工具主要用于在沉降监测及倾斜监测中进行草图绘制。由于一般房屋变形监测的监测点布设较为简单，只需大致标明监测点与房屋的相对位置关系即可。若每次调用AutoCAD等专业绘图软件进行草图绘制消耗计算机内存资源。本系统将较小的开源绘图工具内嵌，并结合房屋变形监测的绘图特点，开发了便捷绘图工具。

3 系统实现

3.1 外业数据采集子系统传输研究

外业数据采集子系统监测数据采集设备包括PDA、电子水准仪、全站仪和裂缝测宽仪。本系统PDA采用华测LT30、电子水准仪为Topcon DL502、全站仪为Topcon GPT7502。

PDA采用Windows Mobile 6.0操作平台，其与电子水准仪和全站仪采用RS232串口连接方式进行连接。其间通讯指令如下：

1）启动测量并将数据发送至PDA：C067ETX（CRLF）；

2）回答接收的数据是否有效：ACK006 ETX（CRLF）——有效，NAK021 ETX（CRLF）——无效；

3）停止发送跟踪测量：N078 ETX（CRLF）；

4）改变测量模式：Z10091 ETX（CRLF）——H/V模式，Z32091 ETX（CRLF）——SD粗侧，Z34093 ETX（CRLF）——SD精测[3]。

3.2 内业数据处理子系统研究

根据实际需求，内业数据处理子系统采用C/S的分布式架构，通过客户端远程控制数据库[4]。将数据库架设于服务器端，外业采集系统所采集的原始数据均直接导入服务器端的数据库。内业数据处理人员在客户端调用数据库数据并进行处理分析。C/S架构将数据库服务器与应用程序分离，一方面减小客户端的数据处理压力，同时提高数据存储的安全性[5]。

系统整体包括“文件”、“数据管理”、“仪器管理”、“用户管理”等基础功能和管理员功能——“成果修正”（如图4）。“文件”为基本的项目打开、保存等功能；“数据管理”功能包括外业监测数据的人工录入和自动导入两个功能模块；“仪器管理”功能主要是对监测单位现有监测仪器进行编码管理；“用户管理”则是用户权限的分配，系统包括管理员用户和普通用户，两者权限具有一定区别；“成果修正”功能则为管理员功能，只有用户具有管理员权限时方可对监测数据处理结果进行必要修正。

图4 内业数据处理子系统

4 结语

房屋变形监测管理系统从外业数据采集和内业数据处理两方面对现有监测处理工作模式进行改进。外业工作时，利用PDA与监测设备进行连接通讯，实现监测数据的自动采集。同时，将外业采集的监测数据直接导入内业数据处理系统中，实现数据的自动存储、处理、分析及成果生成。一方面降低了变形监测过程中的人为失误，同时提高了房屋变形监测的准确性、安全性和工作效率。

参考文献

[1] 檀丁,李明峰,陶虹等.面向服务的3DWebGIS异构系统框架研究[J].测绘通报,2011,(10).

[2] 檀丁,李明峰,张蔚等.GP服务在基于SOA的WebGIS空间分析中的应用研究[J].测绘通报,2011,(7).

[3] 吴长悦.掌上电脑与全站仪通信软件的研制与开发[J].测绘通报,2005,(4).

[4] 熊余伟.工程变形监测信息集成管理数据库设计[D].华中科技大学,2010.

[5] 赵炯,鲁丹军,潘舒眉等.地铁隧道变形监测系统数据库设计与开发[J].机电一体化,2011,17(11).

自动化监测篇4

关键词：PLC 变电站监测 自动化

中图分类号：TM855 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（b）-0119-01

20世纪70世纪末，可编程序控制器（PLC）正式诞生，并凭借高性能自动化的优势，深受消费者好评，并获得广泛应用。在PLC的辅助下，欧美国家实现了变电站自动化监控。20世纪80年代中期，我国开始积极引进这一高新技术，主要用于控制厂矿机械与变电站断路器，不过用于实现变电设备监测自动化的并不常见。

1 PLC的优势与应用原则

随着时代的发展，高新技术较从前获得极大的改良，目前现有的PLC主要具备以下优良特性：

1.1 功能丰富多元化

PLC多采用的是Pentium、Alpha一类的高性能处理器，操作系统能够执行多项任务，并能按照正确的逻辑顺序完成运算，完全可以实现回路调节与代数计算，因此功能较从前更加丰富多元化。

1.2 网络功能强大

现有的PLC均能为用户提供Ethernte一类的通信网络，在高速通信网络的支持下，PLC的应用领域获得了极大的拓展。

1.3 编程日趋标准化

绝大多数PLC厂家目前的编程均按照IEC61131-3标准来执行，该标准对梯形图、顺序功能图、结构文本语言等编程语言均给予了准确的定义。

1.4 模块微型化

通常在电力企业在实行变电站监督自动化时，需对投入与产出进行充分考量。这意味着相较于其他控制、监测设备，PLC需在高稳定性、耐用性以及经济性上显示出优势。

一般情况下，PLC选型需遵守以下原则：（1）监控对象必须明确；（2）选择输入输出模块；（3）选择控制系统的结构与方式；（4）选择储存器型号与容量；（5）确定支持技术与应用条件。

2 在变电站监测中PLC的应用

2.1 输入信号的分类

变电站监测系统中的输入信号可分为三种，即开关量、模拟量以及数字量。

（1）开关量的监测是为了解变压器的风扇状态、有载开关位置等。PLC主要利用开关量输入模块，实现对开关量信号的识别。通过对应的长安其获取开关量，连接至PLC输入端子后，每一个端子均将在PLC数据区内获得一个“位”，也就是地址。通过内部光敏三极管饱、导通以及截至，获取开关信号，查看PLC输入位状态值，便可实现对开关量的监测。

（2）模拟量的监测主要是为了解变电设备中，电流、电压是否正常。PLC一般会借助模拟量对应的输入输出版块，实现对模拟量信号的识别。当输入端获取由传感器或信号发生器发送的模拟信号后，输出端输发送的模拟信号即成为PLC的控制对象。PLC将透过通讯口，自动向变电站监控中心反馈事实检测值以及故障诊断结果。

（3）变电站中，大多数设备的检测仪输出的信号均为数字量，它们均具备专属的编码方式与输出方式。在PLC中，数字量输出前可预编对应程序，对从输入端进入的仪器所对应的数据包进行识别，实现对设备仪器数字量的识别，经初步诊断后，将诊断信息反馈至变电站监控中心。

2.2 PLC系统的构架

变电站PLC系统可选择的配置方式有两种，分别为集中式与分散式。

（1）集中式的配置方式同样有两种，分别为微机式和PLC与马赛克控制盘结合式。集中式配置方式的选择，主要取决于变电站监控中心上位机的类型。集中式上位机主要用于接收自主PLC设备运行信息，主PLC则用于接收上位机命令，最终实现对变电设备的运行监测。倘若PLC无法顺利完成变电站的监测工作，剩余PLC将在主PLC基础上，通过输入输出模块，实现对主PLC的扩展。不同类型的上位机应用范围也存在一定差异，其信息储存量、信息显示、设备状态的综合诊断能力也会有所不同。

（2）分散式配置方式，主要是为所有监测对象配置一个微型PLC，通过一个主PLC对所有PCL数据信息的采集与整理，实现管理与控制的功能。这种方式从功能上来看，和使用微机作为上位机的集中式配置方式比较像，不过分散式配置方式会更加灵活，两者功能也存在一定差异。分散式的主PLC主要负责与上位机进行连接，实现对所有微型PLC的管理，其本身并不具备对变电设备的监测功能。

2.3 采用PLC系统实现智能化监测与诊断

合理利用专家知识，提高PLC系统的诊断质量与效率，实现变电设备故障诊断的智能化，是故障诊断技术的长期发展目标。就目前情况来看，PLC产品功能与技术均十分有限，离智能化目标还有很长的距离。笔者认为，可有效结合网络技术与通讯技术，通过PLC与计算机在网络环境下的互联，实现对变电设备故障的智能化检测与诊断。

在设计过程中，可通过PLC对变电设备监测信号进行简单的预处理，充分发挥出PLC技术的功能与优势。通过对数据反馈内容的识别，掌握变电设备实时状态，一经发现异常则立即发出预警，并自动采取相应措施，对故障部位进行保护，以便检修。PLC可经通讯口或输出端子，将变电设备的实时状态反馈至上位机，随后根据储存的专家知识，对异常情况进行分析与诊断。上位机根据诊断结果做出正确决策，转交控制权，并充分发挥出通讯口功能，辅助PLC完成自动化监测。

2.4 PLC系统的抗干扰措施

变电站中存在大量电磁干扰，因此PLC系统在运行过程中，务必具备抗干扰能力。笔者认为，为提高系统抗干扰能力，可从硬件与软件两方面着手。硬件方面，可将PLC下位机中各传感变送器、自动化仪表与现场各类设施相连，提高整个系统的稳定性，另外，系统电源应使用隔离变压器的供电系统，以确保持续供电。整个下位机系统，应选择安装在一个特制的箱内并安全接地，这种方式能有效减轻环境干扰。软件设计师，同样要加入抗干扰环节。在变成中，设置滤波程序，并在系统综合诊断中，将采集数据与历史数据进行对比，根据数据发展趋势了解设备运行状态，尽量降低干扰对PLC系统的不良影响。

3 结语

综上所述，在PLC技术的辅助下，变电站实现了监测自动化，有效节约了监测管理成本，提高了管理质量。在设计变电设备监测诊断系统是，需结合系统的实际功能需求，通过正确选择与合理利用，充分发挥出PLC的功能与优势，为实现变电站监测自动化添加不懈动力。

参考文献

[1] 赵伟，黄文娟.基于PLC的变电站监控自动化的研究与实现[J].中外企业家，2013（7）：238.

自动化监测篇5

关键词： 基坑监测 ；远程监控； 信息化

Abstract: with the development of city construction, the scale of the excavation and excavation depth increasing, safety of deep excavation has become the focus problem in engineering field. During the excavation of deep foundation pit, how to understand the first time deformation of foundation pit excavation, the safety evaluation; automatic monitoring, information construction, to avoid the occurrence of accidents. Compared with other methods of monitoring, remote monitoring and automation has strong adaptability, operation is not affected by the weather and other factors, the advantages of high accuracy, more suitable for complicated deep foundation pit, get more and more applications in the field will pit monitoring.

Keywords: foundation pit monitoring; remote monitoring; information

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012

引言

在现代城市建设中高层建筑、地铁工程等工程中大量存在深基坑工程。深基坑在开挖施工过程中会引起支护结构及周边环境的变形。借助于远程监控可以实时进行监控，在第一时间就可获取开挖施工过程中的变形数据（情况）。实现对生产、运营情况的随时掌握，把生产运营状况同企业的经营管理策略紧密结合，从而实现项目的综合自动化，可以建立网络范围内的监控数据和网上知识资源库。

1. 远程自动化监控的功能及特点

1.1功能

工程数据、信息采集和查询

信息标准化的存储功能

数据挖掘与智能决策分析

监测报表自动生成功能

信息展示、功能

重点监测数据项目跟踪

现场监测工作的管理

1.2特点

系统分两部分，一是后台数据分析计算软件，可以对当天工地现场实测数据进行处理、分析，并结合基坑围护结构设计参数、地质条件、周围环境以及当天施工工况等因素进行预警、报警、提出风险预案等。第二部分是基于网络的预警平台，它基于WEBGIS开发，可以将后台的分析结果以多种形式，并通过网络电脑或手机短信的方式将预警信息发送给相关责任人，达到施工全过程信息化监控，将工程隐患消灭在萌芽状态。

远程自动化监控系统通过构架在INTERNET上的分布式监控管理终端，把建筑工地和工程管理单位联系在一起，形成了高效方便的数字化信息网络。在这个网络里，借助于INTERNET快速、及时的信息传输通道，能够及时把建筑工地上的各种上数据、工程文档、图像等传送到需要了解建筑工地情况的工程管理单位那里，从而为工程管理单位及时了解工地的工程进展和所发生的问题提供了高效方便的途径，同时也为工程管理单位及时处理工地出现问题提供了依据。使得工程管理更为现代化，工程事故反应更迅速，对工程问题的分析更全面。

远程自动化监控系统通过对计算机技术的运用，能够同时把正在施工的所有工地信息联系在一起，从而方便了工程管理单位的管理，实现了分散工程集中管理和单位部门之间的信息、人力、物力资源的共享。真正改变了传统工程管理中出现的人力物力的重复投入以及人力物力的浪费现象，在节约成本的同时，提高了工程管理的水平。

远程自动化监控系统通过运用数据库技术，使得各种工程资料、工程文档的保存、查询变得极为便利。这对于工程进展情况的查询、工程问题的解决以及工程经验的总结等等都无疑是极为有利的。

2.水位自动化监测

2.1监测元件

监测元件采用振弦式不锈钢结构的孔隙水压计。振弦式渗压计具有智能识别功能传感器可自动进行实时温度补偿，提高传感器在不同气候条件下的适应性及监测数据的准确性。可直接挂接总线，进行组网监测和数据采集。

设备主要技术指标如下：

量程：0.1Mpa～4 Mpa

灵敏度：0.05%F.S

测量精度为：ML = 量程×误差率 = L×η= 350×0.2% = 7mm

分辨率：0.0001 Mpa～0.001 Mpa

温度范围：-20℃～+80℃

供电电压：12v直流供电

信号输出类型：RS485

外形尺寸：直径42mm 长160mm

信号传输方式：传感器RS485数据串联接入GPRS采集系统 把信号无线或有线传送到中心机房

2.2监测点布设

2.2.1基坑内地下水位当采用深井降水时，水位监测点宜布置在基坑中央和两相邻降水井的中间部位；当采用轻型井点、喷射井点降水时，水位监测点宜布置在基坑中央和周边拐角处，监测点数量应视具体情况确定。

2.2.2基坑外地下水位监测点应沿基坑、被保护对象的周边或在基坑与被保护对象之间布置，监测点间距宜为20m～50m。相邻建筑、重要的管线或管线密集处应布置水位监测点；当有止水帷幕时，宜布置在止水帷幕的外侧约2m处。根据设计方案进行测量，确定好孔隙水压计安装孔位，每组间隔埋设5个孔隙水压计。

地面上部填筑垫层300mm以上，清理好场地后，选择无雨、雪天气进行钻孔预埋安装。

成孔：在预埋位置要求钻孔，孔径大小以>∮80，钻孔偏差应小于1.5%。并无塌孔、缩孔现象存在，软土层应以泥浆护壁，钻孔至拟埋底部孔隙水压计拟埋标高以上0.2-0.3米的深度。若有塌孔或缩孔较快现象，必须先下套管再进行钻孔。套管深度应大于缩孔或塌孔部位深度。

安装：先把将要装入钻孔底部的孔隙水压计从清水中提出，进行调零。并作好记录，存档。

A：将孔隙水压计连接好测试仪进行测量，

B：调零，手工记录好孔隙水压计编号、零点时温度。

C：用测试仪对整个安装过程进行监。

示意图：

量程：0.6mpa

精度：0.0001mpa

使用温度：-40~+125℃

3.采集系统

自动化采集系统对传感器进行指令测量，采样时间间隔根据实际需要设置采样，通过二次仪表采集数据发送到监控中心，软件自动对测量数据进行换算，直接输出监测物理量利用GPRS无线网络进行数据传输，完成对传感器数据的采集和监控。传感器通过GPRS接入INTERNET网，软件可设置上线报警命令，手机短信报警能够时时掌控，PC接入INTERNET网络就可进行数据采集和监控。现场供采用工地220V电源，采集箱内装配12v锂电电池满足长期监测使用，电池使用寿命2年。

3.1GPRS静态远程自动化监测系统产品优势

①、采用GPRS传输，频率采集范围大于600~4000Hz；分辨率不小于0.1Hz；可采集传感器数量200个；供电方式首选选直流、交流、；锂电池、、太阳能电池、数据实时传输，实时波形显示，实时储存功能，每个采集箱可同时传送264个静态传感器的数据，连接电脑采集数据。

②、开放式结构，摸块化组合，可采集电压、电流、电阻、电容、频率、开关量、脉冲量等电量，测量精度高，系统稳定可靠，具有较强的抗环境电磁干扰和抗工频干扰的能力。

③、有完善的防雷防静电及瞬变脉冲阻断功能，高压脉冲由阻断电路先行阻止，再由吸收电路安全吸收，确保模块运行安全。设有传感器的安全保护功能，在测量闲置时自动将传感器进线短路并接至系统地线上，确保传感器安全，无需另配避雷器。

④、有多种数据传输方式：RS485传输、TCP/IP网络传输、无线数传电台传输、光缆传输、电话网络传输、公共移动网传输(GPRS/CDMA)等

⑤、工作时易于找错和维护，操作时易于保护，便于施工。

⑥、数据无线传输距离不受距离限制，可24小时持续测量和传送数据，仪器轻巧，多种供电方式：市电、锂电池（连续工作690天）。

⑦、传感器连线长度：约2500米M。

⑧、传感器通讯方式：(485传输/232)，其它传输方式由外置传输设备决定。

⑨、波特率：9600bps(RS485)或1200bps(无线数传电台)，波特率可调。

4.目前天津地区的应用

目前在天津地区正在进行的远程自动化监控项目，仅限于大型的市政工程，如余家堡交通枢纽项目、地铁项目等。一般民用工程目前还未运用远程监控系统进行监测。

目前在天津做远程自动化监控的单位较少，一般为外地大的监测单位（如上勘院等）。从市场上的应用情况、推广程度及使用评价来看，远程监控系统在天津具有很大的发展空间。

5.结语

通过远程自动化监控可以实现现场运行数据的实时采集和快速集中，获得现场监控数据，为远程故障诊断技术提供了物质基础；通过远程监控，技术人员无须亲临现场或恶劣的环境就可以监视现场情况并了解现场设备的运行状态及各种参数，方便地利用本地丰富的软硬件资源对远程对象进行高级过程控制，从而减少值守工作人员，最终实现远端的少人值守。对企业降低生产成本，提高劳动生产率，以及增强企业的综合竞争实力等方面都具有十分重要的意义。远程监控系统通过运用数据库技术，使得各种工程资料、工程文档的保存、查询变得极为便利。这对于工程进展情况的查询、工程问题的解决以及工程经验的总结等等都无疑是极为有利的。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部《建筑基坑工程监测技术规范》GB 50497-2009

[2]中国建筑科学研究院. JGJ1202 99 建筑基坑支护技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,1999.

自动化监测篇6

【论文摘要】长期以来，中继监测与交换优化是移动通信交换专业的两项重要工作。由于该工作需要长期、例行的进行，因此占用了大量的人力资源。由于这个原因，我通过西门子公司提供的“scenario wizard”软件编写程序，成功实现西门子原始统计文件的定时自动采集，并存放于指定文件夹下。同时，我又利用excel自带宏功能，开发出了分析西门子统计文件的后台软件“中继监测与交换优化程序”。 “中继监测与交换优化程序”自动定时从该文件夹读取原始文件，分析后自动告警。由此，实现了中继监测与交换优化统计分析的完全自动化。

此软件主要目的是为了分析两个gsm核心网交换机各局向中继的接通率、呼损、负荷等情况，为及时发现需要增加中继的局向和研究长途来话接通率提供了极大的方便。特别在春节、国庆等话务猛增的情况下，值班人员可使用此软件对中继负荷进行及时监控。该软件也可用作日常交换优化分析的工具软件。软件可全自动运行，节约了大量的人力，大大提高工作效率。

【keyword】trunk monitor festival optimize automatic

【abstract】monitor trunks and optimize equipment are tow important jobs in china mobile for long time.the tow jobs will use so many human resource because its have to frequently execute the same sequences of tasks on network elements.for this reason,i try to simplify my work. and i can automatic copy statistical file from hard disk of mobile switch equipmen in specifical time by using “scenario wizard”.i save this file in appointed direction.at the same time,i write this program “the program of trunk monitor and optimize equipment”by using “function of macro”in microsoft excel. “the program of trunk monitor and optimize equipment”automatic copy statistical file from appointed direction and analyse it and alarm.so,monitor trunks and optimize equipment will be automatic done.

【前 言】

1、任务的提出

中继监测与交换优化是 中国 移动gsm核心网交换专业的两项重要工作，需要长期、例行的进行。要想节约人力资源，实现“方便、快捷、明了”，就必须借助编程手段实现中继监测与交换优化统计分析的完全自动化。

2、系统运行环境

硬件环境：数据采集为西门子专用维护终端，后台处理为一般电脑即可

软件环境：windows nt(数据采集终端) 操作系统，后台处理无特殊要求

第一章 设计分析

1.1 统计分析系统概要

1.1.1 统计分析系统介绍

“中继监测与交换优化统计分析系统”（以下简称统计分析系统）是一个面向泸州移动公司 网络 部需求的系统，是完成gsm核心网交换机的中继运行情况及时监控和交换优化各项指标分析的有力工具，是实现中继监测与交换优化统计分析自动化的工作创新。此系统的建设将实现泸州移动公司gsm核心交换机统计文件的定时自动采集，并存放于指定目录下的指定文件夹内。同时，通过excel自带宏功能，自动定时从该文件夹读取原始文件并呈现分析结果，实现中继监测与交换优化统计分析的完全自动化。这样可以使交换班技术人员从繁重的网络中继监控和统计 计算 工作中解脱出来，为及时发现需要增加中继的局向和研究长途来话接通率提供了极大的方便。特别在春节、国庆等话务猛增的情况下，值班人员可使用此软件对中继负荷进行及时监控。该软件可全自动运行，节约了大量的人力，大大提高工作效率。

1.1.2 统计分析系统面向的用户群体

（1）网络部监控班值班员

（2）网络部交换班技术员

（3）网络部优化班技术员

（4）网络部技术主管

（5）网络部分管维护副经理

1.1.3 统计分析系统开发环境

该统计分析系统的顺利开发离不开以下有利环境：

（1）外部环境：泸州移动公司使用的gsm核心网交换机是德国西门子公司生产的。在上一次版本升级时，西门子公司应用了基于windows nt操作系统的名为“switch commander”的监控终端，通过其自带的”scenario wizard”软件编程可让监控终端每天定时自动从各个交换机里提取原始数据并存在指定目录下的指定文件夹内。为进行后台分析做好了准备。

（2）内部环境：泸州移动公司内部一向有在工作中创新的传统，各级领导给予了硬件上的支持和精神上的鼓励，正是因为他们的帮助才使得该软件能顺利开发并投入应用。网络部的同事在使用过程中不断提出的宝贵意见，也使得该软件日臻完善。

1.1.4 统计分析系统开发工具

（1）compaq presario x1000笔记本电脑一台；

（2）西门子“switch commander”监控终端；

（3）关于”scenario wizard”软件编程的资料；

（4）关于vb编程的书；

1.1.5 统计分析系统中的角色

角色名称

职

责

描

述

网络部监控班值班员

具体负责对gsm核心网交换机的中继运行情况的及时监控工作

网络部交换班技术员

具体负责对gsm核心网交换机运行情况的日常统计分析和各项指标的优化工作

网络部优化班技术员

具体负责对移动无线网络各项指标的日常统计分析和优化工作

网络部技术主管

对泸州移动公司网络部的技术工作进行指导 ，保证网络部各项技术指标达到考核要求，制订技术方案并监督实施，负责每月和部分临时性的技术分析报告

网络部分管维护副经理

监督所管理班组的工作，完成考核指标

1.1.6 统计分析系统网络拓扑图

1.2 需求概述

在泸州移动网络部下属班组的日常工作中，监控班需要及时发现中继运行情况，交换班必须保障gsm核心交换机的良好工作状态，优化班则会对移动无线网各项技术指标进行管控。中继监测与交换优化统计分析系统的应用满足了这三个班组不同层面的需求。

1.2.1 监控班工作情况分析

（1）采取轮流值班制；

（2）负责监控所有网络设备的运行情况，及时发现网络设备告警；

（3）负责监控中继负荷情况，及时发现中继拥赛的征兆；

1.2.2 交换班工作情况分析

交换班负责gsm核心网交换机的维护与管理，主要有三个层面的工作：

（1）日常维护??及时处理网络故障，保证gsm核心网交换机稳定地运行

（2）统计分析??了解gsm核心网交换机工作情况，对各项指标是否达标进行判断，对于不合格的指标及时采取措施

（3）交换优化??通过对各项指标关联性的分析，在各项指标合格的前提下，采取“调整各关键指标值，使之达到最佳平衡点”的方法，保证gsm核心网交换机在一个稳定高效的工作状态下

1.2.3 优化班工作情况分析

优化班负责无线网优化工作，即以gsm核心网交换机到bsc的a接口为界，a接口以下直到用户手机的网络优化工作。虽然优化班的工作范围不包括gsm核心网交换机，但网络问题不能脱离整个完整的网络进行分析，经常会需要提取gsm核心网交换机数据配合分析。

1.2.4 人工成本节约情况分析

由于统计分析系统的成功应用，实现了从取原始数据到发现中继超负荷告警以及保存告警信息的全自动操作，同时让统计分析和交换优化的指标分解实现了自动化，节约了3人的人力资源。见下表：

中继监控需要人力资源（人）

统计分析需要人力资源（人）

交换优化需要人力资源（人）

节约人力资源（人）

过去

1

2

2

3

使用分析系统后

1

1

1.2.5 工作效率提高情况分析

统计分析系统大大提高工作效率的同时也加强了节日通信安全保障。另外，作为日常交换优化分析的工具软件，具有“方便、快捷、明了”的优势，特别适用于研究长途来话接通率。

中继监控工作情况

统计分析工作情况

交换优化工作情况

节约时间

过去

观察中继状态/每小时（节假日和忙时每半小时）

每人每次统计分析需花1天时间

每人每次完成交换优化分析需要花3天时间

中继监控100％；

统计分析99％；

交换优化66％

使用分析系统后

无需专人观察中继状态

每人每次提取统计分析结果只需15分钟

每人每次完成交换优化分析需要花1天时间

1.2.6 应用前景分析

（1）由于中继超负荷会直接造成通信不畅，即用户手机不好打。因此对于交换系统来说，实时有效地监控中继负荷情况是非常重要的。后台分析软件“中继监测与交换优化程序”每天在指定时段（一般选择忙时）自动执行，自动读取当前原始数据，自动分析中继有无超负荷情况，如有，则告警并将告警信息保存到指定文件下；

（2）该软件能及时反映出交换机的重要呼损指标，通过对这些指标的分析，我们可以知道交换机呼损话务的大致原因，据此采取有针对性的优化措施。使用此软件，可让交换优化工作变得高效有序。

第二章 系统设计

2.1 体系架构设计

整体架构设计的基本思想是实现从源数据系统方便的采集、传送、并存放数据到数据服务器，并使最终用户能灵活、高效地使用数据，同时让系统管理人员更容易地管理和操作整个系统。

2.1.1 统计分析系统逻辑架构

中继监控与交换优化统计分析系统逻辑架构可分为以下几个部分：

· 源数据层

· 数据采集层

· 数据存储层

· 数据处理层

最终用户层

（1）源数据层

统计分析系统的数据源来自于泸州移动目前使用的西门子gsm核心网交换机，交换机会将设备的运行情况以数据的形式记录下来，存放在交换机本身的数据库中，该数据称为原始数据。这类数据以文本形式出现，并按照一定 规律 进行了加密，不能直接识别。

（2）数据采集层

“switch comander”终端通过”scenario wizard”软件编程实现自动采集，即根据维护和优化需要定时通过tcp/ip网线从gsm核心网交换机硬盘内读取原始数据。数据采集过程是由“switch comander”终端全自动操作的，不需要手工输入人机命令。

（3）数据存储层

通过“scenario wizard”软件编程，自动采集的gsm核心网交换机原始数据将该数据存储在“switch comander”终端的指定目录下的指定文件夹内，文件名按照“文件编号－年－月－日－采集时间”结构生成。

（4）数据处理层

统计分析系统的使用人员将一台后台处理电脑通过局域网与“switch comander”终端相连，后台处理电脑利用excel宏编程自动定时对存放在“switch comander”终端固定目录下的数据文件进行后台处理。

（5）最终用户层

统计分析系统的使用技术人员（即最终用户）读取经过电脑自动处理后的报表，分析网络运行情况。或统计分析系统的使用技术人员通过听取工作处理电脑的告警声判断是否中继超负荷。

2.2 统计分析系统详细流程图设计

2.2.1 统计分析系统原始数据采集逻辑架构

2.2.2 统计分析系统后台分析逻辑架构

2.3 实现定时采集设计

西门子公司应用了基于windows nt操作系统的名为“switch commander”的监控终端，通过其自带的”scenario wizard”软件编程可实现让监控终端每天定时自动从各个交换机里提取原始数据并存在指定文件夹内。“scenario wizard”软件编程的逻辑架构为：

2.4 系统安全管理设计

像泸州移动这种数据特别密集型的大型 企业 ，任何的数据丢失都可能造成很大的 经济 损失，系统安全管理显得特别重要。对于该统计分析系统来说，应用的基础在于原始数据的安全管理，因此需要在进行系统设计时考虑数据备份的重要性。为此，我们通过硬盘和光盘的双重备份机制来保障数据安全。

我们对备份与恢复的设计基于以下四个目标：

§　对给定时间点能进行完整的数据恢复

§　使数据丢失的影响降到最小

§　使数据备份的处理过程尽可能高效

§　遵循 中国 移动现有的备份与恢复标准

2.4.1 数据保护和恢复技术

随着统计分析系统即将成为泸州移动 网络 部越来越重要的网络监控与分析工具，它的可用性和数据安全性就变得很重要。统计分析系统从以下几个方面以确保其高可用性：

ø 双硬盘备份技术

ø 数据备份技术

不同的特性保护不同的失败和恢复，以下分别加以说明：

n 双硬盘技术可保证原始数据在gsm核心网交换机内不会丢失

gsm核心网交换机目前采用双硬盘备份技术。双硬盘备份技术就是将原始数据同时备份到主用和备用两个硬盘内，平时只读取被激活工作的主用硬盘。当主用硬盘出现故障不能工作时，自动激活备用硬盘，可从备用硬盘完成数据读取。这些特性是为了防止硬盘意外损坏而造成的原始数据在gsm核心网交换机内丢失。

n 最传统的数据保护手段就是数据备份 —— 备份数据到硬盘和光盘上。

从gsm核心网交换机内读取出来的数据，将分别存放在监控终端硬盘和数据备份光盘内。当统计分析数据丢失时，可通过重新处理监控终端硬盘内或数据备份光盘内存储的原始数据进行恢复。

2.4.2 备份与恢复的范围

备份的范围

按备份的内容分，备份的范围主要包括：

§操作系统

§统计分析系统应用程序

§数据

本节主要介绍数据的备份。

恢复的范围

恢复的范围主要包括：

§ 对给定时间点对原始数据进行完整的数据恢复

§ 对给定时间点对监控终端和后台处理机操作系统进行完整的恢复

§ 对给定时间点能对统计分析系统程序进行恢复。

本节主要介绍数据的恢复。

由于gsm核心网交换机产生的数据量很大，每天都会生成大量数据临时存储与自带硬盘内，如果要备份和恢复，需要考虑到系统备份时间的约束，对网络运行的影响。“switch comander”监控终端每天都要做不少的数据采集工作，而统计分析系统每天要做大量的数据读取和分析工作，系统的工作负荷大，留给系统备份的时间有限；并且希望在备份时对系统的产生的影响降到最低，而且要在恢复时考虑能在短时间内迅速的恢复数据。

2.4.3 日常数据备份的方式和周期

日常数据备份的方式通常可分为原始数据的临时存储、原始数据的硬盘保存和原始数据的光盘保存。

ø 原始数据的临时存储

为防止数据丢失，在gsm核心网交换机自身的硬盘中，将保存一周的原始数据，然后按照“先入先出”的原则滚动更新。这一机制，保证了一周的原始数据在交换机硬盘内的临时备份。

备份周期：每天备份，保存一周，滚动更新。

ø 原始数据的硬盘保存

“switch comander”监控终端会定时周期性地从gsm核心网交换机硬盘内读取原始数据，并将成功读取的原始数据保存到硬盘中的固定目录下。由于硬盘够大，这一备份至少保留1年以上。

备份周期：每天备份，保存一年以上。

ø 原始数据的光盘保存

为通过多种介质的备份增加数据安全性，交换机原始数据会例行保存在专门的数据光盘中，数据光盘统一存放并做好编号。

备份周期：每3天备份一次，保存3个月，滚动更新。

2.5 功能描述

2.5.1 功能总体描述

实现gsm核心网交换机原始数据文件的自动采集；

通过自动告警功能帮助网络部监控班值班人员完成gsm核心网交换机中继负荷情况的及时监控；

通过网络部监控班值班人员手工执行来完成对中继运行情况的查看；

通过网络部监控班值班人员手工执行来完成对gsm核心网交换机运行指标的查看；

通过数据分析，帮助网络部交换班技术人员掌握gsm核心网交换机的运行情况；

通过数据分析，帮助网络部交换班技术人员掌握gsm核心网交换机的接通率情况；

通过设定针对性自动统计分析，帮助网络部交换班技术人员进行节日保障；

通过对呼损指标的统计分析，可查出交换机呼损话务的原因，据此采取有针对性的优化措施。

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2.5.2 具体功能

2.5.2.1公共功能

（1）自动采集：西门子公司应用了基于windows nt操作系统的名为“switch commander”的监控终端，通过其自带的”scenario wizard”软件编程可实现让“switch commander”监控终端周期性地（如每天或每周）定时自动从各个gsm核心网交换机硬盘里提取原始数据。

（2）自动存储：当gsm核心网交换机的原始数据传送到 “switch commander”监控终端后，终端将该数据通过自动存储在指定目录下的指定文件夹内。文件名统一按照“文件编号－年－月－日－采集时间”结构生成，便于后台分析的读取。

2.5.2.2监控班功能

（1）提供设备告警情况：监控班值班人员承担着监控所有网络设备运行情况并及时发现网络设备告警的职责，而该统计分析系统可以每小时自动扫描gsm核心网交换机设备告警情况一次并将扫描结果存放在固定目录下的固定文件夹内，监控班值班人员通过每小时读取该扫描结果及时发现gsm核心网交换机设备告警；

（2）提供中继运行指标：监控班值班人员承担着监控中继负荷情况并及时发现中继拥赛征兆的职责，监控班值班人员可以随时提取几天中每小时的中继负荷数据，通过看其趋势来预测即将出现拥赛的中继并通知维护人员提前做好扩容准备；

（3）中继负荷监控：当中继负荷超过规定门限值时（一般设为0.7），后台处理电脑将弹出“中继超负荷！”的告警窗，并同时发出“中继超负荷！”的告警声音，在统计分析表中的相应位置将被涂为红色。以此提醒监控值班人员关注超负荷中继；

2.5.2.3交换班功能

（1）提供交换机运行指标：交换班技术人员有保证gsm核心网交换机稳定地运行的职责，统计分析系统可以及时提供交换机的各项运行指标（如：ltg自动小启动次数、交换机自动小启动次数、计费文件生成失败告警次数等等），通过对这些指标进行数据整理并综合分析，可以发现gsm核心网交换机的潜在故障并及时进行处理；

（2）交换优化：统计分析系统可以为交换班技术人员及时提供各项基础统计指标（如：位置更新次数、位置更新成功次数、切换次数、切换成功次数等），帮助交换班技术人员根据这些指标的情况对相关参数进行合理调整，开展交换优化工作；

（3）节日保障：在春节、国庆等话务猛增的情况下，交换班技术人员可以通过设置，指定该系统每5分钟对重点关注中继进行扫描，发现中继拥赛的情况立即采取应急措施处理。重点中继扫描的功能是对中继及时监控功能的补充，特点是在节假日的特殊情况下其“及时性”更强，对于前期发现的中继负荷较高的需重点关注的中继，近似于实时地进行监控；

（4）提供接通率指标：接通率是移动用户最能直接感受的网络运行指标，统计分析系统除了能及时的提供接通率指标外，还能提供影响接通率指标的各种“呼损指标”，如：不完整拨号次数、用户忙次数、信令连接失败次数等等。通过对这些指标的分析，交换班技术人员能方便地找到改善接通率的办法，更好地为用户提供优质的服务；

2.5.2.4优化班功能

（1）提供交换运行指标：作为负责负责无线网络优化的班组，优化班有时需要获得交换运行指标。例如切换成功率以及其相关“子指标”??小区切换成功率、跨位置区切换成功率、失败切换统计指标等等，统计分析系统提供的这类交换运行指标可为优化班开展无线优化指明方向，帮助优化班对网络问题及时定位；

（2）提供中继运行指标：交换班负责的gsm核心网交换机和优化班负责的无线网之间是通过a接口来连接的，a接口的中继运行情况是需要双方共同关注的。统计分析系统能及时提供中继运行指标，帮助优化班了解a接口的中继运行情况；

自动化监测篇7

关键词：水库灌区；自动化；调度监测系统；

中图分类号：TV697 文献标识码：A 文章编号：

随着我国农业的不断发展，我国的粮食产量连年增收，但是水资源的匮乏使我国的农田灌溉技术正不断地往节约化、高效化的方向发展，原有的农田漫灌方式，不仅会造成水资源的浪费，还不利于农作物的生长，而在众多的农业科技中，使用自动化调度监测系统，能很好的规避原有灌溉方式的众多弊端，实现我国农业的可持续发展。

一、水库灌区自动化调度监测系统各部分的结构设计

以莱芜市雪野灌区为例，研究灌区自动化调度监测系统的在实际中的应用，自动化调度监测系统主要由监测子系统、数据管理子系统、调度子系统三部分组成。在实际的系统研究过程中，监测子系统主要是对库区水情、雨情及工程信息进行实时的监测，数据管理子系统主要是用来实现基于GIS数据的监控管理工作，而调度子系统主要对系统监测过程中的调度决策起辅助的决策作用。

根据雪野水库的实际情况，灌区自动化调度监测系统的设计主要是通过计算机技术、多媒体技术、现代通信技术等各种现代技术，并根据国家气象部门对雨情、水情的相关报道工作对雪野水库的信息进行采集并进行传输、储备和分析，最终实现对水库灌区的各种情况的动态监测，实现资源的优化配置。

水库灌区的自动化调度监测系统的各个软件的设计工作是非常复杂的一个过程，主要包括闸门的控制管理设计、各方面用水管理的设计、泄洪的设计、发电的设计等共六个模块的设计工作。

1、系统阀门的控制管理设计

系统阀门的控制管理设计主要由总阀控制和各个阀门状态的控制这两部分设计工作组成。在进行总阀控制的设计工作时，主要通过控制总阀开启的度的调节设计来控制供水流量，并且要根据供水量的大小来设计决定开启哪个发电机的蝶阀，各个环节都要经过细致的考虑，做到万无一失。而各个阀门状态的设计则需要在灌区范围内对所有的阀门进行实时的监控，并通过设计相应的软件来对每个阀门的启闭进行控制，保证各个阀门之间的协调合作。

2、各方面用水管理的设计

水库的使用方主要有工业用水、农业用水及生活用水，这里主要研究在农业灌溉上的使用。对各方面用水管理的设计具体包括对各个农业灌溉区的用水次数及每次用水的起止时间的管理、对各个灌溉区的管理站的上下游的量水堰的水位及流量进行监控。通过对各个灌溉区的分水阀的流量进行监控，对灌溉区的总的节水量和耗水量的统计，各个灌溉区的节水量和耗水量进行统计并使用图形进行数据分析，对每个季度的用水量进行次数统计并计算出每次用水的费用等具体的设计工作。

3、泄洪模块的设计

为了保证库区在汛期的安全和保证旱期的储水量就需要对系统的泄洪模块进行设计，合理设计总阀的泄洪量和各个泄洪阀的控制工作，确保在汛期的顺利的进行泄洪工作。

4、重视系统的各个硬件的设计工作

自动化调度监测系统的各个硬件系统具体包括：前置机、闸门启闭遥测器、闸门启闭度遥控器、水量水位遥测器、视频监控器等具体的硬件设备，在进行这些系统必备的硬件系统的设计时应该重视各个硬件的性能设计及它们之间的关联性，使硬件之间能协调的进行系统监控，确保监测工作的顺利进行。

二、水库灌区自动化调度监测系统的功能

水库灌区的自动化调度监测系统需要从供水流量开始采集信息，经过系统的调度、业务管理等不同的监测阶段来实现水库灌区的自动运行，也可以通过人机间的交互方式从任意阶段进行监控。水库灌区使用自动化调度监测系统能确保水库灌区的数据库管理、信息采集、信息查询、结果输出等数据的完成，实现对灌区水库的各种数据的监测工作。

三、水库灌区自动化调度监测系统的特点

1、自动化调度监测系统具有标准化的特点

因为水库灌区的自动化调度监测系统需要标准化的开发模块和系统结构，所以各子系统之间形成了一种标准化的集成、扩展及升级的过程。

2、自动化调度监测系统具有规范化的特点

要想使自动化调度监测系统能够科学的在农作物灌溉的过程中真正的发挥作用，就需要对各个子系统进行规范化的管理，在数据的录入、输出、处理的过程中按照统一的规范要求进行操作，这样做不仅能保证各个子系统之间进行有效的连接，更能保证子系统与总的系统之间的连接工作，能实现资源间的共享。在灌区的自动化调度监测系统的实行过程中重视规范化的操作，能使系统操作实现网络化并在管理上实现无纸化办公。

3、自动化调度监测系统具有先进性的特点

目前我国的灌溉方式还主要以传统的灌溉方式为主，在灌溉区采用自动化调度监测系统的地方很少，所以这种系统在国内具有一定的先进性，处于行业的前列，具有创新性。

4、自动化调度监测系统具有实用性的特点

自动化调度监测系统设计的最终目的是为了实现在实际的农作物灌溉中的应用，为了增加农作物的产量并节约水资源。所以在设计自动化调度监测系统时要重视系统的实用性，使系统简便、易操作。

四、水库灌区的自动化调度监测系统的各项关键技术

在系统的监测过程中使用多目标的方案评价方法，通过采用模糊理论的的技术，使决策理论模型的正确性更高，更接近实际的操作结果。使用多目标的决策模型，能适应各个分库区的不同阶段、不同水情的不同情况的结果的预测，确保最后取得理想的调度方案。采用系统自动生成与交互生成的方案，数据库技术与模块化的管理方式等多种技术来实现对自动化调度系统的监测。

结语：

现代水库灌区自动化调度监测系统的应用顺应了当今的农业可持续发展战略，不仅能改善原有落后的灌溉模式，而且能提高我国的农业发展水平，使我国的农业发展不断地往集约化的方向发展。

参考文献：

[1]张平山.浅谈轻巧薄渠系建筑物在东方红灌区的应用[J].水利科技与经济, 2011(18)

[2]陈留山. 耗散性流域灌区河网提取的渠系分级挖深与预制流域耦合方法[J].水利水电技术,2011(47)

自动化监测篇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.

关键词：班多水电站；安全监测自动化；系统集成；

中图分类号：F407文献标识码： A

Keywords: Banduo Hydropower Station; dam safety automatic monitoring；system integration;

1 工程概况：

黄河班多水电站位于位于青海省海南州兴海县与同德县交界处的班多峡谷出口处，距上游茨哈峡水电站6.5km，距下游羊曲水电站约75km，距湟源转运站282km，距西宁333km。

班多水电站工程以发电为主。枢纽主要由左岸混凝土坝、泄洪闸、河床式电站厂房及右岸混凝土副坝、开关站以及对外交通公路等主要建筑物组成。坝轴线长303.00m，坝顶高程2764.00m，最大坝高79.7m。设计正常蓄水位2760.00m，厂内安装三台轴流转浆式水轮发电机，总装机容量360MW，总库容1535万m3。

班多水电站工程等别为二等大（2）型，挡水、泄洪、引水及发电等永久性主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。导流建筑物主要有导流明渠及泄洪闸，导流明渠坝址处在工程后期回填成左岸混凝土副坝。

2 监测系统简介：

安全监测系统监测项目主要包括电站建筑物及其边坡的变形、应力应变及温度、渗流，传感器数量为273支，主要为差动电阻式和振弦式仪器。

根据现场施工及蓄水期加密观测需要，目前已有178支内观传感器接入数据采集模块，共安装各类数据采集模块15个，其中弦式采集模块2台，差阻式采集模块13台，分别安装在厂房、左右付坝及泄洪闸测站，各采集模块独立运行。作为半自动化设备，可用便携式采集装置实现测站自动数据采集，未形成网络集中控制；

前期半自动化系统由西安华腾光电实施，数据存储软件采用sql sever 2000作为其数据库管理软件。

后期自动化改造工程于2012年5月由南京南瑞集团公司中标实施，主要包括绕坝渗流、扬压力、垂线、引张线、边坡稳定仪器接入自动化网络和前期半自动化设备的集成，通过集成网络实现所有自动化设备的控制。

3．系统布置

班多水电站由于点少且较为集中，可实现全部测点的自动化观测，上游边坡仪器（共计36支）由于现场条件受限，自动化实施困难。上下游水位独立监测不纳入自动化。则有232支仪器可实现自动化观测，其中177支已接入半自动化设备，另有54支仪器需接入自动化系统，主要为绕坝渗流、坝基扬压力、垂线、引张线及下游边坡岩石变位计。依据现场情况，共安装南瑞公司DAU2000采集单元6台。各类NDA模块10块。分别布设于1#、2#、3#垂线室及左岸交通廊道。

4.双系统集成方案选择：

4.1集成方案的选择

方案一：

依据原有华腾设备厂家提供的通讯协议，编写华腾设备控制控件并将控件增加至南瑞公司系统管理软件，实现南瑞系统软件对半自动化设备的采集、控制；

该集成方法优劣分析：

优点：

（1）同一软件控制不同系统，维护操作较为方便。

（2）运行维护人员比较熟悉南瑞系统，可减少运行维护培训力度，节省培训费用；

缺点：

（1）需重新编写控制软件，开发软件投入较大，没有类似工程经验；

（2）各厂家设备用同一总线连接成串，总线线路较长，两厂家设备通信能力不同，容易造成通信不稳；

（3）同一总线传输不同设备控制命令，容易造成信号冲突；

（4）后期软件若出现运行故障，故障较难查找，维护难度较大。

方案二：

各系统分别采集、存储并保存至相应数据管理软件，然后编写数据传输软件将华腾设备采集所采集原始数据同步至南瑞系统数据库，然后在南瑞系统软件中建立相应测点，与华腾系统存储数据库中测点一一对应，在南瑞系统软件中实现原始资料的计算、整编、过程线绘制等功能；

该集成方案优劣分析：

优点：

（1）实施只需编写数据传输软件，并且有类似工程经验，实现难度不大；

（2）并且双系统独立运行，信号传输不会产生冲突，独立运行、独立维护，维护难度较小。

缺点：

（1）两条线路需要各自独立的服务器和光缆线路支持，加大了服务器和通讯光缆的需求量。

经过资金投入和技术实现难度对比分析，认为第二种实现方式投资较少、技术上易于实现，故采用第一种方案实现双系统的集成。

4.2系统集成实现：

半自动化设备以“一进一出”串糖葫芦总线方式用屏蔽双绞线并联接入网络，总线首端位于坝顶3#垂线室，尾端接入匹配电阻以防止信号反射，以保证总线线路通信能力。

后期改造工程设备按设计文件要求安装至各测站，并将传感器按测点配置表接入各模块，并已总线方式将设备连接成网络。总线末端分别位于坝顶1号垂线室和基础廊道2号垂线室。总线首端位于坝顶3#垂线室。

在3#垂线室风别安装适合半自动化设备和南瑞设备的光端设备，将各系统总线接入4芯通讯光缆（南瑞系统和华腾系统各两芯）通至办公楼中控室，中控室分别安装其采集计算机和存储服务器，实现系统数据采集和整编。

示意图见图一：

图一:班多水电站安全监测自动化网络示意图

5 运行状况

班多水电站安全监测自动化自2012年12月10日正式投运进入试运行期，试运行期间，仍采用原先人工观测对各坝段位移进行观测，将其结果与自动化观测结果进行比较，以检验自动化系统观测结果的可靠性。

5.1 外观位移监测

取倒垂线测点IP1为例，进行比测分析：

图二:IP1测点人工、自动化比测过程线

由于人工观测早于自动化观测存在累计位移值，从图二可以看出，人工、自动化变化趋势一致，存在台阶为人工观测累计位移值；

5.2外观渗流监测

取测点UP-05为例，进行比测分析：

图三:UP-05测点人工、自动化比测过程线

从图三可以看出，对于渗流观测，自动化观测精度明显高于人工观测，人工、自动化变化趋势一致，满足观测要求；

5.3内观应力监测

取测点R-XS-13为例，进行比测分析：

图四:R-XS-13测点人工、自动化比测过程线

从图四可以看出，人工、自动化比测差值较小，满足观测要求；

5.4内观位移监测

取测点S506-CF-3为例，进行比测分析：

图五: S506-CF-3测点人工、自动化比测过程线

从图五可以看出，自动化略有跳值，但跳幅较小，精度满足要求，内观观测人工、自动化变化一致，总体测值稳定；

5.5内观渗流监测

取测点P6-XZ为例，进行比测分析：

图六: P6-XZ测点人工、自动化比测过程线

从图六可以看出，对于部分测值，人工观测由于观测周期限制，未能准确反映周期外变化，而自动化观测则能避免部分特征值漏测；比测人工、自动化比测差值较小，满足观测要求；

6 结论和几点建议

班多水电站大坝安全监测自动化系统建成后，运行稳定，为后期自动化系统实用化奠定了坚实的基础，并且其中双系统的集成方法对于其他电站系统集成提供了工程经验。

（1）垂线、渗流、内观等各分系统运行良好， 测值稳定无突跳，观测精度满足规范要求；

（2）华腾系统和南瑞系统运行良好，通讯稳定，测值能实时采集并存储至各自系统数据库中；

（3）数据传输软件运行良好，通过设置定时传输任务，华腾数据能定时传输至南瑞系统并实现整编，数据传输稳定、可靠。

几点建议：

（1）监测自动化系统若包含多厂家设备，需在施工前将各自责任及义务界定清楚，以免在发生出现故障时各设备厂家相互推诿导致故障不能及时处理，造成监测数据中断。

（2）建立完善的运行维护制度（如：编写运行维护规程并执行；建立台账登记制度等），保证故障能得到及时有效的处理；

（3）定期对运行维护人员进行技术培训（一年一次或者半年一次），提高故障处理能力，缩短故障处理周期，保证数据缺失率。

参考文献：

[1] 张秀山.公伯峡水电站大坝安全监测自动化系统建设和运行.四川理工学院学报

[2] 李季,陆声鸿,郭晨等.李家峡水电站大坝安全监测自动化系统.水力发电,

[3] 孔庆梅.自动化监测系统在龙羊峡水电站大坝安全监测中的应用.电力信息化

[4] 方卫华.大坝监测数据采集系统的干扰问题研究[J].黄河水利职业技术学院学报

[5] 陈树莲,郭晨.黄河大峡水电站大坝安全监测自动化系统设计.//中国水力发电工程学大坝安全监测设计与施工学术讨论会论文集.1997:1～10.

[6] 郭晨,马迅,贺晨鸿等.大坝安全监测自动化系统设计中的几个问题.水力发电

[7] 黄文钰.浅析水电站大坝安全监测自动化现状及发展趋势[J].广东科技

自动化监测篇9

【关键词】 土石坝 自动化监测

引言

山美水库位于福建省南安市晋江支流东溪中游，是一座以灌溉为主，结合防洪、供水、发电等综合利用的大(2)型水利枢纽工程, 水库总库容6.55亿m3,正常蓄水位96.48m,设计洪水位98.78m,校核洪水位100.70m。枢纽工程包括主坝、副坝、溢洪道、引水隧洞及地下厂房、坝后厂房等。

为了及时了解大坝的运行性态和发展趋势,及时发现隐患,提高水库大坝安全管理水平,南京水科院与管理单位对大坝安全监测自动化进行开发和建设,建立一套功能实用、技术先进、性能可靠、结构开放的大坝安全监测自动化系统，能在线或离线分析大坝安全运行性态，为管理单位和上级主管部门实时提供辅助决策信息，实现资源共享，提高水库大坝安全监测与管理的信息化水平。

水库大坝监测项目为主坝变形监测、主坝渗流监测、副坝渗流监测和环境量监测。

一 大坝监测系统结构如图1

系统包括各种类型传感器，测量控制单元和管理处中央控制室如图1所示。

1.传感器包括测缝计、孔隙水压力计、流量计、下游水位计和气压计。

2.测量控制单元（MCU）是系统中的主要部分，用于对各种传感器进行数据采集和存储，并与中央控制室计算机连接通讯，发送指令和数据传输，实现实时监测。该系统设2个测量控制单元，设在大坝左坝头端观测房。

3.中央控制室设在水库管理处办公楼，它与测量控制单元通过光纤通讯，实现双向通讯。系统配有数据采集和数据处理分析软件，可进行在线监控或离线监控。

二 监测系统功能

1．监测数据采集功能

系统可对输出为频率、电压、电流、脉冲及数字编码等信号的传感器进行常规巡测，定时巡测，常规选测和人工测量。

2．数据通信与资源共享功能

中央控制室可以向测量控制单元发出指令，并接受测量控制单元采集数据；中央控制室与外界可以通过多种通迅媒介实现双向通讯，实现资源分级共享。

3．资料维护与管理功能

系统对各监测项目的考证资料和监测资料具有维护与管理功能，包括资料录入、资料修改、资料删除、资料查询，以及对考证资料和监测资料按年份进行备份或恢复，保证资料的连续性和完整性。

4．资料整编与分析功能

系统按《土石坝安全监测资料整编规程》(SL169-96)的要求对监测资料进行整编，及时制成图表。并结合工程实际情况建立分析模型，实现在线处理或离线处理，对工程安全评价提供辅助信息。

5．系统自检功能

系统具有自检能力，系统发生故障时，有设备故障报警功能，显示故障信息，以便及时维修。

三 数据采集系统

数据采集软件实现计算机与测量控制单元（MCU）通讯，完成监测数据的采集。其结构框图如下：

1． MCU自检

MCU自检是通过计算机与MCU通讯，使MCU进行自检，并将自检结果返回至计算机，显示给操作人员，达到远程诊断MCU的目的。自检的内容包括：通信、MCU内部温度、MCU工作电压，MCU充电电压、MCU测量模块和通道。

2．参数设置

在MCU能够正常工作之前，要根据工程的具体情况，对MCU的参数和数据库中的各测点进行设置。设置的内容有：通信速率、系统时间等。

3．单点测量

单点测量用于测量某种仪器的某个测点的各种电测量（如孔隙水压力计的频率和温度）和相关仪器测量（如测量测压管内的孔隙水压力计，还要测量气压计），计算出工程物理量。具有打印和保存测量数据至数据库的功能。

4．巡回测量

巡回测量用于测量一个MCU或多个MCU上的测点，所测仪器类型可以是一种，也可以是多种。得到电测量后，计算出工程物理量，还可以直接取上一次巡回测量数据。巡回测量时，数据采集软件以列表的形式给出MCU、与各MCU相连的仪器类型，供操作人员选择。能够对测量数据进行检查，当测量数据超出量程范围或事先设置的安全警戒，将给出提示或告警。能够按仪器类型打印测量数据和保存测量数据至数据库。

5．定时测量

定时测量主要用来取定时测量数据，计算出工程物理量，测量所得的电测量和工程物理量在列表中显示。能够按仪器类型打印测量数据和保存测量数据至数据库。取定时测量数据可以是计算机自动取数也可以是人工取数。

四 资料整编系统

资料整编系统由资料维护、报表打印、图形绘制等模块组成，其中资料维护又包括考证资料查询添加修改删除、监测数据添加、监测数据查询修改、监测资料删除、数据备份、数据恢复。

五 资料分析系统

资料分析软件包括对垂直位移、水平位移、渗流压力水位、渗流量分析。

1．现场检查：现场检查提供把现场检查的情况录入到系统中以及查询和修改这些现场检查信息。

2．垂直位移分析：包括建立统计模型、沉降分析、裂缝分析。

（1）建立统计模型：利用连续监测资料，建立垂直位移与时间的单因子优化统计模型，如果统计模型相关系数好、剩余标准差小,则可利用统计模型对个别漏测资料进行插补推算。

（2）沉降分析：沉降分析主要包括沉降率计算、沉降速率计算，并根据沉降率与沉降速率判断沉降发展趋势及是否可能存在裂缝。

（3）裂缝分析：裂缝分析通过计算纵向倾度和纵向拉应变判断坝体是否存在剪切裂缝和横向不均匀沉降裂缝。

3．水平位移分析：水平位移分析利用连续监测资料，对水平位移与上游水深、时间等因子建立多因子统计模型，根据相关系数，就回归效果给出定性结论。

渗流压力分析：渗流压力分析包括滞后时间分析、建立统计模型、位势分析、坝体浸润线分析、坝基抗渗分析等。

渗流量分析：渗流量分析包括建立统计模型、化引流量分析等。

下表是对大坝渗流量采集的数据进行分析(供参考)。

自动化监测篇10

关键词：自动液位控制；溜槽防堵；堆煤保护；物料探测

章村矿洗煤厂洗选工艺为高变质无烟煤重介洗选，具有煤质硬度高、密度大的特点，设备检修维护量递增，而人员逐年缩减，对洗煤厂的自动化技术要求越来越高，在该厂中自动化控制系统中保护装置的可靠性直接影响工艺生产系统运行的安全性[1]。

1 煤泥搅拌桶自动液位控制

煤泥搅拌桶是压滤机入料缓冲容器，随着压滤机工作循环的进行，煤泥桶内液位也在时刻发生变化，此岗位需要岗位工时刻关注搅拌桶的液位变化。结合现场实际，我们利用液位自动化控制可同时实现监测液位及自动控制底流泵开停的功能。电气原理图如下所示：

图中 KA1 KA2中间继电器

SB1 底流泵启动按钮 SB2底流泵停止按钮

工作原理：在煤泥搅拌桶直桶段上安装上压力变送器，变送器将液位转化为电流信号传送至数显仪表，不同电流对应的液位的上下限值设为显示仪表的上下限为触发动作值，从而控制底流泵的开停，使液位始终保持最佳的液位。

2 溜槽防堵装置

洗煤厂设备脱介筛、胶带输送机溜槽因杂物影响极易发生堵塞，灵活利用限位开关自行改造溜槽防堵装置，溜槽堵塞检测器安装在溜槽不受物料冲击的侧壁上，当溜槽内形成堵塞时，检测器将发出报警、停机信号，防止由物料堵塞溜槽而造成的恶性事故。

信号电源AC220V；LS――磁性开关；KZ――中间断电器。

原理：本装置采用门式结构，限位开关弹簧复位，安装在溜槽侧壁。当物料在溜槽中造成堵塞时堆积的物料必定给溜槽侧壁一个压力，从而将本装置的活动门向外推移[2]。当活动门偏转角度大于受控角度时，其限位开关LS动作，中间继电器动作常闭点断开，PLC控制回路断开，通过PLC内部梯形程序来控制生产工艺系统中相关联的设备停机，并同时在控制室计算机模拟屏上显示故障信息，提醒操作人员及时处理故障，堵塞故障排除后，活动门自动复位，方可重新开机。

3 物料探测装置

洗煤厂设有原煤缓冲仓、精煤及矸石仓，原始监测方法垂绳丈量，精确度低，劳动强度大。由于某种原因因仓满造成设备停机事故，为了避免以上现象发生，安装超声波料位计对原煤、产品仓及矸石仓的煤位信号进行实时监测，我厂先用的是超声波 VEGASON 仪表，测量范围可达 70米。适用于测量黏度大、腐蚀性或磨蚀性强的介质，安装方式为法兰式安装，传感器价格低，由于采用两线制技术，安装和布线的耗费大大减少，参数设定和仪表使用非常简便。

工作原理：压电陶瓷制成的高功率的测量探头发射聚焦的超声波脉冲，脉冲波束被介质表面反射回来，电子部件分析反射回来的波束的运行时间和信号形态可以给出精确的物位值。

超声波料位计输出的是4-20ma电流信号，转化为相应的煤位信号，并将采集信号进入PLC，上位机界面可实时监测煤仓显示数值，密控员可根据此值增减给煤量，优化调控洗选流程。

4 结语

通过几种自动化保护装置在章村矿洗煤厂的使用，大大提高了自动化水平，为解决人员短缺提供可靠保障，优化生产流程协调控制，同时在安全生产中降低了事故率，提高运行效率，保证洗煤厂安全高效生产，对提高经济效益显著。

参考文献：

[1]杨小权.几种自动化保护装置在大柳塔洗煤厂的应用[J].煤炭工程，2004（5）.

[2]党清.溜槽防堵保护装置的改造与利用[J].煤炭工程，2009（B11）.