水利工程中安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)的應(yīng)用

游新周

南水北調(diào)中線鄧州管理處 河南鄧州 474150

1 自動化監(jiān)測系統(tǒng)的測點(diǎn)選擇

通常來說，在確定自動化系統(tǒng)測點(diǎn)的過程中，首先要考慮的是自動化監(jiān)測系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)，其次還應(yīng)該考慮自動化系統(tǒng)實(shí)際使用規(guī)模。選擇自動化監(jiān)測系統(tǒng)測點(diǎn)一般有兩種選擇方式：①方案一：將變形監(jiān)測儀以及滲流監(jiān)測儀安裝到自動化系統(tǒng)中；②方案二：將所有不受干擾、可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測功能的儀器（比如滲流監(jiān)測儀）接入自動化系統(tǒng)中。

2 接入自動化監(jiān)測系統(tǒng)的測點(diǎn)比選

（1）方案一：該方案可以將測點(diǎn)的數(shù)目以及項(xiàng)目重要的部分表現(xiàn)出來，這種方案的主要優(yōu)點(diǎn)是可以更有效地對自動化系統(tǒng)規(guī)模進(jìn)行控制。應(yīng)用該方案的過程中，測點(diǎn)設(shè)置的數(shù)量一般不用太多，將測點(diǎn)設(shè)置在系統(tǒng)中較為重要的部分，可使之更有針對性，測點(diǎn)的布置更符合國際相關(guān)要求。運(yùn)用該方案進(jìn)行監(jiān)測，在前期投入的人力和物力不會太高，而且監(jiān)測穩(wěn)定性較好，監(jiān)測效率也較高。但是該方案也具有一定的局限性，即監(jiān)測人員會面臨十分繁重的測量任務(wù)，數(shù)據(jù)錄入的任務(wù)量也較重，工作負(fù)擔(dān)和工作壓力較大，在這樣的情況下，測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性可能很難得到保證。

（2）方案二：應(yīng)用第二種方案進(jìn)行監(jiān)測時(shí)需要設(shè)置大量的監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測速度較快，但工作人員測量任務(wù)較為輕松。應(yīng)用第二種方案進(jìn)行監(jiān)測的過程中，工作人員面臨的工作任務(wù)和工作壓力明顯減少，測量精度得到了提升。但是第二種監(jiān)測方案存在一個(gè)問題，即在監(jiān)測工作的前期需要投入大量的人力和物力，如果企業(yè)資金有限，那么就會對施工效果產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響[1]。

3 自動化監(jiān)測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集單元比選

初始監(jiān)測項(xiàng)目的自動化系統(tǒng)為集中式自動化監(jiān)測系統(tǒng)，后經(jīng)過變革，成為了分布式自動化監(jiān)測系統(tǒng)。集中式自動化監(jiān)測系統(tǒng)在應(yīng)用過程中因?yàn)樾枰獞?yīng)用到較多的模擬信號，所以會產(chǎn)生較大的噪音。通常來說，自動化監(jiān)測系統(tǒng)需要設(shè)置的測點(diǎn)較多，面臨的測量總線長度較大，分布式自動化監(jiān)測系統(tǒng)更符合這些情況，所以分布式自動化監(jiān)測系統(tǒng)適用范圍更廣。應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況選擇最合適的自動化監(jiān)測系統(tǒng)，另外在選擇和確定數(shù)據(jù)采集單元的過程中，還需要考慮：① 系統(tǒng)的避雷效果以及環(huán)境使用能力是否符合系統(tǒng)自我診斷的功能；②系統(tǒng)在運(yùn)行過程中是否具有開放性、可靠性以及準(zhǔn)確性；③ 檢查接口以及度數(shù)接口的位置是否良好。只有保證質(zhì)量，才能在系統(tǒng)發(fā)生故障的時(shí)候更好地完成工作[2]。

4 自動化監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方案比選

4.1 網(wǎng)絡(luò)信息接口的分布及其特征

仔細(xì)、全面地調(diào)查施工實(shí)際特點(diǎn)，了解工程實(shí)際建設(shè)形勢以及監(jiān)測點(diǎn)分布情況，科學(xué)規(guī)劃工程網(wǎng)絡(luò)接口。一般來說，接口一般設(shè)置在通風(fēng)口以及排水通道的內(nèi)部。

4.2 比較選擇網(wǎng)絡(luò)信息的有關(guān)介質(zhì)

數(shù)據(jù)采集單元主要的通信介質(zhì)為光纜、電話線以及雙絞線等，在選擇通信介質(zhì)的時(shí)候必須充分考慮所選擇介質(zhì)的實(shí)際特點(diǎn)，保證所選擇的介質(zhì)最符合系統(tǒng)應(yīng)用需求。（1）電話線。電話線充當(dāng)介質(zhì)具有較好的抗干擾能力，傳輸距離較遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)和信號傳輸?shù)乃俣纫草^高。但是該介質(zhì)也有一定的缺點(diǎn)，就是準(zhǔn)確性較低。電話線介質(zhì)的應(yīng)用通常需要和其他設(shè)備配合使用，介質(zhì)使用成本明顯提高。（2）同軸電纜。如圖1所示，該介質(zhì)具有傳輸速度快、抗干擾能力強(qiáng)以及準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)，但是應(yīng)用該介質(zhì)在初期一般需要投入較多的資金，所以不適用于資金成本有限的企業(yè)。（3）光纜。該介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)為抗干擾能力較強(qiáng)，可以適用于距離較遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)和信號的傳輸，應(yīng)用該介質(zhì)時(shí)，在前期一般不需要投入過多的資金。（4）雙絞線。如圖2所示，應(yīng)用該介質(zhì)在前期一般不需要投入較多的資金。該介質(zhì)具有傳輸速度快、準(zhǔn)確度較高的特點(diǎn)，如果數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x較遠(yuǎn)，那么中間必須設(shè)置中繼器，以提高正確率。（5）4G技術(shù)。利用4G 技術(shù)，建立無線網(wǎng)絡(luò)，改善水利部門通信和消息傳播的現(xiàn)狀，對于水利安全監(jiān)測的長遠(yuǎn)發(fā)展來說具有重要意義。在4G網(wǎng)絡(luò)下，水利部門可以在內(nèi)部使用特定的語音傳輸系統(tǒng)，各部門可以在此基礎(chǔ)上隨時(shí)隨地的進(jìn)行交流和溝通，打破時(shí)間和空間的限制。

圖1 同軸電纜結(jié)構(gòu)圖

圖2 雙絞線結(jié)構(gòu)圖

4.3 網(wǎng)絡(luò)方案的選擇

結(jié)合實(shí)際情況選擇最佳的網(wǎng)絡(luò)方案，通過分析，選擇最合適的通信方式、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及傳輸介質(zhì)，綜合考慮各方面因素，選擇最佳的組合方案。比如，某個(gè)水利工程地處環(huán)境較為復(fù)雜，在構(gòu)建自動化監(jiān)測系統(tǒng)的過程中，考慮項(xiàng)目實(shí)際情況，選擇光纜作為主要的傳輸介質(zhì)，選擇雙絞線作為分支傳輸介質(zhì)，應(yīng)用總線對介質(zhì)單元進(jìn)行控制，并且將總線連接到光端機(jī)上。這樣的方案提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，在應(yīng)用該方案的過程中，不管是環(huán)網(wǎng)還是支線發(fā)生斷開，基本不會影響網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行[3]。

5 工程的軟件管理以及安全監(jiān)測的控制

水利工程安全監(jiān)測以及軟件管理工作必須在軟件和信息管理軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行。信息管理軟件具有較好的檢查功能，可以全面收集和分析相應(yīng)的數(shù)據(jù)和信息。另外，完成信息的檢查后，開始對信息進(jìn)行處理，然后將數(shù)據(jù)相關(guān)信息輸入到數(shù)據(jù)庫中。在對信息進(jìn)行檢查的過程中，管理人員通常可以直接掌握整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。眾所周知，水利工程決策和評估不僅包含數(shù)學(xué)模型定量分析工作，而且包含建筑物的穩(wěn)定性和安全性的綜合診斷工作，因此，只有更好地完成信息檢查，才能保證水利工程可以順利、穩(wěn)定、安全完成。

6 結(jié)語

綜上所述，隨著社會的進(jìn)步，國內(nèi)水利工程的數(shù)量和水利工程的建設(shè)規(guī)模不斷增加，社會各界也表現(xiàn)得越來越關(guān)注水利工程的施工質(zhì)量。為了提高水利工程完成建設(shè)投入運(yùn)營后的使用安全性，安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)的應(yīng)用是十分重要的。本文對水利工程的安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)做了全面、詳盡介紹，對不同類型的安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行具體介紹，管理人員應(yīng)該綜合考慮項(xiàng)目實(shí)際情況，選擇最合適的安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)，在保證水利工程可以順利完成的同時(shí)，保障水利工程完成建設(shè)投入使用后可以穩(wěn)定運(yùn)營。