水庫大壩安全自動監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)背景我國是個山川、河流眾多的國家,特別是南方地區(qū),河流湖泊密布,特別是中小河流,縱橫交錯,如此眾多的河流,極易造成洪水災(zāi)害。為防止洪水災(zāi)害給人們造成危害和財產(chǎn)損失,人們不斷在各大河流興建水庫,用于攔截洪水。同時,水庫還可用來灌溉、發(fā)電、防洪和水產(chǎn)養(yǎng)殖,為人們防護(hù)洪水災(zāi)害的同時也給人們帶來很大的便利。但,水庫帶給人們便利的同時也存在著巨大的安全問題。水庫的蓄水量巨大,一但發(fā)生局部暴雨洪水,水位超警戒值,極易引發(fā)潰壩事件,輕則造成財產(chǎn)損失,重則造成重大人員傷亡或毀滅性災(zāi)害,將可能給下游區(qū)域造成巨大的損失。特別是近年來,全國各地極端天氣越來越多,特別是汛期,長時間,大范圍的強(qiáng)降雨時常帶來洪水災(zāi)害,強(qiáng)降雨和上游洪峰時常使水庫水位在短時間內(nèi)大幅上漲。水庫安全監(jiān)測一直是我國防汛工作的重點(diǎn)和難點(diǎn),庫區(qū)的雨量、水位監(jiān)測是非常必要的,實(shí)時監(jiān)測庫區(qū)降雨量和水庫水位值等數(shù)據(jù),興建水庫監(jiān)測系統(tǒng)能有效防止災(zāi)害的發(fā)生,確保水庫安全。以往的水庫監(jiān)測方式是人工監(jiān)測或者有線的方式進(jìn)行監(jiān)測,這種監(jiān)測方式耗費(fèi)大量的人為物力,而且監(jiān)測范圍小,而且,由于水庫通常都處于山區(qū),布線極不方便,導(dǎo)致有線監(jiān)測的方式建設(shè)費(fèi)用極高。因此,常規(guī)監(jiān)測方式監(jiān)測覆蓋率、實(shí)時性、準(zhǔn)確性等無法達(dá)到日漸增長的需求,不能很好地對洪水和暴雨等災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警,無法實(shí)時監(jiān)測水庫水位信息。為了減少人們的生命和財產(chǎn)損失,急需一種自動化程度高、建設(shè)方便、建設(shè)費(fèi)用低、實(shí)時性高、實(shí)用性強(qiáng)、穩(wěn)定可靠的新式監(jiān)測手段。在科技飛速發(fā)展的今天,無線傳輸技術(shù)、監(jiān)測技術(shù)、圖像壓縮處理技術(shù)的快速發(fā)展,使遠(yuǎn)程無線視頻成為可能,而且建設(shè)方便快捷、全自動24小時不停歇監(jiān)測。無線視頻由于使用無線網(wǎng)絡(luò)作為傳輸方式,無需人工布線,安裝方便,價格低,可以很好地滿足水庫的距離遠(yuǎn)、無人監(jiān)測等實(shí)際需求。方案設(shè)計水庫監(jiān)測系統(tǒng)是水利管理部門遠(yuǎn)程監(jiān)測水庫的水位、降雨量等實(shí)時數(shù)據(jù),同時進(jìn)行視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控的有效方式,為保障水庫的安全度汛和安全生產(chǎn)提供準(zhǔn)確、及時的現(xiàn)場信息。水庫監(jiān)測系統(tǒng)要求能做到水庫水雨情的實(shí)時監(jiān)測、實(shí)現(xiàn)水庫的信息化管理,以確保人們的生命和財產(chǎn)安全。系統(tǒng)要求實(shí)時監(jiān)測水庫庫區(qū)的降雨量、實(shí)時水位值、視頻監(jiān)控等,可以實(shí)時動態(tài)的掌握水庫運(yùn)行信息并進(jìn)行預(yù)警,當(dāng)監(jiān)測到水庫數(shù)據(jù)異常時,庫區(qū)管理部門和水利部門可及時采取緊急措施進(jìn)行應(yīng)急處理。水庫監(jiān)測系統(tǒng)利用現(xiàn)代檢測技術(shù)、無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等,通過數(shù)據(jù)采集終端實(shí)時采集雨量計、水位計的實(shí)時雨量和水位數(shù)據(jù),同時攝像機(jī)實(shí)時監(jiān)測庫區(qū)的視頻數(shù)據(jù),以確保庫區(qū)的安全。前端采集設(shè)備主要是由攝像機(jī)、數(shù)據(jù)采集終端、無線路由器、雨量計、水位計、攝像機(jī)、供電系統(tǒng)等設(shè)備組成。由數(shù)據(jù)采集終端負(fù)責(zé)采集雨量計、水位計的水情數(shù)據(jù),由攝像機(jī)采集圖像數(shù)據(jù),最終數(shù)據(jù)采集終端和攝像機(jī)接到無線路由器上,進(jìn)行視頻和數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。大壩安全自動監(jiān)測系統(tǒng)充分利用現(xiàn)代檢測技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機(jī)技術(shù),通過相應(yīng)傳感器感知大壩的變形、滲流、應(yīng)力、水文、氣象等數(shù)據(jù),現(xiàn)場的遠(yuǎn)程監(jiān)測終采集終端通過無線或有線的方式采集前端傳感器的信號并進(jìn)行預(yù)處理和存儲,根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸體制要求,數(shù)據(jù)采集器自動上報或接收的管理中心的指令后將相關(guān)參數(shù)報送信息中心,在管理中心對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、統(tǒng)計、整編、分析、預(yù)警等,提高大壩安全監(jiān)測的實(shí)時性、可靠性和精度,及時預(yù)報大壩承受能力和可能發(fā)生的事件。同時可通過先進(jìn)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時觀測河道、水庫及涵閘等運(yùn)行情況,為領(lǐng)導(dǎo)決策提供了直觀的圖像信息,系統(tǒng)的建立,可使水利部門的有關(guān)人員實(shí)時動態(tài)的掌握水庫運(yùn)行信息,為水利部門提供盡可能全面、準(zhǔn)確的信息。系統(tǒng)介紹系統(tǒng)主要由3大部分組成:前端數(shù)據(jù)采集、無線數(shù)據(jù)傳輸、中心數(shù)據(jù)監(jiān)測。?前端采集部份主要是數(shù)據(jù)采集模塊和攝像機(jī)，數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時采集河流的水位值、采集當(dāng)?shù)亟涤炅?攝像機(jī)采集圖像,于各監(jiān)測點(diǎn)建設(shè)相應(yīng)的集水位站、雨量站、圖像站于一體的集中監(jiān)測站點(diǎn)。數(shù)據(jù)采集終端串采集到數(shù)據(jù)通過路由器串口接入（路由器自帶一路串口,RS-232/485,攝像機(jī)通過路由器網(wǎng)口接入，最終數(shù)據(jù)和視頻圖像通過無線數(shù)據(jù)傳輸通道傳至服務(wù)器。?無線數(shù)據(jù)傳輸主要是通過北京安云世聯(lián)IR系列無線工業(yè)路由器，使用移動運(yùn)營商的3G/4G無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，隨著無線通信費(fèi)用的逐年降低，無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)某杀疽苍絹碓降?而且使用無線方式可以節(jié)省大量的線纜成本和土建施工成本。?中心平臺主要由數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和監(jiān)控大屏組成。主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、計算、分析與監(jiān)控等功能，及時對前端返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)時監(jiān)測降雨量信息，根據(jù)水位及圖像數(shù)據(jù)及時對下游地區(qū)進(jìn)行洪水災(zāi)害預(yù)警。系統(tǒng)功能多中心多級監(jiān)測，庫區(qū)監(jiān)控中心與市/縣水利局同步監(jiān)測，更準(zhǔn)確、更有效地對庫區(qū)進(jìn)行監(jiān)測;實(shí)時遠(yuǎn)程監(jiān)測水庫水位、雨量、視頻數(shù)據(jù)