三峡工程安全监测多业务系统集成研究与设计

作为“国之重器”的三峡水利枢纽工程,应利用成熟的数据中心技术和资源,为现存多业务系统提供安全监测数据的存储、计算、分析和服务,实现数据的集中管理和高效利用。梳理并总结了三峡工程现有的安全监测体系建设与运行现状,以问题与需求为导向,提出了三峡工程安全监测相关多业务系统的集成方案,研究了如何优化升级原有大坝安全监测自动化系统,探讨了相关最新技术的应用,提出了三峡枢纽工程安全监测智能化的合理近期目标及达成目标需要完成的工作任务。以此为例,提出了基于数据服务中心思想的业务系统集成的需求、目标、方法、效果、优势和建议等,旨在探索数据服务思想在安全监测管理实际应用中的价值和意义,成果可以为三峡工程安全监测管理下一步工作提供指导,也可以为同类同阶段的超大型水利水电工程安全监测智慧化提供参考。

新时期丹江口水库大坝安全管理与对策建议

丹江口水库是南水北调工程的重要组成部分和国家水网的重要结点。新时期,水库大坝安全管理进入高质量发展阶段,智能化、信息化水平的提高,对工程安全、供水安全、水质安全等提出了新的更高要求。丹江口水库大坝安全管理面临着监测设施数据覆盖不全、感知能力有待提升、消落带管理难度大等挑战。综合分析了丹江口水库大坝安全管理现状,针对新时期丹江口水库大坝安全管理存在的问题,提出开展“四个大坝”建设:以大坝安全鉴定、关注混凝土耐久性、推进高效无损智能检测技术应用为重点的安全大坝建设;以完善大坝安全监测体系、推进数字孪生丹江口建设为重点的智慧大坝建设;以坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理理念、推进消落带治理和保护为重点的生态大坝建设;构建工程与景观、功能与文化相结合的人文大坝建设。

旭龙水电站大坝安全监测信息综合管理系统设计研究

为提高安全监测作业工作效率,满足其快速、高效、可靠地掌握工程性态的需要,需通过信息化手段设计与研发旭龙水电站大坝安全监测信息综合管理系统。依据旭龙水电站安全监测需求,以工程安全监测具体业务为导向,综合考虑各参建单位的使用场景,开发了监测管理系统,包含定制化首页、工程管理、施工管理、在线采集、环境信息、仪器管理、监测管理、资料分析、监测预警、巡视检查、报表报告、三维展示等功能,并在监测管理系统中保留符合智慧工程、智慧电厂系统要求的接口,满足相关数据传输与信息推送要求。通过使用监测管理系统,提升了工作效率,降低了工程安全隐患风险。研究成果可为类似大坝安全监测系统设计提供参考。

数字孪生水库关键技术研究与应用

从信息化建设程度、智慧化决策水平、库区安防管理效率等方面分析了当前我国水库运行管理中存在的关键问题。以数字孪生水库为切入点,提出以可视化技术、辅助决策模型等关键技术,AI摄像头、无人船等先进设备赋能水库管理工作,建设可横向打通各项水库管理业务、纵向贯穿各层级水库管理用户的数字孪生水库管理系统。

境外大型水电工程智慧工地建设技术研究与实践

南欧江七级水电站位于老挝北部湄公河左岸支流南欧江上,是南欧江梯级7个电站的最上游第7个电站,为一等大一型工程,主要包括面板堆石坝、引水系统、发电厂房、溢洪道、放空洞、导流洞、场内永久交通等。坝高143.5 m,工程规模大,结构复杂,周期长,建设难度系数高,工程建设过程中运用了坝体填筑智能碾压系统、上坝料运输实时智能监控系统、自动智能计量系统、集中发电供电系统、高清智能红外线视频监控系统等10^(+)种技术先进的智能数字化系统及先进工艺,取得了显著的社会经济效益。工程投入运行1 a,状况良好。

基于智能客户端的GPS大坝变形监测资料整编与分析系统

开发了从GPS实时测量软件中获取测量数据进行资料整编与分析的GPS大坝变形监测资料整编与分析系统。该系统具有测点与仪器管理、数据处理、资料维护、报表、图形、资料分析和系统管理等功能。系统由数据库、Web Service、智能客户端等组成,Web Service通过数据集在数据库和智能客户端之间传递数据。系统采用智能客户端技术,兼有交互性强和易于部署与维护等特性。智能客户端可以自动更新,拥有联机和脱机2种运行模式。该系统已在福建省漳州市南一水库投入运行,取得较好效果。

水库大坝安全诊断与智慧管理关键技术与应用

中国水库大坝建设水平世界领先,但管理水平相对滞后,突出表现在管理手段落后、信息化应用程度低,出险甚至溃坝事故仍时有发生,亟待加强传统水利与现代信息技术融合,充分应用大数据、人工智能、机器学习等现代信息技术,实现水库大坝安全智能诊断和智慧管理。“十三五”国家重点研发计划项目“水库大坝安全诊断与智慧管理关键技术与应用(2018YFC0407100)”以澜沧江流域代表性水电工程等为依托,以水资源高效利用为目标,以确保水库大坝安全为宗旨,以工程防灾减灾为突破点,通过近四年的联合攻关,在大型复杂水工结构性能演化测试装备与智能诊断技术、大坝结构与服役环境互馈仿真及智能监控关键技术、基于大数据的大坝安全诊断与预警关键技术等方面取得系列创新成果,为进一步健全中国大坝安全保障体系和强化预报、预警、预演、预案“四预”措施提供科技支撑,全面保障水库大坝安全运行和综合效能发挥,具有极高的科学价值和广阔的推广应用前景,社会效益、经济效益和生态环境效益极其显著。

混凝土平仓振捣机发展综述

为了应对新时期特高拱坝智能化建设所带来的机遇和挑战,提高大型水工建筑混凝土浇筑工序的自动化、智能化、精细化及柔顺化水平,助力于构建面向未来的智能振捣及施工质量智能管控体系,综述了混凝土平仓振捣机的国内外研究背景和技术现状,对现有振捣设备及工艺在大坝浇筑施工中面临的困境进行了深入分析。结果表明:尽管混凝土平仓振捣机在水电建设行业的应用已相当成熟,但国内外对于其新技术和新工艺的研究却进展缓慢,现有平仓振捣机在功能和性能上已经难以满足大型水工建筑的施工需求,因此研究大规模混凝土的先进振捣技术和施工工艺具有重要的现实意义。混凝土平仓振捣机的智能化发展趋势,符合未来水利水电行业的总体发展要求,有利于建造出真正安全且造福国计民生的"无缝大坝",也为其他工程设备及液压机器人的智能化发展提供了重要借鉴。

耦合多维约束的高拱坝施工进度仿真研究

300 m级特高拱坝工程大多水文地质条件复杂、工程规模大、工期紧张、质量控制严,其施工进度受诸多内外部复杂因素的共同作用和制约。针对白鹤滩工程双缆机平台及双供料平台布置、多标段施工、采用自升模板等新工艺、大风天气等特点,研究了多维约束条件对高拱坝施工进度的耦合作用机制,基于智慧大坝系统的智能感知信息并利用多维耦合的仿真分析技术,分析了白鹤滩高拱坝的施工进度控制关键因素和关键路径,为白鹤滩大坝和类似工程施工精细化管控提供了有效的支撑手段和决策依据。

黄土高原淤地坝安全运用巡查管理系统的设计与开发

[目的]设计淤地坝巡查管理系统,借助现代便利的智能手机和信息化手段,进一步落实“3个责任人”管护制度,提升黄土高原淤地坝安全运用管理水平。[方法]以智能手机为移动终端,开发“淤地坝安全运用巡查管理系统”微信小程序,辅助各级淤地坝工程管理人员进行安全巡查工作管理。[结果]构建了淤地坝工程信息数据库和管理人员数据库,实现了安全巡查打卡、淤地坝工程安全隐患识别、问题描述、拍照上报,上级主管部门可及时提出解决方案,消除隐患,降低风险。同时为智慧水务应用平台构建了一个应用模块。[结论]该系统可以提升黄土高原淤地坝工程安全管理信息化水平,缩短巡查责任人安全问题上报和主管部门处置的反应时间,帮助各级管理部门随时掌握辖区内工程风险点。

从“智能大坝”到“智能化水力发电”

随着电力市场改革的不断推进,水电过剩的现象日益显现,发电企业的管理重点逐渐从强调“智能大坝”转移到强调“智能化水力发电”上来。由于现有“智能化水力发电”方面的研究仅停留在单个电站层面,加上智能设备、智能通讯、智能组件等的技术限制,而针对整个集团层级的“智能化水力发电”研究和建设更是少之又少,因此,本文在简要阐述了“智能大坝”、“智能水电厂”的基础上,以中国华电集团构建集团层级的“智能化水力发电”系统为例,详细介绍了系统建设的总体框架、建设依据和重点技术,以期推动集团层级“智能化水力发电”系统研究的展开与推广。

数字阵列高机动雷达结构关键技术

数字阵列雷达因其具有资源调度灵活、抗干扰能力强、易于实现多功能智能化等突出优点,逐渐成为地面雷达产品开发的主流。基于地面数字阵列高机动雷达系统的基本架构,针对该体制雷达设备集成度高、天线收发组件功率密度大、机动性能要求高等技术特点,提出了顶层结构的CBB构建、有源天线的结构功能一体化及架撤机构的创新灵巧设计等关键技术及解决措施,并成功应用于某新型数字阵列高机动雷达的工程研制,取得了良好的实用效果。

高精度地表三维位移自动化监测技术研究与应用

变形监测是反馈工程安全最直接、最重要的手段之一,目前一般以人工监测为主,存在监测信息反馈慢、作业风险高等弊端,尤其是在工程遭遇有感地震、区域性暴雨等灾害时,实时采集数据、反馈监测信息和及时决策问题更为凸显。为此,以瀑布沟砾石土心墙堆石坝外部变形自动化监测工程为依托,对改正算法、监测方案、仪器野外保护、自动化控制和实时采集等展开了系列的研究与实践。提出了测量机器人基线边差分与气象融合改正测量法,以及TPS/GNSS融合互补监测方案,研发了一体化智能测站系统以及监测数据采集分析系统,具备采样频率自适应、观测时段自寻优、应急场景自识别、最优模型自匹配、精密仪器自防护功能,显著提高了变形监测数据质量,提升变形监测智能化水平,为行业变形自动化监测提供了一种可行的参考方案,具有一定推广应用价值。

澜沧江流域水电站大坝智慧管理实践与展望

我国是水电开发大国,水电站大坝建设运行正从数字管理向智慧管理阶段过渡。归纳了水电站大坝智慧管理目标、基本特征和总体架构,以澜沧江流域典型水电站为例,介绍了大坝建设与运行智慧管理开展的研究与实践,并对水电站大坝智慧管理未来发展进行展望。

基于测量机器人的大坝外观监测精度影响因素研究

测量机器人广泛应用于水库大坝外观的长期、连续、自动化监测中,其高精度是大坝变形分析的重要前提。虽然测量机器人的标称测角测距精度很高,但是其他因素的影响会大大降低监测成果的可靠性。从测站点、观测路径及观测目标等3个方面分析了影响测量机器人大坝外观自动化监测系统监测成果的主要因素,并在模拟分析和实际测试的基础上研究了消除或削弱相关因素的手段。结果表明:结合适当的观测值改正方法及观测目标,在一定的范围内采用极坐标法有利于保证精度并节约成本。研究结果可为保障基于测量机器人的大坝外观自动化监测系统提供参考。

从数字大坝到智慧大坝

首先回顾了水利工程大坝建设的发展进程,阐述了数字大坝概念与其研究成果;指出了目前数字大坝研究在对海量数据进行智能深度分析方面,现场监测、仿真分析与智能控制融合程度方面等存在的不足;诠释了数字大坝与智慧大坝在理念上的不同;智慧大坝是以数字大坝为基础框架,以物联网、智能技术、云计算与大数据等新一代信息技术为基本手段,建立动态精细化的可感知、可分析、可控制的智能化大坝建设与运行管理体系;其次,该体系具有整体性、协同性、融合可拓展性、自主性和鲁棒性的特点。论述了智慧大坝的信息实时感知模块、联通化实时传输模块、智能化实时分析模块与智能化实时管理决策系统等基本架构;分析了智慧大坝与数字大坝相比在信息自主采集、智能重构分析、智能决策、集成可视化等方面的跨越。最后探讨了智慧大坝在基础理论、关键技术与管理运行体系上的重点研究方向。