技術(shù)簡介
1、技術(shù)來源
90年代后，隨著計算機軟硬件及網(wǎng)絡通信技術(shù)的高速發(fā)展，出現(xiàn)了許多Windows環(huán)境下的大壩安全監(jiān)控信息系統(tǒng)。該類系統(tǒng)已經(jīng)成功應用于國內(nèi)的數(shù)十座大壩工程，但均以數(shù)據(jù)采集和管理為核心，缺乏有效的綜合分析評價的功能。近幾年來，一些科研院所開始開發(fā)具有綜合評價和輔助決策功能的大壩安全監(jiān)控專家系統(tǒng)，在此類系統(tǒng)中，將人工智能技術(shù)引入大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理和分析評價，通過工程中的應用，均取得了一些科研成果，但實用性仍存在不足。
為了達到高效、準確分析工程監(jiān)測數(shù)據(jù)，滿足工程安全分析的要求，我公司經(jīng)多年潛心研究，開發(fā)了“水利水電工程安全監(jiān)測智能化數(shù)據(jù)管理分析及決策支持系統(tǒng)”，本系統(tǒng)由“自動化數(shù)據(jù)采集”、“綜合管理分析”、“模型管理分析”、“綜合分析推理”和“web信息發(fā)布”5個子系統(tǒng)組成。其技術(shù)水平已超過了國內(nèi)同類軟件系統(tǒng)產(chǎn)品，具有開放的自動化采集接口、靈活的體系設置、全面實用的分析方法及實用的綜合分析評判功能，并成功應用于多個水利水電工程。
同時，針對國內(nèi)工程變形監(jiān)測自動化程度低，MCU采集精度差、功能單一、接口協(xié)議多樣等問題，開發(fā)了智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，分別為DB3200型真空激光準直測壩變形系統(tǒng)、DB4000型多功能數(shù)據(jù)采集裝置、DB1220A型CCD垂線坐標儀、DB2220A型CCD雙金屬標儀等自動化數(shù)據(jù)采集設備，為系統(tǒng)前期監(jiān)測數(shù)據(jù)快速、準確獲取及后期觀測數(shù)據(jù)可靠性分析提供了基礎。
本系統(tǒng)擁有發(fā)明專利1項、實用新型專利2項、計算機軟件著作登記權(quán)5項，水利部科技成果鑒定結(jié)論為國內(nèi)領(lǐng)先。
2、技術(shù)原理
其系統(tǒng)基本功能為：
（1）準確、快速地進行自動化數(shù)據(jù)采集、傳輸，向有關(guān)單位和人員的技術(shù)決策提供可靠的數(shù)據(jù)、信息和分析評判成果。強化系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理分析和預報反饋的能力，特別是解決安全監(jiān)控實際問題的能力，圍繞工程建筑物安全穩(wěn)定評判的關(guān)鍵性技術(shù)問題：如：土石壩壩體的沉降和穩(wěn)定，壩體、壩基的滲漏和滲透破壞，瀝青混凝土心墻的穩(wěn)定和滲漏，土石壩壩后浸沒等，提供更多輔助決策的支持。
（2）操作靈活、快捷、方便。系統(tǒng)具有良好的人機對話環(huán)境，良好的視圖設計和繪圖功能，支持圖形、表格、文字等各類信息的顯示、輸出，支持分析人員交互式完成綜合分析推理。系統(tǒng)具有傻瓜式人工智能和技術(shù)決策特點的網(wǎng)絡安全監(jiān)控系統(tǒng)。
（3）具備數(shù)據(jù)整編、常規(guī)分析方法、各類圖表輸出等功能，滿足規(guī)程規(guī)范要求，保證了分析結(jié)果的可靠性、合理性，提高了報告編寫效率和質(zhì)量。
（4）實現(xiàn)通用性和特殊性的有機結(jié)合。在有針對性的解決特有工程問題的同時，系統(tǒng)滿足通用性要求：嚴格依據(jù)我國水工建筑安全管理、檢查、監(jiān)測有關(guān)的規(guī)程、規(guī)范的規(guī)定，參照國內(nèi)外有關(guān)安全監(jiān)控、管理的成果和經(jīng)驗。
（5）根據(jù)使用對象的功能需求不同，系統(tǒng)進行了嚴格的安全控制及功能劃分，在確保數(shù)據(jù)安全的前提下，為不同級別用戶開放不同的功能模塊，可以保證系統(tǒng)能按使用單位的需要進行功能的定制，使系統(tǒng)具有更高靈活性、實用性及可推廣性。
3、技術(shù)特點
本系統(tǒng)是一個集現(xiàn)代自動化測控、計算機、軟件工程、水工監(jiān)測和人工智能等技術(shù)為一體的高科技集成網(wǎng)絡系統(tǒng)。系統(tǒng)功能完善、技術(shù)先進，運行穩(wěn)定，自動化采集系統(tǒng)定時、實時采集數(shù)據(jù)精準；系統(tǒng)分析項目齊全、分析結(jié)論合理，各類報表格式滿足規(guī)范要求。解決了監(jiān)測自動化數(shù)據(jù)采集，簡化了資料整編分析工作，不僅面向基層的工程技術(shù)人員，而且滿足技術(shù)管理決策的人員的需求，可向相關(guān)人員提供方法、模型、建筑物安全評判和綜合推理分析評判和輔助決策等多方面支持，軟件本身和成果報告已經(jīng)在技術(shù)管理和技術(shù)決策活動中發(fā)揮作用，為工程穩(wěn)定運行提供了大量資料數(shù)據(jù)，為決策者提供可靠的決策依據(jù)。
技術(shù)指標
DB3200型真空激光準直測壩變形系統(tǒng)
精度：±0.05mm；
分辨率：0.01mm；
采樣時間：≤1s/點。
DB4000型多功能數(shù)據(jù)采集裝置
可采集傳感器類型：振弦式、電阻式、電壓式傳感器；
通訊方式：RS-485；
波特率：1200、2400、4800、9600；
采集速度：一個通道采集一次約23s。
DB2220A型CCD雙金屬標儀
量程：50mm；
精度：±0.05mm；
分辨率：0.01mm；
采樣時間：≤1s/點。
DB1220A型CCD垂線坐標儀
量程：兩向均為48mm；
分辨率：兩向均為0.01mm；
全量程非線誤差：兩向均為≤0.10mm；
采集速度：兩向均為2s+(1s～250s)；
通訊總線：RS-485。
技術(shù)持有單位介紹
中水東北勘測設計研究有限責任公司（簡稱“中水東北公司”）是于2002 年12 月由國家經(jīng)貿(mào)委、水利部、建設部等五部委批準的水利水電勘察設計行業(yè)的轉(zhuǎn)制企業(yè)，前身為1953 年成立的水利部東北勘測設計研究院。
2009年，水利部以我公司為依托組建水利部寒區(qū)工程技術(shù)研究中心，開展寒區(qū)水利工程技術(shù)研究與開發(fā)，為寒區(qū)水利工程的勘測、設計、施工和管理提供技術(shù)支撐。2010年，公司被認定為高新技術(shù)企業(yè)。公司擁有水利水電勘察、設計、咨詢、電力、監(jiān)理、造價、工程總承包以及建筑、市政、環(huán)保、交通、通訊等行業(yè)的甲級設計資質(zhì)。是持有國家行業(yè)主管部門核發(fā)的40 余種專業(yè)和20 余種資質(zhì)證書、并擁有對外經(jīng)營權(quán)的科技型企業(yè)。
公司擁有精湛的專業(yè)技術(shù)隊伍，近千名專業(yè)技術(shù)人員中，教授級高級工程師占6.8%，高級專業(yè)技術(shù)職務占48.2%。擁有省級設計大師7 名、勘察大師2 名、省級青年建筑師1 名、省級青年設計大師2名，國家首批“新世紀百千萬人才工程”國家級人選1 名，享受國務院政府特殊津貼人員7 名。
半個世紀以來，共承擔了國內(nèi)外水利、水電、建筑、市政、交通、通訊、化工、環(huán)境等工程的規(guī)劃、勘測、設計、評估、監(jiān)理、咨詢以及工程總承包、技術(shù)服務等項目近500 余個，其中水利水電項目水庫總庫容達近680 多個億m3，水電站裝機總?cè)萘拷?0000MW。十年來，獲國家、省部級共200 余項，并獲得國家專利30余項。
應用范圍及前景
本系統(tǒng)的編制符合國家現(xiàn)行安全監(jiān)測相關(guān)技術(shù)規(guī)范及大壩安全有關(guān)的管理規(guī)定；采用了先進的編程語言及技術(shù)，結(jié)合工程實際、安全可靠、可擴充性強， 滿足監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集、整編、分析、模型預測及智能推理等安全監(jiān)測全過程的功能要求。
本系統(tǒng)已在尼爾基水利樞紐、南水北調(diào)、蒲石河抽水蓄能電站、哈達山水利樞紐等十數(shù)個工程中得到成功應用，實現(xiàn)了對監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動采集、整編及分析，實時、精確地監(jiān)測和饋控了工程安全運行狀況,為使用單位及上級有關(guān)管理部門對工程安全狀況做出準確而高效的評判及決策提供了可靠依據(jù),充分發(fā)揮了工程的發(fā)電效益、防洪效益、灌溉效益及民生水利效益,為電站的正常運行提供了有效支持，創(chuàng)造了顯著的社會與經(jīng)濟效益。經(jīng)過在國內(nèi)十數(shù)個大型水利水電工程中的成功應用，系統(tǒng)獲得了使用單位的一致肯定，已成為使用單位安全監(jiān)測管理人員必備的工作軟件。目前，系統(tǒng)前期的科研與開發(fā)工作已經(jīng)結(jié)束，后期進入了推廣階段，市場價格較前期相比具有更加良好的推廣優(yōu)勢。
該系統(tǒng)以促進國內(nèi)大型水利水電工程安全監(jiān)測技術(shù)水平的發(fā)展與提高為目標，其研發(fā)成功并完成推廣與實施對于國內(nèi)大型水利水電工程安全監(jiān)測技術(shù)水平的發(fā)展與提高具有重要的意義。系統(tǒng)應用的主要技術(shù)已達到了同期國際先進水平，在技術(shù)創(chuàng)新方面有公認的突出成就，提升了工程管理單位發(fā)現(xiàn)工程實際問題與解決工程實際問題的能力，促進了國內(nèi)安全監(jiān)測技術(shù)水平的發(fā)展，對推動水利水電行業(yè)技術(shù)發(fā)展具有重大影響。