解决方案-大坝安全监测系统

大坝安全监测系统

堤坝可视化安全监测系统

概述

       堤防安全监测的需求是多方面的,包括风险预防、结构健康监测、应急响应、法律法规遵守、技术进步、环境保护以及经济与社会发展等方面 。
一、系统建设目标如下:
       1)确保人民生命财产安全:堤防是防洪工程的重要组成部分,其安全直接关系到下游人民群众的生命财产安全。通过对堤防进行远程在线安全监测,可以及时发现隐患,预防洪水灾害的发生。
       2)掌握堤防运行状态:堤防在长期运行过程中,由于自然因素(如侵蚀、沉降、地震等)和人为因素(如施工质量、维护管理等)的影响,其结构可能会发生变化。通过监测,可以及时掌握堤防的运行状态,为维护和管理提供科学依据。
       3)预防事故发生:堤防一旦发生险情,如渗漏、滑坡、裂缝等,若不能及时发现和处理,可能会导致严重的事故。通过监测,可以在险情初期就发现并采取措施,避免事故的发生。
       4)适应气候变化:随着全球气候变化,极端天气事件增多,对堤防的安全提出了更高的要求。通过实现在线监测,可以及时了解堤防对极端天气的适应情况,为堤防的加固和改造提供依据。
       5)科学决策支持:堤防安全监测提供了大量数据,通过对这些数据的分析,可以为堤防的规划、设计、施工、维护等提供科学决策支持,提高堤防管理的科学性和有效性。
二、堤防安全监测技术和实现目标主要包括以下几个方面:
       1)自动化监测技术:
              功能:实现水位、降雨量、渗流量、渗流压力、扬压力等参数的自动采集。
              目标:提高数据采集的效率和准确性,减少人工干预,确保数据的连续性和实时性。
       2)远程通信技术:
              功能:将监测数据实时传输到监控中心,支持远程数据访问和管理。
             目标:实现远程监控和预警,提高管理效率和响应速度。
       3)传感器技术:
            功能:使用各种传感器(如压力计、流量计、位移计等)来监测堤防的物理状态。
            目标:获取堤防的实时状态信息,为评估堤防的健康状况提供数据支持。
       4)视频监控技术:
            功能:通过视频监控系统实时观察堤防的表面状况和周边环境。
            目标:及时发现异常情况,如裂缝、侵蚀、人为破坏等,并采取相应措施。
       5)数据分析与处理技术:
            功能:对收集到的数据进行处理和分析,识别潜在的风险和趋势。
            目标:提供决策支持,优化堤防的运行和维护策略。
       6)地理信息系统(GIS)技术:
            功能:集成地理空间数据,进行堤防分布、洪水淹没分析等。
            目标:提高堤防管理的空间分析能力,为规划和管理提供可视化支持。
       7)人工智能与机器学习技术:
            功能:利用AI算法对监测数据进行模式识别和预测分析。
            目标:提高预测精度,实现对堤防状态的智能评估和预警。
       8)北斗GNSS自动观测技术:
            功能:通过北斗卫星系统进行高精度定位,监测堤防的微小变形。
            目标:提高变形观测的精度和效率,及时发现堤防的稳定性问题。

总体方案设计

系统框图

     堤防可视化安全监测系统的建设,包括现场位移、渗压、扬压力、水位、雨量、气象、视频信息采集设备以及监控中心信息接收及显示、应用系统的建设。现场测点信息采集与传输设备完成多种信息的实时采集、基本分析处理(如警戒状态)与显示,并负责将数据以无线4G/5G/光纤通讯的方式传输到管理中心,通过软件进行接收、显示以及数据的存储、分析、处理与预警。总体的构成如下:
       监控中心:堤防可视化安全监测系统;
       通信平台:中国移动/联通/电信无线4G/5G,以及光纤网络;
       视频和数据通信设备:物联网视频遥测终端机、网络摄像机、硬盘录像机等;
       计量测量设备:渗压计、GNSS位移监测设备、雷达水位计/超声波水位计/压力式水位计/气泡水位计/水尺、雨量传感器、以及可扩展的气象类传感器等设备等;

管理中心

物联网传输终端
物联网智能终端
物联网视频遥测终端机

CX-D10
CX-L200
CX-L102

其他类型
传感器接入

雨量传感器
雷达水位计
多参数气象传感器
网络摄像机
GNSS接收机
渗压计

系统功能

实时监测河道降雨量、水位、气象等信息

通过视频遥测终端机实时采集雨量传感器、水位计、渗压计、GNSS接收机等测量仪表的数据,利用遥测终端机的3G/4G/5G无线传输功能,将所测量的结果上传至指定平台中心,实现数据的远程监控 

实时视频传输、照片拍照、图像/视频字符叠加*

物联网视频遥测终端机具有1路10M/100M网口,可接入网络摄像机,并定时截取照片,还可为网络摄像机提供无线上网通道,实现网络摄像机连接云平台(以海康为例,可接入萤石云、海康互联平台)
具有大容量存储*,支持TF卡/USB外置存储,可以实现数据、照片的导出

用户可自定义采集参数,数据可以接入水位计、GNSS位移监测接收机、雨量传感器、气象传感器等多种智能仪表
支持Modbus-RTU协议,自定义地址表和上报量名称
灵活可变的自定义功能
本地和远程维护
跨平台使用,无需专用软件和数据线
网线连接电脑即可采用网页进行参数设置
支持远程网页设参
无线4G/5G/宽带自适应上网以及各省市平台的对接
通讯方式
系统支持无线3G/4G/5G、光纤/宽带自适应上网,简单配置即可实现平台连接
支持Modbus-RTU、FTP、HTTPS(POST)、TCP/IP、MQTT/MQTTS、水文监测数据通信规约(SL651-2014  )、水资源监测数据传输规约(SZY206-2016\SL 427-2021)、支持自定义协议接入等多种协议
对接系统
支持对接标准协议、私有协议*的平台
软件功能介绍
“水利一张图”功能
总管理界面展示区域内地理信息、设备的工作状态统计、实时报警信息、监测数据显示、天气情况显示
实时监测
以卡片式的交互逻辑,显示监测点的监测信息,包括:水位、降雨量、渗压数据、位移数据、上报时间等重要信息
视频播放
可查看接入视频,进行播放或者关闭等操作
记录查询
曲线显示监测数据,并可查询任意时间段内的监测数据、报警记录、操作记录等信息
报表统计
可统计监测数据的日、月、年报表,并具有数据导出功能
设备管理
可对监测设备、视频设备进行添加、删除等基础操作
①实时视频传输、照片拍照、图像/视频字符叠加*:仅CX-L102和CX-L200具有此功能;
②大容量存储*:指的是视频遥测终端机本机自带的存储空间,其中CX-L102为128M;CX-L200为1GB;CX-D10为DTU,不具备本机存储;
③私有协议*:指的是合作方提供平台对接协议,我公司开发相应对接接口;

系统功能

名称配置参数数量说明
防护机箱
 防虫、防雨机箱
1镀锌铁或者不锈钢材质可定制
物联网视频遥测终端机
无线4G/5G/宽带自适应上网
1-
网络摄像机 海康/大华/天地伟业
1支持多厂家多型号
测量仪表
GNSS接收机/水位计/雨量传感器/渗压计/气象传感器等1支持智能仪表
配电
太阳能供电系统或者市电
1-
系统防雷
网口防雷、电源防雷、防雷接地
1-
立杆
根据实际情况制作1-

系统功能

水位雨量视频监测
位移监测基准点
位移监测测量点
位移监测测量点

方案涉及的相关产品

4G/宽带双通讯 字符叠加 物联网网关 视频遥测终端机 linux遥测终端机 RTU
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水位测量 物料测量 雷达液位计
RS485输出渗压计 振弦输出 渗压计
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