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一、方案背景

2023年小型水庫安全監測能力提升試點項目建設將按照“統一規劃、統一標準、統一實施、統一管理、統一支撐”的工作要求，對全區小型水庫雨水情測報和監測設施建設項目按高水平、高標準、高質量要求開展安全監測能力提升建設，同步開展水工程安全運行管理平臺建設。通過小型水庫安全監測設施能力提升，實現全區小型水庫多要素、全過程、全天候監測感知，保障監測設施穩定可靠、先進實用，實現自治區級平臺基礎設施集約化、數據體系規范化、應用支撐協同化、業務應用智能化，保障信息安全有力，數據資源互通共享，水庫安全監測能力得到顯著提升，全區小型水庫運行管理更加規范化、標準化、信息化。

二、系統組成

水庫安全監測能力提升系統由水庫智能感知、物聯網信息通信、云端智慧監控管理平臺組成。小型水庫的在線監控具有庫水位、雨量、圖像、滲流等運行數據自動釆集、分析、上報功能，自組網、物聯網系統具有全要素采集通信功能，水庫安全監測預警系統云平臺具有監測數據智能分析預警功能，實現了水庫運行狀態感知監測、運行態勢分析、安全管理、巡視檢查在線管理等全面業務支持，既能支持單個水庫管理，也能支撐全省、各縣水庫群管理。水庫大壩安全監測預警系統分為四層：感知層、網絡層、平臺層、應用層。

感知層

實時感應水庫大壩監測參數傳感器的狀態，如變形監測、地表沉降、土體位移、土壤含水率、土壓力、滲壓計、水位計、雨量計、GNSS接收機、固定式測斜儀、滲壓計、高速高清攝像機、孔隙水壓計、雷達物位計、拉線式位移計、土壓力計、表面應變計、埋入式應力計等前端感知設備；

網絡層

支持數據通信，可上、下雙向通訊，支持無線蜂窩網絡、短信、北斗、PSTN、超短波等通信方式。感應設備、可通過監測預警平臺的通訊方式，上行發送至監測控制中心平臺。

平臺層

整合各層設備和系統功能，通過信號的連接，下發平臺對前端感應器的命令，上傳監測數據的采集、處理、存儲和分析，實時聯動前端各大監控設備。

應用層

監測中心通過實時數據接收匯集管理及監測預警平臺可以實現各種監測數據的共享，對各種監測數據進行查詢、分析、預警和管理。開啟信息發布途徑，實時展示信息數據和預警信息。

三、系統功能

數據實時監測：實現在線監測的地圖顯示、查看，包括監測設備的快速查詢顯示、監測數據展示、報警情況顯示及監測數據曲線圖的實時展示，通過系統主界面的顯示功能，可以查看設備的位置、運行狀態，掌握其水庫庫壩體浸潤線及壩體內孔隙水壓力、庫內水位、水庫出入入流量、降雨量、壩體位移的實時監測。

及時報警：通過布設在壩體內部和表面的各種類型的傳感器，獲取大壩變形、滲流、沉降、位移、水文、氣象等相關數據。傳輸到相關軟件系統，實現對整個壩體的全方位實時監測。等數據超過告警上限時系統自動根據該預警數據發布不同級別的報警信息。可設置多級報警，支持彈出軟件窗口報警、郵件報警、短信報警及聲光報警等功能多種方式傳達至相關領導和責任人。

視頻遠程監控：包括對上下游水區、壩上、壩下和閘房內部的實時視頻監控，用戶可以從監控終端中實時的看到現場的視頻圖像，同時還可以通過軟件控制現場攝像機鏡頭以及云臺，根據需要調整光圈大小、焦距遠近、變倍高低以及視頻角度等，滿足用戶對現場多方位視頻圖像的監控需要，確保水庫大壩運行安全。

 數據分析預判：對大壩浸潤線、庫水位、實時雨量、大壩滲流量及壩體位移歷史數據等相關數據進行綜合比較分析，推算出各類壩體運行數據的時間和空間的相關性，綜合判斷壩體健康狀況。

GIS模擬建模：在適用前提下將水庫大壩安全管理過程中的新思想、新方法融入到系統開發，做到數據和圖形相融合、GIS與數學模型相結合，把科學計算的結果通過三維情景表現和動態的形式直觀表現。

操作便捷：具備LCD液晶顯示屏以及多功能輸入鍵盤，用于現場參數設置、人工置數、安裝調試、狀態顯示等功能，以及串口配置方式。 支持多種工作模式（包括自報式、查詢式、兼容式等），最大限度降低功耗。

四、系統特點

●一體式立桿設計，可實現前端站點的快速調試與部署。

●采用多種終端進行多種監測，測量精度高，抗干擾能力強。

●采用無線傳輸方式，突破地域限制，適應性強。

●基于自主研發的無線RTU產品，可遠程對設備進行調試維護。

●基于B/S架構的系統平臺，可快速方便的對系統進行訪問。

●專屬客戶端支持用戶隨時隨地查看當前設備狀態。

●采用防雷、防雨、防潮、輸入信號隔離等多項措施，確保設備安全、性能穩定可靠。

●兼容性強，兼容各種類型的水位、雨量、位移等計量儀表或傳感器。

●超低功耗，核心設備選用2G/3G/4G/5G/北斗低功耗測控終端，平均工作電流僅10mA，大大降低太陽能供電設備成本和施工難度。

五、系統意義

水庫安全監測能力提升自身的安全系數，健康長遠地運行就必須要定期開展安全監測工作，落實檢測項目設置與測點分布設置的各項要求，加強巡查管理與滲流量觀測，消除水庫上下游存在的各種安全隱患，發現問題就要立即向上級部門報備，以尋求最為妥善的解決方法，杜絕安全事故的發生，將因監管不力造成的各項損失降到最低。將傳感器、物聯網、云計算等技術與水庫大壩實際情況相結合，自主開發了專用于水庫大壩的一套智能化、信息化的在線監測系統及各類型一體式監測站。適用于各類水庫大壩安全監測的需求。