變形監測方案設計內容

變形監測方案設計內容

　　變形監測就是利用專(zhuān)用的儀器和方法對變形體的變形現象進(jìn)行持續觀(guān)測、對變形體變形形態(tài)進(jìn)行分析和變形體變形的發(fā)展態(tài)勢進(jìn)行預測等的各項工作，看看下面的變形監測方案設計內容。

　　變形監測方案設計內容

　　1水庫大壩概況

　　三座店水庫主壩在5個(gè)斷面共布設20個(gè)綜合位移標點(diǎn)（兼測水平位移和垂直位移），共布設6個(gè)水平位移工作基點(diǎn)，原設計采用控制網(wǎng)人工現場(chǎng)進(jìn)行觀(guān)測。由于下游壩坡較陡，人工變形觀(guān)測困難，因此，引入機器人自動(dòng)化變形監測系統。

　　2測量機器人特點(diǎn)

　　1）自動(dòng)化程度高，可靠性強。2）可實(shí)現實(shí)時(shí)監測、快速監測。3）運行維護方便、節省成本。4）測量范圍大，可以對大壩上處于通視條件下的任意點(diǎn)進(jìn)行測量，并可同時(shí)獲得每個(gè)變形測點(diǎn)的水平位移和垂直位移的信息。5）測量機器人測角精度0.5”，測距精度0.6mm+1ppm。6）其系統不足主要表現在測量精度受大氣折射的影響。在大壩監測控制網(wǎng)的基礎上，可以采取在不受大氣折射影響時(shí)段進(jìn)行觀(guān)測，可以消除和減弱各種誤差對測量結果的影響，大幅度地提高測量精度。

　　3系統組成及結構

　　系統設施主要有測量機器人、棱鏡支架目標組、通訊設備、供電設備、視頻監控設備、遠程安防設備、計算機和服務(wù)器等設備以及基點(diǎn)站房組成。

　　4設計方案

　　4.1基點(diǎn)站房

　　在主壩壩頂附近建設測量機器人觀(guān)測基點(diǎn)及基站站房。觀(guān)測基點(diǎn)用于安裝測量機器人，觀(guān)測基點(diǎn)布設在基點(diǎn)站房?jì)�。為�?shí)現真正的自動(dòng)化觀(guān)測，在基點(diǎn)站房配備全自動(dòng)電動(dòng)玻璃窗，玻璃窗在測量機器人觀(guān)測前后可自動(dòng)開(kāi)閉，避免玻璃折射引起的觀(guān)測誤差，同時(shí)保證基點(diǎn)站房?jì)韧鉁囟鹊拳h(huán)境因素一致性，滿(mǎn)足測量機器人觀(guān)測精度要求。

　　4.2位移標點(diǎn)及基點(diǎn)改造

　　為實(shí)現自動(dòng)化觀(guān)測，需對綜合位移標點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)化改造，并增設觀(guān)測棱鏡及保護裝置。保護裝置在滿(mǎn)足觀(guān)測精度的前提下，滿(mǎn)足了防盜、防霧的要求。保護裝置避免了在每次觀(guān)測前，人工安裝棱鏡的工作，解決了三座店水庫壩坡坡度大，人工現場(chǎng)測量困難的問(wèn)題，實(shí)現了無(wú)現場(chǎng)工作人員完全的自動(dòng)觀(guān)測。表面變形采用控制網(wǎng)觀(guān)測方案，利用主壩已經(jīng)建立的控制網(wǎng)，并實(shí)現自動(dòng)觀(guān)測。

　　4.3機器人輔助系統

　　為保證主壩監測設備的安全，同時(shí)可實(shí)時(shí)監測測量機器人的工作狀態(tài)，需配置視頻監控系統，布設視頻監控設備和基點(diǎn)站房門(mén)禁設備，實(shí)現在中控室遠程監控。在基點(diǎn)站房?jì)炔荚O1臺攝像機、基點(diǎn)站房外布設2臺攝像機，攝像機采用紅外一體攝像機。室外攝像機主要監視大壩安全監測等設施，及時(shí)發(fā)現人為破壞情況。室內攝像機主要監視基點(diǎn)站房和中控室內部的情況，能及時(shí)發(fā)現或阻止外人闖入。在基站站房設置門(mén)禁系統，完善的解決正常工作和非法入侵的區分。

　　5系統功能

　　5.1測量機器人

　　測量機器人系統具有數據采集、儲存和傳輸、數據處理、分析及報警等功能，可在無(wú)人值守情況下完成對大壩表面位移全自動(dòng)化觀(guān)測，實(shí)現自動(dòng)和高精度測量、無(wú)人值守，充分發(fā)揮變形監測系統的作用，特別是在汛期等緊急狀態(tài)下，及時(shí)和連續采集監測數據，為工程安全監控和評估提供依據。系統實(shí)現從測量照準、數據采集記錄、數據預處理到測量手簿生成、常用平差軟件所需格式文件的輸出全部過(guò)程自動(dòng)化，可在無(wú)人值守的'情況下不間斷定時(shí)觀(guān)測。軟件操作簡(jiǎn)潔，流程清晰，便于操作，可以依據國家現行規范設置各種測量限差，軟件設定各項檢查指標，可以自動(dòng)進(jìn)行三角形閉合差計算。監測系統在短時(shí)間內完成變形點(diǎn)的三維坐標測量，可同時(shí)獲得每變形點(diǎn)的平面位移和垂直位移信息。系統自動(dòng)生成EXCEL文檔格式表格的外業(yè)觀(guān)測手簿，根據要求，提供各變形點(diǎn)位移信息的日、月、年等報表。系統具有圖形顯示和輸出功能，可以通過(guò)圖形查看每站觀(guān)測量和整個(gè)控制網(wǎng)網(wǎng)圖。系統采用遠離全站儀監測站的計算機中心控制機房監控方式，值班人員在控制機房可全面了解監測系統的運行情況�？刂茩C房和監測站的全站儀之間采用雙向有線(xiàn)通訊方式，實(shí)現控制計算機對全站儀的遠距離在線(xiàn)控制。

　　5.2輔助系統

　　目前，隨著(zhù)信息化產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，由遠程視頻監控系統和防盜報警系統構成的安全防范系統，已經(jīng)成為涉及多媒體技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、辦公自動(dòng)化技術(shù)等多學(xué)科的綜合技術(shù)，并以其獨特的功能需求和先進(jìn)的技術(shù)集成廣泛應用于國內外各行各業(yè)，成為綜合管理系統不可缺少的重要組成部分。尤其在水利建設方面，通過(guò)對水利設施的視頻集中監控和管理，能及時(shí)掌握設備的運行狀態(tài)，以避免可能發(fā)生的意外事件，并做到只要在監控中心，就能夠對在監控范圍內的各種狀況了如指掌，增加了對突發(fā)事件的反映速度，有效地提高工作效率。

　　5.2.1遠程安防系統

　　1）系統區分正常工作和非法入侵，符合安全防范系統要求的設防和撤防，刷卡進(jìn)入自動(dòng)解除報警設防，開(kāi)關(guān)（刷卡）外出自動(dòng)設防。方便合法出入基站人員進(jìn)行維護管理。2）系統提供感應卡、備用鑰匙、遠程管理中心遙控開(kāi)門(mén)、開(kāi)窗等多種開(kāi)關(guān)控制方式。3）系統提供遠程設防，狀態(tài)查詢(xún)功能,中心管理平臺具有設防、布防和撤防等功能。4）系統報警功能齊全并且能夠顯示報警類(lèi)型、報警地點(diǎn)等，實(shí)時(shí)監控并進(jìn)行處理，發(fā)生警情時(shí)，管理人員或管理中心可遠程開(kāi)啟或者鎖死基站防盜門(mén)。

　　5.2.2視頻監控系統

　　1）系統實(shí)現遠程24h監控。2）系統圖像視頻窗口可放大縮小，調整畫(huà)面的顯示清晰度。3）系統可實(shí)現控制前端設備接入的報警主機和報警盒設備的控制，并且能夠收到報警設備中的所有數據及處理。

　　5.2.3遠程電力拖動(dòng)系統

　　系統遠程自動(dòng)控制基點(diǎn)站房電動(dòng)觀(guān)測窗，與測量機器人聯(lián)動(dòng)，在每次測量機器人觀(guān)測前提前開(kāi)啟觀(guān)測窗。

　　5.2.4供電系統

　　系統的供電電源采用220V，50Hz的單相交流電，該單相電源專(zhuān)線(xiàn)敷設至系統所用的配電柜，其電源波動(dòng)范圍為：+5%～-10%之內，并配有UPS分別給基點(diǎn)站房和中控室提供不中斷電源。

　　5.2.5防雷系統

　　系統的接地采用一點(diǎn)接地方式，以避免由于接地電位差而混入交流波干擾等，防雷接地系統需覆蓋整個(gè)自動(dòng)化監測系統，其接地電阻應小于4Ω。

　　6結語(yǔ)

　　采用傳統的人工方式進(jìn)行表面變形監測，監測工作量大，在需要增加測次等特殊情況下，難以滿(mǎn)足準確及時(shí)了解大壩的運行狀態(tài)的需要。如果將表面變形監測納入大壩安全監測自動(dòng)化系統，不僅測讀快、及時(shí)，而且能夠做到相關(guān)量同步測讀，勝任多測點(diǎn)、密測次的要求，提供在時(shí)間上和空間上更為連續的信息，而且測讀準確性和可靠性高，能夠快速、準確地進(jìn)行大壩安全參數測量、數據采集和傳輸，并能自動(dòng)進(jìn)行資料整編和分析，監測資料的同步性強，能大大減少人為因素的不確定性。規劃設計

　　作者:郝淑榮 單位:遼寧省水利水電勘測設計研究院