水库大坝自动化监测解决方案

水库大坝自动化监测解决方案

背景与目标

随着科技的飞速发展，水库大坝的安全监测与管理日益受到重视。传统的监测方式往往依赖于人工巡检和中心化数据处理，这种方式不仅效率低下，而且难以及时响应突发状况。为了提升水库大坝的安全性和管理效率，自动化监测技术应运而生，其中边缘计算终端作为关键技术之一，正逐渐在水库大坝监测领域发挥重要作用。

通过在水库大坝的关键位置部署边缘计算终端，实现实时监测和数据采集。这些终端能够持续收集大坝的结构状态、水位变化、渗流情况等重要信息，并实时传输至监控中心，大大提升了监测效率。

系统组成

1.数据采集层：

包括各类传感器和监测设备，如水位计、渗压计、变形监测仪、雨量计等，用于实时采集大坝的各类运行参数。

2.数据传输层：

利用无线通信技术（如4G/5G、NB-IoT、LoRa等）或有线网络（如光纤），将采集到的数据传输至数据中心或云端。

3.数据处理与分析层：

采用高性能的数据处理平台和算法，对接收到的数据进行清洗、存储、分析和挖掘，提取有价值的信息。

4.预警与决策支持层：

基于数据分析结果，构建预警模型，当监测数据超出预设阈值时，自动触发预警机制，并向相关人员发送警报信息，提供决策支持。

5.监控与管理层：

提供远程访问和监控界面，使管理人员能够随时随地查看大坝的运行状态，进行设备管理和配置。

水库大坝自动化监测的应用

1．水库大坝自动化在线监测拓扑图

图1

2．DM-C00F在水库大坝自动化监测的应用

2.1、水位、水量监测

图2

2.2、坝体、坝基、绕坝渗流压力监测

1. 坝体渗流压力监测

在坝体渗流压力监测中，边缘计算终端通过安装渗压计等传感器，实时采集坝体内部的渗流压力数据。这些数据通过传感器网络传输到边缘计算终端，终端首先进行初步的数据处理和边缘计算，如数据清洗、异常值剔除等，以确保数据的准确性和有效性。然后，处理后的数据通过无线网络传输到云端或远程监控中心进行进一步的分析和存储。

边缘计算终端在此过程中的优势在于能够即时响应数据变化，对异常情况进行初步判断并触发预警机制，减少数据传输延迟，提高监测系统的实时性和可靠性。

2. 坝基渗流压力监测

坝基作为大坝的重要支撑结构，其渗流压力监测同样至关重要。边缘计算终端通过部署在坝基附近的传感器，实时监测坝基内部的渗流压力变化。与坝体监测类似，这些数据经过边缘计算终端的初步处理后，通过无线网络传输到远程监控中心。

在坝基渗流压力监测中，边缘计算终端能够迅速识别并处理异常数据，如渗流压力突然增大或减小等，及时发出预警信号，帮助管理人员采取相应措施，防止渗流问题对大坝安全造成威胁。

3. 绕坝渗流监测

绕坝渗流是指水流绕过坝体两侧或底部产生的渗流现象。为了全面监测大坝的安全状况，绕坝渗流监测也是必不可少的环节。边缘计算终端通过安装在绕坝区域的传感器，实时监测绕坝渗流压力和流量等参数。

这些数据同样经过边缘计算终端的初步处理和分析后，通过无线网络传输到远程监控中心。边缘计算终端的实时处理能力有助于及时发现绕坝渗流的异常情况，如渗流路径改变、渗流量增大等，为管理人员提供及时准确的预警信息。

拓扑图如下图3所示

图3

四、功能特点

全面监测：

实现对水库大坝各项关键参数的全面监测，包括水位、渗流、变形、应力等。

实时预警：

通过边缘计算和智能分析技术，实现对监测数据的实时处理和预警，及时发现潜在的安全隐患。

高效传输：

支持多种通讯方式，确保数据传输的稳定性和可靠性，减少数据传输延迟。

灵活配置：

支持自定义数据存储和传输协议，用户可根据实际需求灵活配置系统参数。

远程管理：

提供远程设备管理工具，方便用户远程管理和维护设备，降低运维成本。

五、总结

基于蒂蒙DM-C100F环保水利微型数采仪器终端的水库大坝自动化监测解决方案，通过集成数据采集、边缘计算、数据存储、远程传输及智能分析等功能，实现了对水库大坝的全面、实时、精准的监测与管理。该方案不仅提高了监测效率和管理水平，还降低了运维成本和安全风险，为水库大坝的安全运行提供了有力保障。