猛进水库大坝安全监测自动化系统运行与维护

姜 霞

（新疆五家渠市水利管理处，新疆 五家渠831300）

0 引言

猛进水库大坝安全监测自动化系统是融电子技术、传感技术、通信技术、遥感遥控技术和计算机技术等于一体、实现大坝安全监测的自动化系统。它能够快速、准确地进行大坝安全参数测量、数据采集和传输，并整编和分析资料，减少人为因素的不确定性，因此对水库的安全运行十分必要。

1 猛进水库大坝安全监测自动化系统的组成

猛进水库采用了南京水利水文自动化研究所大坝监测分所的DG－2000型分布式大坝安全监测自动化系统，其由2部分组成，即分布式数据采集系统和大坝安全信息管理系统。数据采集系统共设7个测控站、1个气象站、6个监测断面、2个竖直位移监测工作基点；大坝安全信息管理系统由管理主机、信息管理软件等组成，为系统的管理级。

猛进水库大坝安全监测自动化系统的监测项目有垂直位移、渗流压力、上游水位、渗流量及气象环境等，通讯方式为超短波通讯。

2 猛进水库大坝安全监测自动化系统具有的功能

系统所具备的功能主要包括：数据采集功能，即巡测、选测和自报测量；显示功能；操作功能；掉电保护功能；数据通信功能；网络安全防护功能；自检功能，能对系统各部位运行状态进行自检、自诊断；配备有工程安全监测管理系统软件，该软件有在线监测、离线分析、数据库管理、安全管理等功能；人工输入数据功能；系统备有与便携式计算机或读数仪通信的接口，能进行人工补测、比测以防止资料中断；数据管理功能；报警功能；备份管理功能；大坝安全文档管理功能；系统选项配置功能；分析系统接口功能；软件自动升级功能。

3 猛进水库大坝安全监测自动化系统的运行与维护

3．1 系统运行

3．1．1 监测自动化系统的运行

（1）每天进行一次系统巡视，按自报方式运行。施测时间固定不变，一般定为每天上班后0．5h内进行。

（2）在汛期高水位、特大暴雨后、某些部位出现异常等情况下，加密测次并采取自动控制方式运行。

（3）在工控机上浏览本系统巡测的所有数据，检查数据采集情况和数据可靠性。个别数据、个别测控装置的部分数据未能测得，进行第二次系统巡测或人工补测，直至测得全部数据为止。同时进行系统自检，查明缺测原因，并加以排除。系统自检不能查明原因，技术人员要到现场检查，数据虽已检验合格但本次测值与上次测值相比差值超限，要检查原因，并采取措施。因系统不正常造成，要尽快对系统中的电缆、设备进行维护或修理。因水工建筑物异常造成，要分析近期资料及相关资料，查明异常原因及严重性，同时上报有关部门。

（4）电源或通讯因故切断时，技术人员在电源切断后一周内（如测次增加则允许断电天数减少）用笔记本电脑提取暂存在测控装置中的数据，并及时输入工控机。如电源和通讯在自动巡测第20次以前已恢复，通过工控机提取。

（5）存入工控机的所有监测数据均为原始监测数据，定期采用以下方式拷贝保存：存入硬盘；刻录光盘；打印装订成册归档，长期保存。

（6）在信息管理软件中继续处理所有入库数据，进一步研究变化异常的测值，通过相关物理量的比较分析，结合现场调查情况，确定发生异常的原因，分别处理，及时上报。入库监测成果定期归档，以防丢失。定期整理分析监测数据，提取信息，制表绘图并编写报告上报。所有原始实测数据全部入库。自动化系统每半年对部分或全部测点进行一次人工比测。定期检查主要自动化监测设施，汛前、汛后各进行一次全面检查。校正系统时钟。系统配置足够的备品备件。

3．1．2 人工比测和巡视检查

（1）人工比测的目的是检查自动监测数据的正确性。

（2）人工比测与自动化巡测同步，在当次自动化系统巡测后的0．5h内进行。

（3）巡视检查目的是检查水工建筑物是否出现异常，用以弥补自动化监测的不足，运行管理小组要有一人参加。

（4）运行小组对人工比测数据和巡视检查信息进行检验，确认无误后输入信息管理系统的数据库。

3．2 系统维护

（1）监测自动化系统的维护定期进行，目的是保证系统能稳定运行，避免或减少故障，从而保证大坝安全监测数据连续、可靠。

（2）根据系统运行时间确定不同的维护周期，试运行期结束后，正式运行初期2年内，每个月进行一次系统维护。正式运行第3～7年，每季度维护一次，对于故障率较高的少数仪器设备局部加密维护次数。正式运行第8年根据系统的运行情况、仪器设备实际老化状态确定维护周期。

（3）定期维护按如下步骤进行：由机房到坝顶及输电线路，按确定的巡视路线对系统内的监测仪器及其配套装置、测压管管口保护、压力式水位计、测控装置、防雷器、无线电、电源电缆、工控机、计算机外设／通讯设备及接口、电源消防设备等逐一进行检查，记录以上各环节的异常或损坏并及时处理。测控装置内的蓄电池是易耗品，2～3年要更换一次。便携式小仪表每次完成现场测量后应立即充电24h，若较长时间不用，则每月应充电24h。

4 猛进水库大坝安全监测自动化系统常见故障的维修

4．1 钢弦式仪器的维修

当钢弦式仪器损坏时，如仪器埋设在坝体内部，只能报损或重新埋设。若仪器安装在测压孔内，可更换新仪器，重新进行率定，再接入自动化系统，在数据采集软件和信息管理软件中对该仪器设置作相应的修改。若仪器的线路断则找到断头重新接或更换接线。

4．2 便携式小仪表的维修

便携式小仪表有3种类型，如无显示，可能小仪表蓄电池已坏，更换蓄电池。如开机正常无法测量，交与施工单位维修。

4．3 测控装置的维修

测控装置出现故障时会输出仪器故障类型，应根据显示屏上显示的故障种类及时进行排除。以下是几种常见的故障现象及处理方法：

（1）若某个模块的个别测点出现故障，可先检查该测点仪器是否正常；若仪器正常，可能是该通道上的防雷器或线路有问题，可更换防雷器或检查线路是否断，并做相应处理；若有空余通道，也可更换通道进行测量，同时在数据采集软件和信息管理软件中对该仪器设置作相应修改。

（2）如果某个模块的所有测点都出现故障，说明该模块有问题，需要更换模块。在更换模块时，应根据原来的设置，用键盘显示器设定该模块的地址、类型和测点数量。

（3）测控装置内无220V电源。首先检查220V电源有没有接入测控装置，其次检查保险丝有没有烧坏，再次检查电源防雷器有没有被打坏，最后检查电源转换模块有没有被烧坏。

4．4 中央控制装置及系统线路的维修

中央控制装置作为大坝安全监测系统的中央节点，内配工业控制计算机，可24h连续工作。

若系统中某个模块通讯不正常，先用小键盘显示器到该模块处检查其工作是否正常，若模块工作不正常，则更换该模块，重新设置该模块的地址、类型和仪器数量；若模块工作正常，则检查无线电台是否正常，若不正常则更换电台。

对系统通讯通常可用采样超级终端来调试，其能看到每一模块与工控机的通讯状态，具体设置由调试人员在安装系统时完成，并在计算机桌面上建立快捷方式及检查的代码定义。

5 结语

大坝的安全是关系国计民生的大事，大坝安全监测是保证大坝安全、充分发挥工程效益的重要手段。猛进水库大坝安全监测自动化系统运行与维护管理是确保系统可靠有效的重要环节，同时也是提高系统运行维护水平的必然要求，对总结猛进水库大坝安全监测系统自动化经验和探讨管理现代化手段具有非常重要的意义。

［1］何勇军，刘成栋，向衍，等．大坝安全监测与自动化［M］．中国水利水电出版社，2008