水利工程中安全监测自动化系统的应用

游新周

南水北调中线邓州管理处 河南邓州 474150

1 自动化监测系统的测点选择

通常来说，在确定自动化系统测点的过程中，首先要考虑的是自动化监测系统能否实现，其次还应该考虑自动化系统实际使用规模。选择自动化监测系统测点一般有两种选择方式：①方案一：将变形监测仪以及渗流监测仪安装到自动化系统中；②方案二：将所有不受干扰、可实现监测功能的仪器（比如渗流监测仪）接入自动化系统中。

2 接入自动化监测系统的测点比选

（1）方案一：该方案可以将测点的数目以及项目重要的部分表现出来，这种方案的主要优点是可以更有效地对自动化系统规模进行控制。应用该方案的过程中，测点设置的数量一般不用太多，将测点设置在系统中较为重要的部分，可使之更有针对性，测点的布置更符合国际相关要求。运用该方案进行监测，在前期投入的人力和物力不会太高，而且监测稳定性较好，监测效率也较高。但是该方案也具有一定的局限性，即监测人员会面临十分繁重的测量任务，数据录入的任务量也较重，工作负担和工作压力较大，在这样的情况下，测量数据的准确性可能很难得到保证。

（2）方案二：应用第二种方案进行监测时需要设置大量的监测点，监测速度较快，但工作人员测量任务较为轻松。应用第二种方案进行监测的过程中，工作人员面临的工作任务和工作压力明显减少，测量精度得到了提升。但是第二种监测方案存在一个问题，即在监测工作的前期需要投入大量的人力和物力，如果企业资金有限，那么就会对施工效果产生较为严重的影响[1]。

3 自动化监测系统中的数据采集单元比选

初始监测项目的自动化系统为集中式自动化监测系统，后经过变革，成为了分布式自动化监测系统。集中式自动化监测系统在应用过程中因为需要应用到较多的模拟信号，所以会产生较大的噪音。通常来说，自动化监测系统需要设置的测点较多，面临的测量总线长度较大，分布式自动化监测系统更符合这些情况，所以分布式自动化监测系统适用范围更广。应该结合实际情况选择最合适的自动化监测系统，另外在选择和确定数据采集单元的过程中，还需要考虑：① 系统的避雷效果以及环境使用能力是否符合系统自我诊断的功能；②系统在运行过程中是否具有开放性、可靠性以及准确性；③ 检查接口以及度数接口的位置是否良好。只有保证质量，才能在系统发生故障的时候更好地完成工作[2]。

4 自动化监测系统的数据传输方案比选

4.1 网络信息接口的分布及其特征

仔细、全面地调查施工实际特点，了解工程实际建设形势以及监测点分布情况，科学规划工程网络接口。一般来说，接口一般设置在通风口以及排水通道的内部。

4.2 比较选择网络信息的有关介质

数据采集单元主要的通信介质为光缆、电话线以及双绞线等，在选择通信介质的时候必须充分考虑所选择介质的实际特点，保证所选择的介质最符合系统应用需求。（1）电话线。电话线充当介质具有较好的抗干扰能力，传输距离较远，数据和信号传输的速度也较高。但是该介质也有一定的缺点，就是准确性较低。电话线介质的应用通常需要和其他设备配合使用，介质使用成本明显提高。（2）同轴电缆。如图1所示，该介质具有传输速度快、抗干扰能力强以及准确度高等特点，但是应用该介质在初期一般需要投入较多的资金，所以不适用于资金成本有限的企业。（3）光缆。该介质的优点为抗干扰能力较强，可以适用于距离较远的数据和信号的传输，应用该介质时，在前期一般不需要投入过多的资金。（4）双绞线。如图2所示，应用该介质在前期一般不需要投入较多的资金。该介质具有传输速度快、准确度较高的特点，如果数据传输的距离较远，那么中间必须设置中继器，以提高正确率。（5）4G技术。利用4G 技术，建立无线网络，改善水利部门通信和消息传播的现状，对于水利安全监测的长远发展来说具有重要意义。在4G网络下，水利部门可以在内部使用特定的语音传输系统，各部门可以在此基础上随时随地的进行交流和沟通，打破时间和空间的限制。

图1 同轴电缆结构图

图2 双绞线结构图

4.3 网络方案的选择

结合实际情况选择最佳的网络方案，通过分析，选择最合适的通信方式、网络结构以及传输介质，综合考虑各方面因素，选择最佳的组合方案。比如，某个水利工程地处环境较为复杂，在构建自动化监测系统的过程中，考虑项目实际情况，选择光缆作为主要的传输介质，选择双绞线作为分支传输介质，应用总线对介质单元进行控制，并且将总线连接到光端机上。这样的方案提高了系统运行的可靠性，在应用该方案的过程中，不管是环网还是支线发生断开，基本不会影响网络的运行[3]。

5 工程的软件管理以及安全监测的控制

水利工程安全监测以及软件管理工作必须在软件和信息管理软件的基础上进行。信息管理软件具有较好的检查功能，可以全面收集和分析相应的数据和信息。另外，完成信息的检查后，开始对信息进行处理，然后将数据相关信息输入到数据库中。在对信息进行检查的过程中，管理人员通常可以直接掌握整个系统的数据。众所周知，水利工程决策和评估不仅包含数学模型定量分析工作，而且包含建筑物的稳定性和安全性的综合诊断工作，因此，只有更好地完成信息检查，才能保证水利工程可以顺利、稳定、安全完成。

6 结语

综上所述，随着社会的进步，国内水利工程的数量和水利工程的建设规模不断增加，社会各界也表现得越来越关注水利工程的施工质量。为了提高水利工程完成建设投入运营后的使用安全性，安全监测自动化系统的应用是十分重要的。本文对水利工程的安全监测自动化系统做了全面、详尽介绍，对不同类型的安全监测自动化系统的特点进行具体介绍，管理人员应该综合考虑项目实际情况，选择最合适的安全监测自动化系统，在保证水利工程可以顺利完成的同时，保障水利工程完成建设投入使用后可以稳定运营。