變形監(jiān)測方案設計內(nèi)容

　　變形監(jiān)測就是利用專用的儀器和方法對變形體的變形現(xiàn)象進行持續(xù)觀測、對變形體變形形態(tài)進行分析和變形體變形的發(fā)展態(tài)勢進行預測等的各項工作，看看下面的變形監(jiān)測方案設計內(nèi)容。

　　變形監(jiān)測方案設計內(nèi)容

　　1水庫大壩概況

　　三座店水庫主壩在5個斷面共布設20個綜合位移標點（兼測水平位移和垂直位移），共布設6個水平位移工作基點，原設計采用控制網(wǎng)人工現(xiàn)場進行觀測。由于下游壩坡較陡，人工變形觀測困難，因此，引入機器人自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)。

　　2測量機器人特點

　　1）自動化程度高，可靠性強。2）可實現(xiàn)實時監(jiān)測、快速監(jiān)測。3）運行維護方便、節(jié)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進行測量，并可同時獲得每個變形測點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(tǒng)不足主要表現(xiàn)在測量精度受大氣折射的影響。在大壩監(jiān)測控制網(wǎng)的基礎上，可以采取在不受大氣折射影響時段進行觀測，可以消除和減弱各種誤差對測量結(jié)果的影響，大幅度地提高測量精度。

　　3系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)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(jiān)控設備、遠程安防設備、計算機和服務器等設備以及基點站房組成。

　　4設計方案

　　4.1基點站房

　　在主壩壩頂附近建設測量機器人觀測基點及基站站房。觀測基點用于安裝測量機器人，觀測基點布設在基點站房內(nèi)。為實現(xiàn)真正的自動化觀測，在基點站房配備全自動電動玻璃窗，玻璃窗在測量機器人觀測前后可自動開閉，避免玻璃折射引起的觀測誤差，同時保證基點站房內(nèi)外溫度等環(huán)境因素一致性，滿足測量機器人觀測精度要求。

　　4.2位移標點及基點改造

　　為實現(xiàn)自動化觀測，需對綜合位移標點進行自動化改造，并增設觀測棱鏡及保護裝置。保護裝置在滿足觀測精度的前提下，滿足了防盜、防霧的要求。保護裝置避免了在每次觀測前，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(xiàn)場測量困難的問題，實現(xiàn)了無現(xiàn)場工作人員完全的自動觀測。表面變形采用控制網(wǎng)觀測方案，利用主壩已經(jīng)建立的控制網(wǎng)，并實現(xiàn)自動觀測。

　　4.3機器人輔助系統(tǒng)

　　為保證主壩監(jiān)測設備的安全，同時可實時監(jiān)測測量機器人的工作狀態(tài)，需配置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，布設視頻監(jiān)控設備和基點站房門禁設備，實現(xiàn)在中控室遠程監(jiān)控。在基點站房內(nèi)布設1臺攝像機、基點站房外布設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(jiān)視大壩安全監(jiān)測等設施，及時發(fā)現(xiàn)人為破壞情況。室內(nèi)攝像機主要監(jiān)視基點站房和中控室內(nèi)部的情況，能及時發(fā)現(xiàn)或阻止外人闖入。在基站站房設置門禁系統(tǒng)，完善的解決正常工作和非法入侵的區(qū)分。

　　5系統(tǒng)功能

　　5.1測量機器人

　　測量機器人系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、儲存和傳輸、數(shù)據(jù)處理、分析及報警等功能，可在無人值守情況下完成對大壩表面位移全自動化觀測，實現(xiàn)自動和高精度測量、無人值守，充分發(fā)揮變形監(jiān)測系統(tǒng)的作用，特別是在汛期等緊急狀態(tài)下，及時和連續(xù)采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，為工程安全監(jiān)控和評估提供依據(jù)。系統(tǒng)實現(xiàn)從測量照準、數(shù)據(jù)采集記錄、數(shù)據(jù)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程自動化，可在無人值守的'情況下不間斷定時觀測。軟件操作簡潔，流程清晰，便于操作，可以依據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范設置各種測量限差，軟件設定各項檢查指標，可以自動進行三角形閉合差計算。監(jiān)測系統(tǒng)在短時間內(nèi)完成變形點的三維坐標測量，可同時獲得每變形點的平面位移和垂直位移信息。系統(tǒng)自動生成EXCEL文檔格式表格的外業(yè)觀測手簿，根據(jù)要求，提供各變形點位移信息的日、月、年等報表。系統(tǒng)具有圖形顯示和輸出功能，可以通過圖形查看每站觀測量和整個控制網(wǎng)網(wǎng)圖。系統(tǒng)采用遠離全站儀監(jiān)測站的計算機中心控制機房監(jiān)控方式，值班人員在控制機房可全面了解監(jiān)測系統(tǒng)的運行情況�？刂茩C房和監(jiān)測站的全站儀之間采用雙向有線通訊方式，實現(xiàn)控制計算機對全站儀的遠距離在線控制。

　　5.2輔助系統(tǒng)

　　目前，隨著信息化產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，由遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)和防盜報警系統(tǒng)構(gòu)成的安全防范系統(tǒng)，已經(jīng)成為涉及多媒體技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡技術(shù)、辦公自動化技術(shù)等多學科的綜合技術(shù)，并以其獨特的功能需求和先進的技術(shù)集成廣泛應用于國內(nèi)外各行各業(yè)，成為綜合管理系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分。尤其在水利建設方面，通過對水利設施的視頻集中監(jiān)控和管理，能及時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(jiān)控中心，就能夠?qū)υ诒O(jiān)控范圍內(nèi)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(tǒng)

　　1）系統(tǒng)區(qū)分正常工作和非法入侵，符合安全防范系統(tǒng)要求的設防和撤防，刷卡進入自動解除報警設防，開關（刷卡）外出自動設防。方便合法出入基站人員進行維護管理。2）系統(tǒng)提供感應卡、備用鑰匙、遠程管理中心遙控開門、開窗等多種開關控制方式。3）系統(tǒng)提供遠程設防，狀態(tài)查詢功能,中心管理平臺具有設防、布防和撤防等功能。4）系統(tǒng)報警功能齊全并且能夠顯示報警類型、報警地點等，實時監(jiān)控并進行處理，發(fā)生警情時，管理人員或管理中心可遠程開啟或者鎖死基站防盜門。

　　5.2.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　1）系統(tǒng)實現(xiàn)遠程24h監(jiān)控。2）系統(tǒng)圖像視頻窗口可放大縮小，調(diào)整畫面的顯示清晰度。3）系統(tǒng)可實現(xiàn)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(shù)據(jù)及處理。

　　5.2.3遠程電力拖動系統(tǒng)

　　系統(tǒng)遠程自動控制基點站房電動觀測窗，與測量機器人聯(lián)動，在每次測量機器人觀測前提前開啟觀測窗。

　　5.2.4供電系統(tǒng)

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

　　5.2.5防雷系統(tǒng)

　　系統(tǒng)的接地采用一點接地方式，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(tǒng)需覆蓋整個自動化監(jiān)測系統(tǒng)，其接地電阻應小于4Ω。

　　6結(jié)語

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

　　作者:郝淑榮 單位:遼寧省水利水電勘測設計研究院