CN114485622A - 一种大坝水库可视化安全监测方法 - Google Patents

一种大坝水库可视化安全监测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114485622A
CN114485622A CN202210119824.5A CN202210119824A CN114485622A CN 114485622 A CN114485622 A CN 114485622A CN 202210119824 A CN202210119824 A CN 202210119824A CN 114485622 A CN114485622 A CN 114485622A
Authority
CN
China
Prior art keywords
axis
point
axis plane
plane
offset
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210119824.5A
Other languages
English (en)
Inventor
易卫东
陈权
章和盛
蔡棉锐
蔡桂斌
李广志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guoke Xingtu Shenzhen Digital Technology Industry R & D Center Co ltd
Original Assignee
Guoke Xingtu Shenzhen Digital Technology Industry R & D Center Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guoke Xingtu Shenzhen Digital Technology Industry R & D Center Co ltd filed Critical Guoke Xingtu Shenzhen Digital Technology Industry R & D Center Co ltd
Priority to CN202210119824.5A priority Critical patent/CN114485622A/zh
Publication of CN114485622A publication Critical patent/CN114485622A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Emergency Alarm Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种大坝水库可视化安全监测方法，通过姿态传感器进行大坝水库的安全监测，并根据姿态传感器的偏移方向进行分解，判断各个偏移点的偏移方向是否一致，并进行区分显示，让管理者可以更直观查看到大坝水库出现的安全隐患。可以通过姿态传感器的数据，判断大坝或水库存在的危险点，并提供警报，协助管理人员快速发现大坝水库的安全隐患。

Description

一种大坝水库可视化安全监测方法
技术领域
本发明属于水利行业的监测领域，尤其涉及一种大坝水库安全监测系统。
背景技术
大坝截河拦水的堤堰，水库、江河等的拦水大堤，水库是拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物，两者对于河堤下游来灌溉、发电、防洪、养殖和生活用水都有着及其关键的作用。是保障下游人民财产和生命安全的重要设施。但是大坝水库受坝型、坝体结构、地质条件、生态环境、洪水冲击等因素的影响，容易出现裂缝、位移、渗流等安全隐患，如果这些隐患不能及时察觉，将会对人民的生命和财产安全造成巨大的威胁。
传统的大坝水库安全监测手段，通常是通过渗流计、RTK、土压力等多种传感器进行综合监测，这样的监测方式首先设备成本高，并且需要施工安装、维护，也带来了巨大的人工成本，经济效益较低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种大坝水库安全监测系统，可以有效节约监控成本，提高监测效率。
本发明通过以下方式实现：
一种大坝水库可视化安全监测方法，包括一下步骤：
S1在水库大坝的监测面均匀分布且固定安装N个姿态传感器，所述N>10；
S2以姿态传感器垂直于地心重力加速度的方向为y轴，定义x轴和z轴，x轴、z轴、y轴两两垂直，建立经过y轴和在轴且与x轴垂直的y轴面，同理建立x轴面和z轴面，x轴面、y轴面和z轴面两两垂直；
S3将x轴面，y轴面和z轴面，以设备中心为原点，分别以形成4个等分区间，用Axm，Aym，Azm表示，m={1,2,3,4}，表示区间的标识号；
S4读取姿态传感器的偏移量，并将偏移量投影到到x轴面、y轴面和z轴面，形成为x轴面、y轴面和z轴面的投影点Tx，Ty，Tz；
S5判断Tx，Ty和Tz落在x轴面，y轴面和z轴面的哪个区间；
S6建立监测面模型并标识姿态传感器对应的位置，将所有Tx，Ty，Tz落在同一区间的监测点进行分组，每个分组用不同颜色进行标识。
进一步的，所述S6还包括辅助分析步骤，
S7找出偏移总量B总最大的姿态传感器C，其中B总=|Bx|+|By|+|Bz|；S8，针对C点的B总并进行判断：
S81如果C相邻的所有姿态传感器都没有数据变化，则判断为故障数据，发出故障警报；
S82如果C相邻的所有姿态传感器都发生数据变化，且偏移量在x轴面、y轴面和z轴面投影都落入同一个区间，则判断C点为危险点，发出风险警报；
S83如果C相邻的所有姿态传感器都发生数据变化，且偏移量在x轴面、y轴面和z轴面投影不完全落入同一个区间，则判断C点附近出现裂缝，或者有多个危险点，发出预警。
进一步的，还包括如下步骤，
S84继续搜索与C相邻，偏移量在x轴面、y轴面和z轴面投影与C有区别的且偏移总量最大的点D；
S85剔除D相邻且与C在x轴面、y轴面和z轴面投影相同的监测点，判断D点相邻的其他姿态传感器的数据变化情况，如果有其他监测点E的B总E大于B总D，则继续以E点为基础，与相邻的监测点比较，直到找到B总最大的点，则该点判断为第二危险点并发出预警。
进一步的，所述S6中包含各个姿态传感器的在水库或大坝的位置分布信息和状态信息，当姿态传感器被判断为出现故障时，采用第一颜色高亮标识；当姿态传感器被判断为第一危险点时，该姿态传感器以第二颜色高亮显示；当姿态传感器被判断为第二危险点，该姿态传感器以第三颜色高亮显示。
本发明提供一种水库大坝可视化安全监测方法，通过姿态传感器进行大坝水库的安全监测，并根据姿态传感器的偏移方向进行分解，判断各个偏移点的偏移方向是否一致，并进行区分显示，让管理者可以更直观查看到大坝水库出现的安全隐患。可以通过姿态传感器的数据，判断大坝或水库存在的危险点，并提供警报，协助管理人员快速发现大坝水库的安全隐患。
附图说明
图1为本发明x、y、z轴面建立示意图；
图2为偏移量投影示意图；
图3为传感器分布示意图；
图4为x轴面区间划分示意图；
图5为危险点判断示意图；
图6为第二危险点示意图。
具体实施方式
一种大坝水库可视化安全监测方法，包括一下步骤：
S1在水库大坝的监测面均匀分布且固定安装N个姿态传感器1，所述N>10；
S2以姿态传感器垂直于地心重力加速度的方向为y轴，定义x轴和z轴，x轴、z轴、y轴两两垂直，建立经过y轴和在轴且与x轴垂直的y轴面，同理建立x轴面和z轴面，x轴面、y轴面和z轴面两两垂直；
S3将x轴面，y轴面和z轴面，以设备中心为原点，分别以形成4个等分区间，用Axm，Aym，Azm表示，m={1,2,3,4}，表示区间的标识号；
S4读取姿态传感器的偏移量2，并将偏移量投影到到x轴面、y轴面和z轴面，形成为x轴面、y轴面和z轴面的投影点Tx，Ty，Tz；
S5判断Tx，Ty和Tz落在x轴面，y轴面和z轴面的哪个区间；
S6建立监测面模型并标识姿态传感器对应的位置，将所有Tx，Ty，Tz落在同一区间的监测点进行分组，每个分组的监测点用不同颜色进行标识。
对于标识相同颜色的，则可以认为是向同个趋势进行了偏移，那相同颜色的分组，就反映了该区域偏移的倾向。
进一步的，所述S6还包括辅助分析步骤，
S7找出偏移总量B总最大的姿态传感器C，其中B总=|Bx|+|By|+|Bz|；S8，针对C点的B总并进行判断：
S81如果C相邻的所有姿态传感器都没有数据变化，则判断为故障数据，发出故障警报；
S82如果C相邻的所有姿态传感器都发生数据变化，且偏移量在x轴面、y轴面和z轴面投影都落入同一个区间，则判断C点为危险点，发出风险警报；
S83如果C相邻的所有姿态传感器都发生数据变化，且偏移量在x轴面、y轴面和z轴面投影不完全落入同一个区间，则判断C点附近出现裂缝，或者有多个危险点，发出预警。
实际使用时，姿态传感器设置越多越能提高监测准确性，且姿态传感器尽量均匀分布固定在水库或大坝的监测面。安装时姿态传感器应予以统一的初始化，确保每个姿态传感器在监测前处于相同的状态。
姿态传感器的偏移量，均可以分解为x轴面、y轴面、z轴面三个平面的角度偏移量，偏移量是为了表示偏移的程度大小，可以根据实际需求，用角度表示或者转换为数值表示。图2以x轴面为例，根据x轴和y轴将x轴面划分为Ax1，Ax2，Ax3，Ax4四个区间。
y轴面和z轴面的分解与x轴面类似，不再赘述。
当有姿态传感器监测到偏移数据时，首先做数据可靠性判断，即判断姿态传感器相邻的监测点是否监测到偏移，如果仅一个传感器出现偏移，则证明该传感器可能出现故障。
偏移量总量最大的监测点，代表了偏移度可能是最大的，由于大坝水库这类大型工程的塌方在初始阶段一般是有方向性的，不会分散型地塌陷，因此可以认为塌方点周围都会往同一方向出现偏移。
图3所示，当监测到偏移量最大的点C时，将C点和周围C1-C3各个监测点做比较，从偏移判断各个点在x轴面、y轴面、z轴面上的偏移是否都落入同一个区间。如果C1-C3所有监测点都没有监测到偏移数据，则判定C的监测数据为故障数据。
如果C1-C3均监测有数据，则判断各个监测点偏移量在x轴面、y轴面和z轴面投影，如果x轴面、y轴面和z轴面投影所在的区间均与监测点C相同，则证明各个监测点均向相同的方向倾斜，且C倾斜程度最为严重，因此判断C点为危险点，并发出警报。
如果同时存在多个偏移量B总相同的监测点，且该些B总偏移量均为偏移量最大的点，则随机选择其中一个点做判断。
如果C1-C3均有监测数据，且监测点中有一个监测点偏移量在x轴面、y轴面和z轴面投影所在的区间与监测点C存在差异，则证明可能有其他监测点往不同方向进行偏移。则判断为C点附近可能存在裂缝或者存在其他出现塌陷、滑落的危险点，并发出警报。
进一步的，还包括如下步骤，
S84继续搜索与C相邻，偏移量在x轴面、y轴面和z轴面投影与C有区别的且偏移总量最大的点D；
S85剔除D相邻且与C在x轴面、y轴面和z轴面投影相同的监测点，判断D点相邻的其他姿态传感器的数据变化情况，如果有其他监测点E的B总E大于B总D，则继续以E点为基础，与相邻的监测点比较，直到找到B总最大的点，则该点判断为第二危险点并发出预警。
即是在C1-C3中选取偏移量最大的点，重新定义为D。比如C2为除C外偏移量最大的监测点，如图4所示，则将C2重新定义为D。
S85剔除D相邻且与C在x轴面、y轴面和z轴面投影相同的监测点，判断D点相邻的其他姿态传感器的数据变化情况，如果有其他监测点E的B总E大于B总D，则继续以E点为基础，与相邻的监测点比较（如E1、E2、E3，如果E、E1、E2、E3中E的偏移量最大，则E为第二危险点），否则，则如同前法直到找到B总最大（除C点外）的点，则该点判断为第二危险点。
进一步的，所述S6中包含各个姿态传感器的在水库或大坝的位置分布信息和状态信息，当姿态传感器被判断为出现故障时，采用第一颜色高亮标识；当姿态传感器被判断为第一危险点时，该姿态传感器以第二颜色高亮显示；当姿态传感器被判断为第二危险点，该姿态传感器以第三颜色高亮显示。
所述第一颜色、第二颜色和第三颜色应当区别于S6中分组标识的颜色。
在S6中分组识别的颜色，是用于辨别溃坝的总体趋势，而危险点的高亮颜色显示，是为了方便工作人员寻找堤坝的伤点。

Claims (4)

1.一种大坝水库可视化安全监测方法，其特征在于，包括一下步骤：
S1在水库大坝的监测面均匀分布且固定安装N个姿态传感器，所述N>10；
S2以姿态传感器垂直于地心重力加速度的方向为y轴，定义x轴和z轴，x轴、z轴、y轴两两垂直，建立经过y轴和在轴且与x轴垂直的y轴面，同理建立x轴面和z轴面，x轴面、y轴面和z轴面两两垂直；
S3将x轴面，y轴面和z轴面，以设备中心为原点，分别以形成4个等分区间，用Axm，Aym，Azm表示，m={1,2,3,4}，表示区间的标识号；
S4读取姿态传感器的偏移量，并将偏移量投影到到x轴面、y轴面和z轴面，形成为x轴面、y轴面和z轴面的投影点Tx，Ty，Tz；
S5判断Tx，Ty和Tz落在x轴面，y轴面和z轴面的哪个区间；
S6建立监测面模型并标识姿态传感器对应的位置，将所有Tx，Ty，Tz落在同一区间的监测点进行分组，每个分组用不同颜色进行标识。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述S6还包括辅助分析步骤：
S7找出偏移总量B总最大的姿态传感器C，其中B总=|Bx|+|By|+|Bz|；S8，针对C点的B总并进行判断：
S81如果C相邻的所有姿态传感器都没有数据变化，则判断为故障数据，发出故障警报；
S82如果C相邻的所有姿态传感器都发生数据变化，且偏移量在x轴面、y轴面和z轴面投影都落入同一个区间，则判断C点为危险点，发出风险警报；
S83如果C相邻的所有姿态传感器都发生数据变化，且偏移量在x轴面、y轴面和z轴面投影不完全落入同一个区间，则判断C点附近出现裂缝，或者有多个危险点，发出预警。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，还包括如下步骤，
S84继续搜索与C相邻，偏移量在x轴面、y轴面和z轴面投影与C有区别的且偏移总量最大的点D；
S85剔除D相邻且与C在x轴面、y轴面和z轴面投影相同的监测点，判断D点相邻的其他姿态传感器的数据变化情况，如果有其他监测点E的B总E大于B总D，则继续以E点为基础，与相邻的监测点比较，直到找到B总最大的点，则该点判断为第二危险点并发出预警。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述S6中包含各个姿态传感器的在水库或大坝的位置分布信息和状态信息，当姿态传感器被判断为出现故障时，采用第一颜色高亮标识；当姿态传感器被判断为第一危险点时，该姿态传感器以第二颜色高亮显示；当姿态传感器被判断为第二危险点，该姿态传感器以第三颜色高亮显示。
CN202210119824.5A 2022-02-09 2022-02-09 一种大坝水库可视化安全监测方法 Pending CN114485622A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210119824.5A CN114485622A (zh) 2022-02-09 2022-02-09 一种大坝水库可视化安全监测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210119824.5A CN114485622A (zh) 2022-02-09 2022-02-09 一种大坝水库可视化安全监测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114485622A true CN114485622A (zh) 2022-05-13

Family

ID=81478714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210119824.5A Pending CN114485622A (zh) 2022-02-09 2022-02-09 一种大坝水库可视化安全监测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114485622A (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130338915A1 (en) * 2011-03-02 2013-12-19 Seiko Epson Corporation Attitude determination method, position calculation method, and attitude determination device
US20170147932A1 (en) * 2015-11-19 2017-05-25 Korea Advanced Institute Of Science And Technology System and method for predicting collapse of structure using throw-type sensor
CN106737549A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 安科智慧城市技术（中国）有限公司 一种移动机器人及其防倾覆方法和装置
CN107356246A (zh) * 2017-05-31 2017-11-17 哈尔滨工业大学 基于惯性测量组件的船体微小形变测量方法
CN108917729A (zh) * 2018-05-14 2018-11-30 中国路桥工程有限责任公司 一种全空间赤平投影法
CN110108279A (zh) * 2019-06-05 2019-08-09 河南理工大学 一种杆塔倾斜测量系统及倾斜解算方法
AU2020101544A4 (en) * 2020-07-28 2020-09-03 Harbin Engineering University A Method of Relative Deformation Measurement Based on Inertial Measurement Unit
CN112815907A (zh) * 2021-01-22 2021-05-18 北京峰智科技有限公司 车辆涉水监测方法、装置、系统、计算机设备和存储介质
CN112857193A (zh) * 2021-03-10 2021-05-28 桂林电子科技大学 一种基于mems的三维智能土体位移监测装置及方法
CN113973195A (zh) * 2021-10-29 2022-01-25 青岛海信激光显示股份有限公司 一种投影设备及其校正方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130338915A1 (en) * 2011-03-02 2013-12-19 Seiko Epson Corporation Attitude determination method, position calculation method, and attitude determination device
US20170147932A1 (en) * 2015-11-19 2017-05-25 Korea Advanced Institute Of Science And Technology System and method for predicting collapse of structure using throw-type sensor
CN106737549A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 安科智慧城市技术（中国）有限公司 一种移动机器人及其防倾覆方法和装置
CN107356246A (zh) * 2017-05-31 2017-11-17 哈尔滨工业大学 基于惯性测量组件的船体微小形变测量方法
CN108917729A (zh) * 2018-05-14 2018-11-30 中国路桥工程有限责任公司 一种全空间赤平投影法
CN110108279A (zh) * 2019-06-05 2019-08-09 河南理工大学 一种杆塔倾斜测量系统及倾斜解算方法
AU2020101544A4 (en) * 2020-07-28 2020-09-03 Harbin Engineering University A Method of Relative Deformation Measurement Based on Inertial Measurement Unit
CN112815907A (zh) * 2021-01-22 2021-05-18 北京峰智科技有限公司 车辆涉水监测方法、装置、系统、计算机设备和存储介质
CN112857193A (zh) * 2021-03-10 2021-05-28 桂林电子科技大学 一种基于mems的三维智能土体位移监测装置及方法
CN113973195A (zh) * 2021-10-29 2022-01-25 青岛海信激光显示股份有限公司 一种投影设备及其校正方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙鹏明;杨建慧;杨启功;徐微;周雨薇;: "大坝空间变形监控指标的拟定", 水利水运工程学报, no. 06 *
罗德新, 褚淑杰, 张爱军: "光纤陀螺技术用于管道形变检测的方法研究", 传感器世界, no. 12 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201561826U (zh) 基于应变的高风险区管道本体应力监测系统
WO2021075842A1 (ko) 분포도를 통한 기기의 예지 보전방법
CN102323084A (zh) 基于混合监测识别受损索支座广义位移的递进式方法
CN108984817B (zh) 一种tbm刀具磨损量实时评估方法
CN104976517A (zh) 一种码头供水管网在线监管方法
CN109738014A (zh) 城市综合管廊设备故障的智能诊断方法及系统
CN107332917A (zh) 具有故障判断的地下管廊空间环境数据采集方法和系统
CN116432989B (zh) 一种基于智能建造的施工现场安全管控系统
CN102288424A (zh) 基于混合监测的识别受损索和支座角位移的递进式方法
CN102914297B (zh) 一种铅垂线水平变位监测方法和系统
CN102252861A (zh) 空间坐标监测识别受损索支座广义位移的递进式方法
CN102566477A (zh) 冗余信息处理方法、处理装置及工程机械
CN104240779A (zh) 核电站堆芯象限功率倾斜的监督方法和装置
CN114485622A (zh) 一种大坝水库可视化安全监测方法
CN114157700B (zh) 大坝水库安全监测系统
CN108088495A (zh) 多传感器监测数据驱动的复合系统故障定位方法
CN107318162A (zh) 基于物联网技术的WiFi设备定位方法、装置及系统
CN109458924B (zh) 基于十轴传感器的阻值机敏格栅变形测试系统及方法
CN103758821A (zh) 液压油污染检测方法及系统和旋挖钻机
CN111649784A (zh) 基于线型传感器的结构监测方法及系统
CN208907368U (zh) 浅埋暗挖隧道下穿地铁既有线路的自动监测系统
CN209181718U (zh) 基于十轴传感器的阻值机敏格栅变形测试系统
CN112884322A (zh) 基于人工智能和云计算的输电配电线路铺设施工安全监测管理云平台
CN208074600U (zh) 一种管道定位检测设备
CN105938011B (zh) 一种水力除焦过程钻杆工作状态实时判定方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20240524