CN201583839U - 堤坝安全远程自动实时监测系统 - Google Patents

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苏玉
卢印举
杨志宏
许绘香
姚媱
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Abstract

本实用新型涉及堤坝安全远程自动实时监测系统，可有效解决对河流的河势、工情、水情、险情监测，确保抗洪抢险及河流的及时防护问题，其解决的技术方案是，包括现场主控设备、无线网络和远程监控设备，现场主控设备是由现场主控器及其输入、输出端上分别经信号线相连的位移传感器和第一无线接收发送器构成，远程监控设备是由远程监控器及其输入、输出端上分别经信号线相连的第二无线接收发送器和报警器构成，第一无线接收发送器与第二无线接收发送器经无线网络相连通，本实用新型结构简单，新颖独特，易安装使用，可广泛用于河流、铁路、公路、水电、地铁、市政等工程的位移施工监测和运营监测，及时、可靠地监测堤坝位移，提高了工作效率。

Description

堤坝安全远程自动实时监测系统
一、技术领域
本实用新型涉及监测设备，特别是一种堤坝安全远程自动实时监测系统。
二、背景技术
为了防止河流造成的灾害，因此，对河流的监测是必需的，在河流的险工、控导工程是重要的防洪屏障，是控制河势的重要措施，具有控导主流、护滩保堤等作用，由于有些河流，如黄河含沙量大，河势游荡多变，横河、斜河时有发生，控导工程易发生堤坝根石走失、坦石下蛰等险情，对新修坝岸，由于根基较浅，受大溜顶冲后极易发生猛墩猛蛰等大险、恶险等情况，一旦抢护不及时，存在跑坝危险。如何才能尽早发现险情，及时果断进行抢护，做到“抢早、抢小”，关系抢险成败，河流安危。
长期以来，河流，如黄河上一直是人工徒步查险，工程管理人员为了实现对坝岸险情早发现、早抢护，常年不间断地对靠河工程河势、工情、水情、险情等项目进行观测，这种操作方法劳动强度大、投入大、费用高，同时受天气、时间等因素制约，易漏查、漏报。若发生大洪水或较大险情，往往因一线管理人员不能很准确地描述河势、工情、水情、险情，且缺少可视化的实时上情、险情信息，给抗洪抢险决策带来诸多不便。
三、实用新型内容
针对上述情况，本实用新型之目的就是提供一种堤坝安全远程自动实时监测系统，可有效解决对河流的河势、工情、水情、险情监测，确保抗洪抢险及河流的及时防护问题，其解决的技术方案是，包括现场主控设备、无线网络和远程监控设备，现场主控设备是由现场主控器及其输入、输出端上分别经信号线相连的位移传感器和第一无线接收发送器构成，远程监控设备是由远程监控器及其输入、输出端上分别经信号线相连的第二无线接收发送器和报警器构成，第一无线接收发送器与第二无线接收发送器经无线网络相连通，本实用新型结构简单，新颖独特，易安装使用，可广泛用于河流、铁路、公路、水电、地铁、市政等工程的位移施工监测和运营监测，及时、可靠地监测堤坝位移，大大提高了堤坝工程安全监测的水平，降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。
四、附图说明
图1为本实用新型的结构主视图。
图2为本实用新型的部件连接原理示意图。
图3为实用新型的测量监测点分布位置图。
五、具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
由图1、2所示，本实用新型包括现场主控设备、无线网络和远程监控设备，现场主控设备A是由现场主控器2及其输入、输出端上分别经信号线相连的位移传感器1和第一无线接收发送器3构成；远程监控设备B是由远程监控器6及其输入、输出端上分别经信号线相连的第二无线接收发送器5和报警器7构成，第一无线接收发送器3与第二无线接收发送器5经无线网络4相连通。
为了保证使用效果，所说的现场主控器2是由现场可编程门阵列FPGA为核心的部件及其外围电路所构建的CPU系统、实时时钟、数据存储、声光报警、数据通信电路置于同一壳体内构成；所说的远程监控器是由应用软件经数据线分别接电子地图数据库、数据库服务器置于同一壳体内构成；所说的远程监控器实际就是台式计算机中的监测软件，该软件能够实时监测各点的数据，并将数据存入数据库，具备历史数据查询、打印、参数设置等操作。
本实用新型在使用时，由图3所示，将现场主控器2置于被测河流堤坝处，对需要监测的堤坝的周围根据需要选取5个特征点进行位移采集，共7条大坝35个位移监测点，所有的待监测的特征点处，安置位移采集单元，位移采集单元对位移进行实时监测，并通过RS485现场总线将位移信息传递给现场的主控单元。
现场主控器通过RS485工业现场总线实现对特征点位移的采集；通过建立三级报警数学模型，现场主控单元能够精确地分析位移的变化状况，从而是实现对堤坝安全位移的智能监测。另外一个方面，根据黄河查险要求，设置每天2次的自动记录时间，每天2次的自动记录包括坝号、监测点号、日期、时间、真实的堤坝根石位移数据等信息。
在远程的监控室中，监测主机能实时监测各个坝垛根石位移情况；设置各个特征点的报警阈值；以电子地图的形式显示各个监测点的位置，用户点击后可进入监测点查看详细数据；支持单项和多项查询，方便工作人员查看历史数据信息，并对数据进行分析、预测。
由上述结构可以看出，本实用新型具有以下特点：
(1)通过RS485工业现场总线实现对特征点位移的采集；
(2)通过建立三级报警数学模型，现场主控单元能够精确地分析位移的变化状况，从而是实现对位移的智能监测；
(3)通过无线接口接收来自应用软件的指令；
(4)根据设置的时间，每天2次自动记录各个特征点的位移信息，同时也将这些信息发送给那个应用软件。
(5)现场输出声、光报警。
应用软件让用户在计算机上建立模拟现场的监控平台，通过无线模块接收来自现场主控单元的位移信息，计算出特征监测点在实际地形条件下的位移和报警模型，从而达到对位移的智能监测。具体功能如下：
(1)能实时监测各个坝垛根石位移情况；
(2)根据设定范围对所出现的根石位移险情进行主动报警，报警分为三种：现地声光报警、手机无线报警、远程桌面软件报警；
(3)以电子地图的形式显示各个监测点的位置，用户点击后可进入监测点查看详细数据；
(4)支持单项和多项查询，方便工作人员查看历史数据信息，并对数据进行分析、预测。
还要指出的是，本实用新型各部件均为市售产品，本实用新型的贡献在于，将它们经科学、合理的组合在一起，构成一种堤坝安全远程自动实时监测系统，有效用于对河流的监测，达到监测河流堤坝情况之目的，上述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些更动或者修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种堤坝安全远程自动实时监测系统，包括现场主控设备、无线网络和远程监控设备，其特征在于，现场主控设备(A)是由现场主控器(2)及其输入、输出端上分别经信号线相连的位移传感器(1)和第一无线接收发送器(3)构成；远程监控设备(B)是由远程监控器(6)及其输入、输出端上分别经信号线相连的第二无线接收发送器(5)和报警器(7)构成，第一无线接收发送器(3)与第二无线接收发送器(5)经无线网络(4)相连通。
2.根据权利要求1所述的堤坝安全远程自动实时监测系统，其特征在于，所说的现场主控器(2)是由现场可编程门阵列FPGA为核心的部件及其外围电路所构建的CPU系统、实时时钟、数据存储、声光报警、数据通信电路置于同一壳体内构成。
3.根据权利要求1所述的堤坝安全远程自动实时监测系统，其特征在于，所说的远程监控器是由应用软件经数据线分别接电子地图数据库、数据库服务器置于同一壳体内构成。
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