摘要：现阶段，我国水利工程建设发展速度较快，水库建设规模也在逐步加大，水库大坝安全监测工作也变得越发重要，监测项目以及监测点也在不断增多，测量工作量越来越大，采用传统的人工监测无法满足安全监控工作的需要，没有办法进行实时监测，快速完成数据分析工作，因此，有必要尽快实现水库大坝安全监测自动化。
关键词：安全监测；自动化定义；功能；作用
1.自动化的定义
所谓自动化，就是在没有人或者较少人的情况下，使用机械设备、机械系统或生产线（生产、管理过程），按照相关要求，通过自动检测、信息处理、分析判断以及根据要求进行操作管理，以实现预期目标。水库大坝安全监测自动化是一个使用传感器、数据采集装备、计算机软件以及硬件等仪器设备，在没有他人或者较少人参与的情况下，自动收集和分析大坝安全监测信息，以实现水库安全管理。
2.水库大坝安全监测自动化的目的
为了实现水库大坝安全监测信息化，快速分析安全监测相关数据，那么就必须尽快实现水库大坝安全监测自动化，这样不仅可以降低水库大坝安全监测成本，还可以提高信息交流效率，以方便开展远程咨询以及专家讨论，为水库的安全运行和安全管理提供技术支持。
3.安全监测自动化在水库大坝中的功能
3.1数据采集
数据采集设备具备巡测、选测以及定时测量等功能。
3.1.1巡测
在接收到监控计算机的巡测指令之后，数据采集设备将会测量所有传感器，同时也会将相关测量数据发送到监控计算机上。
3.1.2选测
在监控计算机接收到特定传感器指令后，数据采集设备将会测量这一特定传感器，同时也会将所测量的数据发送到监控计算机上。
3.1.3定时测量
数据采集设备通过设定的开始时间以及设定的时间间隔计算测量时间，一旦到了指定测量时间，数据采集设备就会测量所有传感器，并将测量结果存储在数据采集设备中，监测计算机上线后就会自动读取相关监测数据。
3.2现场数据通信和远程通信
监控计算机以及数据采集设备可以进行双向数据通信，监控计算机可以向数据采集设备发送指令，数据采集设备可以将指令执行状态和监控数据发送给监控计算机。远程信息管理计算机和监控计算机也可以进行双向数据通信，远程信息管理计算机可以在监控计算机上获取监控数据，监控计算机也可以获取远程信息管理计算机上的分析结果以及监控指标。
3.3数据存储和备份
在数据采集设备测量传感器之后，可以将测量数据存储在数据采集设备中，监控计算机接收到监控数据后，将监控数据存储在数据库中，并定期保存备份监控数据，当监控计算机收到删除指令后会自动删除相关数据。
3.4掉电保护
在外部供电中断的情况下，数据采集设备仍然可以继续运行几天，并接收监控计算机指令以进行测量。如果外部供电突然中断，监控计算机仍会运行一段时间，以便保存数据、关闭计算机，防止数据丢失和计算机损坏，尤其是防止因突然断电而损坏计算机硬盘。
3.5网络安全防护
如果监控计算机或者信息管理计算机连接到局域网或公共网络，则必须安装硬件防火墙或者网络安全软件。如果使用网络安全软件，则必须定期升级。与此同时，数据采集软件以及信息管理软件可以对用户进行身份验证，防止未经授权的用户访问，并防止因操作不当而导致数据丢失。
3.6自检、自诊断
当数据采集设备处于开机或者接收自检指令状态时，方可进行自检、自诊断，同时也会将诊断结果发送到监控计算机上。自检的内容包括数据采集设备的内部温度、工作以及充电电压、采集模块的数量以及类型。
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3.7防雷及抗干扰
监测自动化系统通常都可以防雷。观察室和中央控制站等建筑物应配备避雷针或防雷带，以防止雷击设备。所有从室外引入室内并连接到设备的所有线缆均应连接防雷设备，以防止设备被感应雷击中，另外，电源线应使用多级防雷保护。数据采集设备还应该具备抵御电磁干扰的能力，以防止在测量期间由于电磁干扰，导致测量数据出现错误。
3.8数据异常报警
如果测量数据异常，数据采集设备或数据采集软件可能会选择文本、语音或光电等方法报警。数据异常包括缺少测量数据、测量范围超出仪器监测范围、数据变化幅度过大以及超出工程安全允许值等等。
3.9信息管理
除数据收集功能外，监控自动化系统还应具备信息管理功能。信息管理软件可以有效地处理和管理监控信息，添加、删除和更改监控数据，尤其是其可以录入人工测量数据；它具有打印报表、绘制图形和整编数据资料的功能；它具有数据分析功能，如特征值统计和统计建模。
4.水库大坝安全监测自动化的作用
4.1实现水库大坝安全监测信息化管理
在计算机网络技术快速发展的今天，各级水利工程主管单位以及水库上级主管单位、水库管理单位逐步实现了水库大坝安全监测信息化管理以及办公自动化。假如继续使用人工监测、录入相关监测数据，肯定会影响安全监测的性能以及信息共享。实现水库大坝安全监测信息化管理，可以使用计算机网络技术将大坝安全监测信息直接存储在数据库中，由信息系统技术来管理数据库中的监测信息，使水库安全管理水平得以提升。各级水库相关管理人员可以通过计算机网络接收大坝安全监测的实时信息，及时了解掌握水库大坝的安全状况。
4.2快速分析水库大坝的安全状况
监测大坝安全的目的是为了及时了解掌握水库大坝的安全状况以及未来的发展趋势。想要实时了解掌握水库大坝的安全状况及未来发展局势，必须及时分析水库大坝安全监测数据。其安全检测相关数据的快速分析取决于监测数据的实时性、准确性以及完整性。由于其安全监测点数量众多，很多监测点交通不便，人工监测工作相对较大、所花费的时间也比较长，难以实现实时监测。其安全监测自动化系统可以根据水库管理单位的相关要求收集实时监测数据，及时处理相关数据，并可以将数据存储在数据库中。
如果使用传统的人工采集数据，往往会因为操作人员的疏忽，导致测量和数据输入期间发生错误。此外，受天气、交通、制度和责任心等主观和客观因素影响，很难确保监测数据的连续性和完整性。其安全自动化系统可以全天24小时不间断的运行，以确保监测数据的连续性以及完整性，可以准确、完整、实时监测数据，其安全信息管理系统可以使用大坝的安全分析技术快速、准确地分析相关数据，这样即使没有技术管理人员的水库基站也可以及时掌握大坝的安全状况。
4.3降低水库大坝安全监测工作成本
水库大坝的安全监测相关数据变化较为缓慢，其数据采集可以不用连续进行，可以设置时间点来完成监测工作，每个时间点的间隔时间可以稍微长些，但监测工作每次都应该同步进行，这给相关监测人员的配置带来了一定的困难。假如给水库大坝安排多个监测人员，在工作量小的情况下，这无疑增加了水库的运行管理成本；假如给其安排少数监测人员，若遇汛期或发生突发状况时，很难快速完成所有监测工作，这会影响水库安全运行管理的决策过程。其安全监测自动化系统可以快速完成大坝安全监测，既提高了工作效率，又可以适当减少相关工作人员，降低管理成本。
4.4提高信息交流效率，便于开展远程咨询
在基层水库管理单位，配备的技术人员相对较少，而且大坝缺乏安全专家，当发现大坝存在安全风险时，通常需要上级主管单位或水库大坝安全监测管理技术机构的专家提供远程咨询或者专家商议。大坝安全监测自动化系统将大坝安全信息存储在数据库中，数据的结构化可以方便专家交流相关监测信息，提高了信息交流的效率，为远程咨询以及专家商议提供了便利。
结束语
随着科学技术的快速发展，监控自动化也越来越普及。这大大减少了现场工作人员的工作量并节省了人力资源。同时，可靠、准确的监测数据和全面的实时数据处理分析为管理者指导安全工作提供了科学、客观的重要依据。
参考文献
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[3]周柯宇.水库大坝安全监测自动化技术在水库设备安全中的应用研究[J].中国设备工程,2017,(22):100-101.
论文作者:卢飞1,罗航2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/19
标签：大坝论文; 水库论文; 数据论文; 数据采集论文; 测量论文; 设备论文; 计算机论文; 《基层建设》2019年第19期论文;