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摘要：安全监测是了解水利水电工程运行状态的重要手段，通过安全监测及数据分析，可以掌握各个建筑物的工作状况，评估其安全性，预测、预报工程的运行情况，提高管理的水平，保证工程的安全可靠，为设计施工的改进提供科学依据。
关键词：水利水电；安全监测；系统设计
一、水利水电工程安全监测信息系统的设计与研发
水利水电工程安全监测信息系统的核心就是数据库，换句话说水利水电工程安全监测信息系统的设计与研发主要就是针对数据库的设计与研发，当然水利水电工程安全监测信息系统的设计与研发还包括监测点的位置的选取、安全监测系统自动化的设计与研发等方面。不过接下来文章只是就水利水电工程安全监测信息系统的数据库的设计与研发做一下简单的介绍。
1、水利水电工程安全监测信息系统数据库设计
数据库是水利水电工程安全监测信息系统的基拙，是保证水利水电工程安全监测信息系统的各个方面都能顺利进行的核心。数据库的设计必须要先进行数据源设计，接着进行数据库概念设计，然后是数据库逻辑设计，最后是数据库物理设计。数据库的设计过程如图1所示。在数据库的设计中，数据源分析、概念分析可相对于其他系统相独立的，而逻辑设计和物理设计与数据库的管理系统则是息息相关的。
1.1水利水电工程安全监测信息系统数据源分析
水利水电工程安全监测信息系统的信息量巨大、种类多种多样且结构相当复杂。按照获取数据的时程则可以分为：在线搜集、人工观测、查巡的实时数据和从历史资料得到的监控信息；按照数据的形式来分，可以分为数值型数据和图像、文本、视频等非数值型信息；还可以分为有计算机经过各种处理得到的数据和直接采集到的原始数据。监测系统信息和监测的数据是水利水电工程安全监测系统的核心数据，这两项数据是对水利水电工程的安全可靠性等结论的分析的评判基拙。人们也会将系统信息、知识信息、成果信息、工程信息等数据储存到综合数据库中，以便满足系统的运行和系统的完备性。在科技迅速发展的前提下，很多水利水电工程都将安全监测信息系统改为自动化，这样可使系统的监测精度有很大的提高，在恶劣的环境下可以不间断的得到精确的监测资料，大大提高了水利水电工程的安全可靠性。因为对采集数据的频率的提升，使得监测数据的数量迅速的向两级水平发展，而且人们对数据的实时性、精确性、可靠性的要求也是越来越高，这就对数据库的性能、效率、库容等提出了新的要求。
1.2水利水电工程安全监测信息系统数据库概念设计
就像前文提到的一样，综合数据库在水利水电工程安全监测信息系统中处于核心地位，它要为数据输入子系统、数据管理子系统、数据分析子系统、成果发布子系统提供相应的数据支持，以便系统的顺利运行。
数据输入子系统就是把搜集到的数据输入到数据库中，包括人工观测到的数据、系统自动采集到的数据还有从历史资料中得到的可用数据。为了保证使用数据的真实性和可靠性，数据在输入的过程中要进行一系列的有效性实验、由计算机行数据的误差检查、误差别除，这些都可以按照要求选择不同的计算机技术进行自动化的处理。
数据管理子系统具有对数据、系统、水利水电工程信息等的查找功能，还可以按照使用者的要求生成各类图表。这就要求数据库在自身拥有完整的数据结构外还应该与子系统之间有安全可靠的数据连接。
数据分析子系统就是可以对数据库中的数据资源进行专业模型分析、在线或者离线推理分析等多种分析功能，这也需要数据库提供相应的数据、方式以及相关的知识等。当然数据库除了可以对中间信息的保存功能之外，还应该提供对数据交流、共享控制的支持。
成果发布子系统是对监测、分析结果和预警信息的管理，并通过网络向外界发布信息。这就要求数据库应与网络器有良好的接口。
综合数据库的组成构架只是按照逻辑形成的概念，在现实的设计中，所有的数据应该尽可能的存放在一起或者几个实际的数据库中，以便于系统的顺利运行。
1.3水利水电工程安全监测信息系统数据库逻辑设计
数据库逻辑的设计是系统优化的核心，因为数据库还有相关应用程序的性能的优化及建立在一个非常好的逻辑的基拙上的。数据库的逻辑设计必须要包含以下内容：对明明规范进行标准化的定义；简历数据字典和E一R关系的图表；?对系统的细节进行设计，例如表格、索引、主键等。
数据库扩及设计的核心就是对数据库字典的编写，数据库字典就是把数据库中的数据基本单元按照需要的顺序进行排列，并对数据的内容进行详细说明。水利水电工程安全监测信息系统的数据字典包括表元数据表和列元数据表两种，分别如表1和表2所示。人们可以用编写好的程序将按需要设计好的元数据表的内容转码成数据库表的结构化查询语言，这样可以尽快的将努力数据库。
1.4水利水电工程安全监测信息系统数据库物理设计
为了让数据系统的顺利高效的运行，而对数据库数据在存放结构和方式上进行的设计是数据库物理设计内容的重要方面。数据库的物理结构与计算机的系统和数据库管理系统（简称DBMS）的选用有很大的关联。选定数据库管理系统之后，还要对字段的数据类型、精度等一系列设置进行设计。因为水利水电工程是否安全关系着很多方面，所以这就要求水利水电工程安全监测信息系统的安全必须具有较高的安全可靠性。就算是在特殊时期，安全监测信息系统也必须要能够安全顺利的运行。我们可以选用具有安全可靠、稳定的硬件系统，保证在系统任何情况运行的时候都硬件都有剩余的空间，这可以支持系统的稳定性。我们还可以对系统的数据进行安全性良好的备份，可以保证在实际的运行中发生故障导致数据的破坏时，能都对数据进行及时的回复。当然数据库物理设计还应该考虑到数据库的安全管理、备份恢复等工作。
2、水利水电工程安全监测信息系统的研发
正如上文提到的，数据库是水利水电工程安全监测信息系统的核心，所以在此只是对数据库的研发做简单的说明。数据库的研发需要开发系统的工作者对数据库的数据源、概念、逻辑、物理等方面进行更深一步的研究。数据库研发的工作者还可以对系统的应用程序进行改进，尽可能的提升安全监测系统的安全可靠性和系统运行的稳定性。当然我们的工作者还可以在安全监测点位置的合理选取、安全监测系统的自动化等方面进行研究，以增加水利水电工程安全监测信息系统的安全可靠性。
二、结束语
安全监测系统是监测建筑物及其基础、边坡、洞室运行状态和工程安全状态的耳目，可为业主提供决策依据。建立一个可靠、高效能实时分析、快速反馈的安全监测系统，是一个复杂的系统工程，涉及多个专业和学科，需要统筹考虑、精心设计，以使监测系统的总体结构优化、布置方案合理。该工程的安全监测设计，遵照“突出重点、兼顾全面、统一规划、逐步实施”的总原则，在确保有效监控工程安全的前提下，确立了“以变形和渗流监测为重点，仪器布置少而精”的设计思想，经过分建筑物、分部位、分项目的反复比较和精心研究，建立起一套集中、精简、高效的安全监测系统。该系统既有监视工程安全的灵敏“耳目”，又有分析判断工程安全程度的智能“头脑”，它将在工程施工中逐步建立、逐渐完善，运行水平将日趋提高，对该水利水电枢纽工程的安全运行必将发挥重要作用。
参考文献
[1]赵旭光，孙亚权.基于可编程控制器的水电机组水利参数自动检测系统[J].湖北水力发电，2004（1）.
[2]兰福江.石山口水库大坝安全监测自动化系统建设探讨[J].河南水利与南水北调；2010年（5）.
论文作者:宋书学
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/29
标签：数据库论文; 数据论文; 信息系统论文; 水利水电工程论文; 系统论文; 子系统论文; 监测系统论文; 《建筑学研究前沿》2017年第20期论文;