一种流域水电站大坝安全管理系统及管理方法与流程

本发明属于管理系统技术领域，具体是一种流域水电站大坝安全管理系统及管理方法。

背景技术：

20世纪90年代，我国开始重视大坝安全监测自动化，1995年广西大化大坝安装了大坝安全监测数据管理系统，该系统具有图文声像数据管理功能，能对各监测项目进行离线计算分析和在线监控。同类型的软件业应用于岩滩、大广坝等十余座大坝上，在大坝安全监测上发挥了积极的作用。

进入21世纪，越来越多的水电站建立了大坝安全监测信息管理系统，这些管理系统既可在局域网环境运行，也可单机运行，也可通过互联网访问，主要包括数据自动化采集子系统、数据管理分析子系统和配置管理子系统，实现了各项大坝安全管理功能，通过管理自动化，大幅提高了大坝安全管理的质量和效率。

目前国内外大坝流域性安全监测系统技术日趋成熟，但系统较多的还是以单一的大坝安全监测为主，系统内对大坝安全管理所涵盖的其它巡视、维护、流程审批、任务发放、手机推送等内容还未涉及或功能设计不够完善，不是一套覆盖全面且方便易用的集中性流域水电站大坝安全管理系统。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种流域水电站大坝安全管理系统及管理方法。该安全管理系统及方法实现了同一流域中不同大坝安全的集控管理，系统管控范围由单站上升到流域。

本发明采用的技术方案是：

一种流域水电站大坝安全管理系统，包括网页服务器、数据库服务器、应用服务器、交换机、移动终端、外网机、国家能源局大坝中心和同一流域中不同大坝的安全监测采集装置；若干大坝中的一大坝的安全监测采集装置与其余大坝的安全监测采集装置通信连接，且该大坝的安全监测采集装置与交换机通信连接。

所述外网机与网页服务器通信连接，所述网页服务器分别与应用服务器、交换机通信连接，所述应用服务器与数据库服务器通信连接，所述数据库服务器分别与国家能源局大坝中心、交换机、移动终端通信连接，所述移动终端与交换机通信连接。

上述流域水电站大坝安全管理系统的工作原理为：将各大坝中安全监测采集装置采集的监测数据传输至其中一大坝安全监测采集装置内，巡检人员通过移动终端接触nfc巡检标签、拍照、摄像对大坝的巡检情况数据进行保存,并上传至数据库服务器。其中一大坝中的安全监测采集装置内将监测数据通过交换机传输映射至数据库服务器，数据库服务器将监测、巡检数据传输至应用服务器和国家能源局大坝中心，方便国家能源局大坝中心管理该流域电站大坝安全工作，提升工作效率；应用服务器将监测、巡检数据传输至网页服务器；管理人员通过外网机登录网页服务器后访问监测数据。

作为优选，所述安全监测采集装置包括微处理器、通讯模块、若干个a/d转换器、通讯模块防雷器、电源防雷器、隔离变压器和太阳能板，所述微处理器与通讯模块、a/d转换器通信连接，所述通讯模块与通讯模块防雷器通信连接，所述电源防雷器与隔离变压器通信连接，微处理器、隔离变压器、太阳能板与电源连接。

上述安全监测采集装置在计算机监控系统基础之上，对水库大坝坝体变形、坝体渗流、水库环境进行全方位自动监测，全面、准确地反映大坝工作性态，及时发现异常迹象，有效地监视大坝安全，为运行管理提供可靠的依据。

作为优选，所述安全监测采集装置包括分别通信连接在串行总线上的一主控模块和若干个检测模块，所述主控模块包括第一单片机，电源、通讯模块、时钟模块与存储模块分别与第一单片机相连，第一单片机经第一数字磁隔离芯片与串行总线相连，所述检测模块包括第二单片机，信号检测与调理电路、通道切换电路、第二单片机分别互相通信连接，第二单片机经第二数字磁隔离芯片与串行总线相连。

上述安全监测采集装置监测类型多样，通道数量可扩展，通用性强，可根据需要选择对大坝进行监测以及数据的采集，安装灵活，维修简单，大大降低了工程造价的成本。

作为优选，所述主控模块与串行总线之间设有上拉电阻。在串行总线上设置上拉电阻，可在主控模块输出高电平时将电压拉到电源电压。

作为优选，所述通道切换电路具有8个采集通道。将通道切换电路设为8个采集通道，可以8通道为基数可以进行无限扩展。

一种流域水电站大坝安全管理方法，包括以下步骤：

s1、通过安全监测采集装置采集同一流域中不同大坝的监测数据，将监测数据传输映射至数据库服务器；

s2、通过移动终端采集同一流域中不同大坝的巡视检查数据，并将巡视检查数据传输至数据库服务器；

s3、数据库服务器将监测、巡检数据传输至应用服务器和国家能源局大坝中心；

s4、应用服务器将监测、巡检数据传输至网页服务器；

s5、外网机登录网页服务器后访问监测、巡检数据。

作为优选，所述步骤s2中，监测数据通过交换机传输至数据库服务器。

作为优选，所述步骤s1中，采集同一流域中不同大坝的监测数据，传输至其中一大坝的安全监测采集装置中。

本发明的有益效果如下：

1、本发明实现了同一流域中不同大坝安全的集控管理，系统管控范围由单站上升到流域；

2、本发明将采集到的大坝的监测数据传输至国家能源局大坝中心，方便国家能源局大坝中心管理该流域电站大坝安全工作，提升工作效率；

3、本发明的安全监测采集装置在计算机监控系统基础之上，对水库大坝坝体变形、坝体渗流、水库环境进行全方位自动监测，全面、准确地反映大坝工作性态，及时发现异常迹象，有效地监视大坝安全，为运行管理提供可靠的依据；

4、本发明中安全监测采集装置监测类型多样，通道数量可扩展，通用性强，可根据需要选择对大坝进行监测以及数据的采集，安装灵活，维修简单，大大降低了工程造价的成本。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例4中安全监测采集装置的电气连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在同一流域的上、中、下游分别设有a大坝、b大坝、c大坝。

实施例1：

如图1所示的一种流域水电站大坝安全管理系统，包括网页服务器、数据库服务器、应用服务器、交换机、移动终端、外网机、国家能源局大坝中心、a大坝中的安全监测采集装置、b大坝中的安全监测采集装置、c大坝中的安全监测采集装置。其中，a大坝中的采集装置的第一输入端与b大坝中的采集装置的输出端连接，a大坝中的采集装置的第二输入端与c大坝中的采集装置的输出端连接，a大坝中的采集装置的第一输出端与交换机的第一输入端连接，a大坝中的采集装置的第三输入端与交换机的第一输出端连接。

外网机的输入端与网页服务器的输出端连接，网页服务器的输入端与应用服务器的输出端连接，网页服务器的输出端与交换机的第一输入端连接。

应用服务器的输入端与数据库服务器的第一输出端连接，数据库服务器的第二输出端与移动终端的输入端连接，数据库服务器的第三输入端与国家能源局大坝中心的输入端连接，数据库服务器的输入端与交换机的输出端连接。

移动终端的输出端连接与交换机的第二输入端连接。

上述流域水电站大坝安全管理系统的工作原理为：将b大坝、c大坝中采集装置采集的监测数据传输至a大坝采集装置，巡检人员通过移动终端接触nfc巡检标签、拍照、摄像对a大坝、b大坝、c大坝的巡检情况数据进行保存,并上传至数据库服务器。a大坝中的采集装置内将监测数据通过交换机传输映射至数据库服务器，数据库服务器将监测、巡检数据传输至应用服务器和国家能源局大坝中心，方便国家能源局大坝中心管理该流域电站大坝安全工作，提升工作效率；应用服务器将监测、巡检数据传输至网页服务器；管理人员通过外网机登录网页服务器后访问监测数据。

实施例2：

实施例2在实施例1的基础上进行改进。实施例2中a大坝、b大坝、c大坝中的采集装置均为采集计算机。

实施例2其余结构和工作原理同实施例1。

实施例3：

如图2所示，实施例3在实施例1的基础上进行改进。实施例3中a大坝、b大坝、c大坝中的采集装置均包括微处理器(型号hzm2000)、无线通讯模块(型号ptr8000，a大坝中的无线通讯模块分别与b大坝中的无线通讯模块、c大坝中的无线通讯模块通信连接)、若干个a/d转换器(型号ds0703)、通讯模块防雷器(型号ad/rj45-100)、电源防雷器(型号ad/rj45-100)、隔离变压器(型号sj500kva)和太阳能板。微处理器的第一输入端与无线通讯模块第一输出端连接，微处理器的第一输出端与无线通讯模块第一输入端连接；微处理器的第二输入端与a/d转换器第一输出端连接，微处理器的第二输出端与a/d转换器第一输入端连接。

无线通讯模块的第二输入端与通讯模块防雷器的第一输入端连接，无线通讯模块的第二输出端与通讯模块防雷器的第一输入端连接；电源防雷器的第一输入端与隔离变压器的第一输出端连接，电源防雷器的第一输出端与隔离变压器的第一输入端连接；微处理器、隔离变压器、太阳能板与电源连接。

上述采集装置在计算机监控系统基础之上，对水库大坝坝体变形、坝体渗流、水库环境进行全方位自动监测，全面、准确地反映大坝工作性态，及时发现异常迹象，有效地监视大坝安全，为运行管理提供可靠的依据。

实施例3其余结构和工作原理同实施例1。

实施例4：

实施例4在实施例1的基础上进行改进。实施例4中a大坝、b大坝、c大坝中的采集装置均包括分别通信连接在串行总线上的一主控模块和若干个检测模块，主控模块包括第一单片机(型号spce061a)，电源、无线通讯模块(型号ptr8000，a大坝中的无线通讯模块分别与b大坝中的无线通讯模块、c大坝中的无线通讯模块通信连接)、时钟模块(型号ds1302)与存储模块(型号sdram)分别与第一单片机相连，具体连接方式为：第一单片机的第一输出端与无线通讯模块的第一输入端连接，第一单片机的第一输入端与无线通讯模块的第一输出端连接；第一单片机的第二输出端与时钟模块的第一输入端连接，第一单片机的第二输入端与时钟模块的第一输出端连接；第一单片机的第三输出端与存储模块的第一输入端连接，第一单片机的第三输入端与存储模块的第一输出端连接。第一单片机经第一数字磁隔离芯片(型号adum1201)与串行总线相连。

检测模块包括第二单片机(型号spce061a)，信号检测与调理电路的第一输出端与第二单片机的第一输入端连接，信号检测与调理电路的第一输入端与第二单片机的第一输出端连接；信号检测与调理电路的第二输出端与通道切换电路的第一输入端连接，信号检测与调理电路的第二输入端与通道切换电路的第一输出端连接；第二单片机的第二输出端与通道切换电路的第二输入端连接，第二单片机的第二输入端与通道切换电路的第二输出端连接。第二单片机经第二数字磁隔离芯片(型号adum1201)与串行总线相连。

上述采集装置监测类型多样，通道数量可扩展，通用性强，可根据需要选择对大坝进行监测以及数据的采集，安装灵活，维修简单，大大降低了工程造价的成本。

实施例4其余结构和工作原理同实施例1。

实施例5：

实施例5在实施例1的基础上进行改进。实施例5中管理人员通过外网机登录网页服务器后访问监测数据，该网页服务器提供的浏览信息包括：网站含首页、工程概况、文件资料、水工建筑、水工机械、安全监测、水库调度、取水管理、注册定检等功能，通过登录、浏览网站，能实现流域电站大坝安全相关的数据查询，标准、规范、图纸下载，监测测值查询及查阅大坝安全管理日常工作开展的情况及内容。

网站框架目录及模块涵盖了国家能源局大坝中心、水利部长江水利委员会及公司内部所要求的流域电站的所有的大坝安全管理工作范围。

实施例5中数据库服务器按照国家能源局大坝中心要求的频次将数据传输至国家能源局大坝中心。

实施例5中各大坝中安全监测采集装置工作流程为：对流域电站监测数据进行测点创建、数据计算、数据管理、数据查询、图表制作、报表制作、资料整编、定量分析等，可完成日常的监测数据管理及分析工作，自动生产观测月报、年报，采用c/s架构，监测数据及报表报告可导出成日常文件形式并自动存储于数据库内。

实施例5中通过移动端设备及app软件，能自动生成巡检任务、自动填写巡检记录、异常情况图像上传等功能。

实施例6：

一种流域水电站大坝安全管理方法，包括以下步骤：

s1、a大坝中的采集装置(采集装置如自动化采集电脑)、b大坝中的采集装置、c大坝中的采集装置采集各大坝内的监测数据，将b大坝、c大坝的监测数据传输至a大坝中的采集装置内；

s2、a大坝中的采集装置内将监测数据通过交换机传输映射至数据库服务器；

s3、巡检人员通过移动终端接触nfc巡检标签、拍照、摄像采集各大坝的巡检数据，并将巡检数据传输至数据库服务器；

s4、数据库服务器将监测、巡检数据传输至应用服务器和国家能源局大坝中心；

s5、应用服务器将监测、巡检数据传输至网页服务器；

s6、外网机登录网页服务器后访问监测、巡检数据。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。