【正文】 ............................................................................11 系統(tǒng)功能 .......................................................................................................................................12第 3 章 信息采集系統(tǒng) ............................................................................................................................14 需求分析 .......................................................................................................................................14 技術(shù)解決方案 ...............................................................................................................................14第 4 章 通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) ............................................................................................................................20 測(cè)控單元和監(jiān)測(cè)中心之間的通信 ...............................................................................................20 監(jiān)測(cè)中心和監(jiān)測(cè)分中心之間的網(wǎng)絡(luò) ...........................................................................................25第 5 章 軟件系統(tǒng) ....................................................................................................................................27 建設(shè)原則 .......................................................................................................................................27 技術(shù)解決方案 ...............................................................................................................................282 / 35第 1 章 概論 系統(tǒng)概覽大壩作為特殊的建筑，其安全性質(zhì)與房屋等建筑物完全不同，大壩安全出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)引發(fā)大壩下游一定范圍的人員和財(cái)產(chǎn)、環(huán)境損失。美國(guó)的《聯(lián)邦大壩安全導(dǎo)則》和加拿大的《大壩安全導(dǎo)則》都強(qiáng)調(diào)要求采取險(xiǎn)情預(yù)計(jì)、報(bào)警系統(tǒng)、撤退計(jì)劃等應(yīng)急措施，以便萬(wàn)一發(fā)生不測(cè)時(shí)，將損失減少到最小程度。大壩帶病運(yùn)行，一旦遇大洪水來(lái)臨嚴(yán)重威脅大壩及下游人員和財(cái)產(chǎn)安全。能在溫度－30～＋60℃、濕度 95％以上及規(guī)定水壓條件下正常工作，能防雷和抗電磁干擾，系統(tǒng)中各測(cè)值宜變換為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字量輸出。6. 經(jīng)濟(jì)性系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)性原則，在功能和采集范圍上可多可少，可大可小，以滿足不同投資規(guī)模和不同建設(shè)規(guī)模的需要，在追加投資后系統(tǒng)能方便的擴(kuò)充功能和擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍。內(nèi)部變形包括分層豎向位移、分層水平位移、界面位移及深層應(yīng)變觀測(cè)。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有大壩上下游水位、水溫、氣溫、庫(kù)區(qū)雨量等。8 / 35 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層主要指是監(jiān)測(cè)中心或者分中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，主要是為應(yīng)用軟件系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)環(huán)境，是日常行政辦公、內(nèi)部信息交流、信息共享的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。 信息存儲(chǔ)：主要通過(guò)信息采集系統(tǒng)對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼、校驗(yàn)、入庫(kù)、存儲(chǔ)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用分布式體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集工作分散到靠近較多傳感器的測(cè)控單元來(lái)完成，然后將所測(cè)數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)。將所有觀測(cè)結(jié)果保存在存儲(chǔ)單元中，直到這些數(shù)據(jù)被監(jiān)測(cè)中心準(zhǔn)確接收完。綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：可以對(duì)水文信息建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，規(guī)12 / 35范數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可以有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，數(shù)據(jù)分析，為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供可靠基礎(chǔ)。 技術(shù)解決方案信息采集系統(tǒng)主要是由測(cè)控單元（MCU）、監(jiān)測(cè)儀器組成?？煽啃愿摺㈤L(zhǎng)期穩(wěn)定性好：MCU 可以長(zhǎng)期在無(wú)人值守的情況下可靠工作，按照設(shè)定的工作方式，源源不斷的將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。具有較好的適應(yīng)性和兼容性：可以應(yīng)用在水利工程各個(gè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)；網(wǎng)絡(luò)通信可以采用多種傳輸介質(zhì)；能與國(guó)際上著名的土工、大壩和環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器供應(yīng)商生產(chǎn)的傳感器接口，可直接接入振弦式、差動(dòng)電阻型、電流型、熱電偶、脈沖型和數(shù)值型傳感器；部件標(biāo)準(zhǔn)化，具有互換性。如梅山大壩在垂線測(cè)點(diǎn)的 X，Y 方向各安裝了一臺(tái)固定式坐標(biāo)讀數(shù)儀，其測(cè)量精度可達(dá) 以上；讀數(shù)盤(pán)瞄準(zhǔn)器也是一種固定式測(cè)量裝置，可以達(dá)到 以上的精度；陳村及紀(jì)村大壩由于采取了相似類型的儀器，加上管理得力，從而使垂線測(cè)值的準(zhǔn)確度有了保證。滲流量監(jiān)測(cè)一般采用容積法、量水堰法和流速法進(jìn)行測(cè)量。氣溫及庫(kù)水溫是影響壩體溫度場(chǎng)的重要因素，其監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置要根據(jù)庫(kù)區(qū)氣溫及庫(kù)水溫分布特點(diǎn)確定，監(jiān)測(cè)儀器對(duì)于氣溫可選鉑電阻溫度計(jì)，當(dāng)溫度變化不太劇烈時(shí)可選用銅電阻溫度計(jì)，一般庫(kù)水溫監(jiān)測(cè)可選用 DW1 型銅電阻溫度計(jì)。18 / 35 通信方案設(shè)計(jì)原則? 可靠性? 盡量選擇可靠性高的信道，一般以有線信道為主；? 在條件允許的條件下，根據(jù)需要可以設(shè)置相應(yīng)的備用信道。結(jié)構(gòu)連接示意圖如 圖 5 所示。2. 解決方案二（電纜通信方式 CAN 總線）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)到監(jiān)測(cè)中心的距離大于 1000 米時(shí)根據(jù)實(shí)際情況采用敷設(shè) CAN 總線的方式連接。3. 解決方案三（光纖通信方式）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)到監(jiān)測(cè)中心的距離大于 1000 米時(shí)根據(jù)實(shí)際情況采用敷設(shè)光纖的方式連接。4. 解決方案三（GPRS（CDMA1X）方式）以 GPRS（CDMA1X）方式為主信道，配置通信模塊。? 如果有更高的要求，可以由運(yùn)營(yíng)商提供專用信道，不必經(jīng)過(guò)Inter。在應(yīng)用軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，采用多級(jí)結(jié)構(gòu)，分層式處理方式，保證系統(tǒng)整體性能，軟件體系結(jié)構(gòu)清晰。各模塊之間相互獨(dú)立，在系統(tǒng)升級(jí)的過(guò)程中，不會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的停運(yùn)；同時(shí)由于采用多層的構(gòu)架進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)對(duì)某一層次模塊進(jìn)行修改和增加，均不會(huì)影響到其它層次模塊。壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件采用 B/S 結(jié)構(gòu)，除了數(shù)據(jù)采集服務(wù)程序要在服務(wù)器上啟動(dòng)外，其它部分只要計(jì)算機(jī)用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器相連，即可通過(guò)瀏覽器25 / 35進(jìn)行訪問(wèn)，查詢監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、圖形、安全監(jiān)測(cè)信息和評(píng)價(jià)結(jié)論。26 / 35? 運(yùn)行分析結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)主要用來(lái)存放運(yùn)行分析管理系統(tǒng)對(duì)接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、誤碼率、暢通率、遲報(bào)、誤報(bào)、漏報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的結(jié)果。自檢的內(nèi)容包括：通訊：通過(guò)計(jì)算機(jī)嘗試與 MCU 通訊，確定計(jì)算機(jī)是否能夠與 MCU 進(jìn)行通訊，診斷通訊線路、MCU 通訊模塊是否存在故障。通道配置：對(duì) MCU 中各通道進(jìn)行設(shè)置，主要設(shè)置的內(nèi)容包括儀器類型、儀器指標(biāo)、測(cè)量范圍等，這樣 MCU 可采取正確測(cè)量方式對(duì)通道進(jìn)行測(cè)量。得到電測(cè)量后，計(jì)算出工程物理量，還可以直接取上一次巡回測(cè)量數(shù)據(jù)。管理員具有所有系統(tǒng)的操作權(quán)，管理員的主要工作是管理用戶，設(shè)置口令，設(shè)置各類參數(shù)，查詢和管理日志?！袢罩竟芾砉δ苋罩局饕涗浻脩舻牡卿?、退出，打開(kāi)窗口，關(guān)閉窗口，執(zhí)行操作（相當(dāng)于點(diǎn)擊按鈕，如增、刪、改，但不記錄具體的操作內(nèi)容，如某數(shù)據(jù)由什么改為什么）以及報(bào)警信息，日志內(nèi)容記入數(shù)據(jù)庫(kù)，管理員可以通過(guò)相應(yīng)程序查看日29 / 35志和清除日志。資料整編系統(tǒng)資料維護(hù)報(bào)表打印圖形繪制圖 12 資料整編結(jié)構(gòu)框圖30 / 351. 資料維護(hù)資料維護(hù)又包括考證資料查詢、添加、修改和刪除、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)添加、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查詢修改、監(jiān)測(cè)資料刪除、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)恢復(fù)。? 監(jiān)測(cè)資料添加監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)添加根據(jù)項(xiàng)目的不同，數(shù)據(jù)添加有兩種方式：1）一個(gè)測(cè)點(diǎn)一段時(shí)間的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；2）一天所有測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。? 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)刪除監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)刪除可根據(jù)觀測(cè)項(xiàng)目、開(kāi)始日期、結(jié)束日期、開(kāi)始測(cè)點(diǎn)、結(jié)束測(cè)點(diǎn)等參數(shù)從數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除符合條件監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。日?qǐng)?bào)表為一日中某時(shí)的觀測(cè)數(shù)據(jù)組成的報(bào)表，報(bào)表中要包括電測(cè)量和工程物理量，采用縱向打印，每個(gè)測(cè)點(diǎn)一行，不同的觀測(cè)項(xiàng)目用不同表（表的列名、列數(shù)不一樣） 。每個(gè)環(huán)境量構(gòu)成一張表，每日觀測(cè)數(shù)據(jù)均打印，表尾部為各月和全年統(tǒng)計(jì)。計(jì)算相關(guān)系數(shù)、剩余標(biāo)準(zhǔn)差，給出線性方程，繪出相關(guān)線、二倍標(biāo)準(zhǔn)差的范圍線。壩體溫度分布圖：繪制平面圖，在平面圖上繪制壩體溫度分布圖。壩體浸潤(rùn)線（揚(yáng)壓力線）：繪制斷面圖，在斷面圖上繪制壩體浸潤(rùn)線。橫坐標(biāo)為時(shí)間坐標(biāo)，坐標(biāo)可以在圖的下方，也可以在圖的上方，時(shí)間的標(biāo)注可根據(jù)時(shí)間長(zhǎng)度不同而不同；縱坐標(biāo)為各觀測(cè)項(xiàng)目的工程物理量，包括位勢(shì)和化引流量，大部分在圖的左側(cè)，降水量（從水雨情數(shù)據(jù)庫(kù)中直接讀?。┰趫D形的右上方，滲流量在圖形的右下方。如每日數(shù)據(jù)均打印，采用縱向打印，否則采用橫向打?。蝗缢x的日期數(shù)不多于 6 個(gè)，則一頁(yè)上打印兩個(gè)報(bào)表（連在一起） 。? 資料備份和恢復(fù)利用 SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能進(jìn)行資料備份和恢復(fù)。方式二，主要用于輸入當(dāng)前監(jiān)測(cè)資料。? 監(jiān)測(cè)資料查詢、修改對(duì)于監(jiān)測(cè)資料，用戶可以查詢多個(gè)測(cè)點(diǎn)一段時(shí)間的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)?！裣到y(tǒng)設(shè)置功能提供對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的定義和設(shè)置，如測(cè)站設(shè)置，參數(shù)等，提供簡(jiǎn)單的編輯功能。權(quán)限的操作是通過(guò)主界面的菜單項(xiàng)表示的，在程序執(zhí)行過(guò)程中根據(jù)確認(rèn)的權(quán)限對(duì)主菜單進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)置，對(duì)于無(wú)權(quán)的菜單將被隱藏。5. 定時(shí)測(cè)量定時(shí)測(cè)量主要用來(lái)取定時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算出工程物理量，測(cè)量所得的電測(cè)量和工程物理量在列表中顯示。定時(shí)測(cè)量時(shí)間：設(shè)置定時(shí)測(cè)量開(kāi)始時(shí)間、間隔時(shí)間，MCU 據(jù)此進(jìn)行定時(shí)測(cè)量。MCU 測(cè)量模塊和通道：通過(guò)檢測(cè) MCU 測(cè)量模塊和通道，識(shí)別模塊和通道類型，確定其與所接傳感器類型是否相符，保證測(cè)量正常。2. 應(yīng)用軟件系統(tǒng)主要包括四個(gè)軟件模塊：信息采集處理系統(tǒng)、資料整編系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)分析預(yù)警統(tǒng)系統(tǒng)、WE