小灣水電站工程安全分析與決策支持系統(tǒng)研究與構(gòu)建

易 魁,陳 豪,2,趙志勇,毛鶯池

(1.華能瀾滄江水電股份有限公司,云南昆明650214；2.河海大學(xué)水利水電學(xué)院,江蘇南京210098；3.中國(guó)電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,云南昆明650001；4.河海大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院,江蘇南京211100)

小灣水電站工程安全分析與決策支持系統(tǒng)研究與構(gòu)建

易 魁1,陳 豪1,2,趙志勇2,3,毛鶯池4

(1.華能瀾滄江水電股份有限公司,云南昆明650214；2.河海大學(xué)水利水電學(xué)院,江蘇南京210098；3.中國(guó)電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,云南昆明650001；4.河海大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院,江蘇南京211100)

小灣水電站安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集與存儲(chǔ),為電站建設(shè)運(yùn)行提供了長(zhǎng)序列監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。針對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題,對(duì)工程安全分析與決策支持系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。介紹了小灣水電站工程安全分析與決策支持系統(tǒng)的研發(fā)背景、關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)架構(gòu)和功能實(shí)現(xiàn),為類似水電工程提升水工建筑物運(yùn)行期安全評(píng)判和異常工況預(yù)警能力提供了參考和示范。

工程安全監(jiān)測(cè)；安全分析；數(shù)據(jù)處理；小灣水電站

0 引 言

由華能瀾滄水電股份有限公司承擔(dān)的國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃課題“瀾滄江流域水電開(kāi)發(fā)安全與高效利用系統(tǒng)集成與示范”于2013年啟動(dòng),課題下設(shè)“瀾滄江流域工程安全分析與決策支持系統(tǒng)”研究專題。該專題研究以瀾滄江上的小灣水電站為試點(diǎn),開(kāi)展工程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究,以期解決梯級(jí)水電站運(yùn)行階段安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享性差、實(shí)時(shí)處理困難等問(wèn)題,全面提升以大壩為主的水工建筑物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析、水電站工程安全評(píng)判和異常工況預(yù)警能力。

1 工程安全監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀及需求分析

1.1 工程概況及監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

小灣水電站系瀾滄江中下規(guī)劃8個(gè)梯級(jí)中的第2級(jí),以發(fā)電為主兼有防洪等綜合效益,裝機(jī)容量4 200 MW。工程屬一等大(I)型工程,主要水工建筑物由混凝土雙曲拱壩、壩后水墊塘及二道壩、左岸泄洪洞和右岸地下引水發(fā)電系統(tǒng)組成,其中雙曲拱壩最大壩高294.5 m,為世界首座300 m級(jí)高拱壩。水庫(kù)總庫(kù)容150億m3,具有多年調(diào)節(jié)能力,2012年10月首次蓄至正常蓄水位。

小灣水電站實(shí)施了全國(guó)規(guī)模最大的工程安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,安裝埋設(shè)儀器10 761支。監(jiān)測(cè)范圍涵蓋大壩及壩肩抗力體、引水發(fā)電系統(tǒng)、泄洪設(shè)施、樞紐區(qū)工程邊坡、導(dǎo)流及擋水等各類施工臨建設(shè)施、水庫(kù)地震和庫(kù)區(qū)失穩(wěn)體,監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括變形、滲流滲壓、應(yīng)力應(yīng)變及溫度、支護(hù)效應(yīng)、地震反應(yīng)、環(huán)境量等。相應(yīng)地,小灣水電站建成了包括南瑞DIMS4.0監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、壩頂GNSS變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、三維激光變形測(cè)量系統(tǒng)、大壩強(qiáng)震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、光柵光纖式橫縫動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等在內(nèi)的全國(guó)規(guī)模最大的安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng),接入自動(dòng)化系統(tǒng)6500余支,并在籌劃實(shí)施繞壩滲流水位孔和量水堰、大壩壩后馬道表觀點(diǎn)等自動(dòng)化監(jiān)測(cè)改造。

1.2 需求分析

目前,小灣水電站安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集與存儲(chǔ),為電站建設(shè)運(yùn)行提供了長(zhǎng)序列監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),但在系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中,也發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)尚待改進(jìn)與完善的問(wèn)題：

(1)水工巡檢作業(yè)的自動(dòng)化程度較低。水工建筑物巡視檢查是發(fā)現(xiàn)工程缺陷的最直觀手段。但長(zhǎng)期以來(lái),水工巡檢仍以尺量拍照手工填表、事后整編制作臺(tái)賬為主。巡檢成果不僅受巡檢人員技能經(jīng)驗(yàn)水平等主觀因素影響,且還存在從現(xiàn)場(chǎng)巡檢到成果發(fā)布全過(guò)程時(shí)效低,難以實(shí)現(xiàn)缺陷歷史數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查詢,無(wú)法與高頻次的自動(dòng)化儀器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匹配校驗(yàn)等問(wèn)題。

(2)各異構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之間形成數(shù)據(jù)孤島。各類以滿足傳感器數(shù)據(jù)采集與通信存儲(chǔ)為主要功能的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)源于不同廠商,存在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)差異、通信方式不一,成果數(shù)據(jù)難以實(shí)時(shí)共享和對(duì)比校驗(yàn),無(wú)法滿足“冗余設(shè)置,相互驗(yàn)證”工程安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)部署原則。

(3)未形成與高頻次自動(dòng)化監(jiān)測(cè)相適應(yīng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析與評(píng)判能力。監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)可據(jù)工程需要設(shè)定數(shù)據(jù)采集頻次并實(shí)時(shí)存儲(chǔ),但單日2.5萬(wàn)條以上的海量數(shù)據(jù)粗差及其反饋的建筑物工況異常卻無(wú)法依靠人工判識(shí),而通過(guò)設(shè)定固定上下限值的數(shù)據(jù)超限報(bào)警對(duì)于處于初蓄等高危風(fēng)險(xiǎn)期或特殊工況的水電站亦被證明并不適用,導(dǎo)致每日采集的大量數(shù)據(jù)既不能根據(jù)測(cè)值波動(dòng)來(lái)及時(shí)甄別儀器故障,也無(wú)法依據(jù)效應(yīng)量變幅來(lái)快速判識(shí)工程異常。

(4)工程工況綜合評(píng)判預(yù)警信息化機(jī)制未建成。因缺乏監(jiān)測(cè)異常測(cè)值實(shí)時(shí)甄別與有效抽取能力,導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行大壩等水工建筑物工況的綜合評(píng)判與安全預(yù)警。

(5)缺乏高效友好的數(shù)據(jù)成果管理與發(fā)布手段?，F(xiàn)有的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成果數(shù)據(jù)可視化程度較低,無(wú)法提供水工建筑物、監(jiān)測(cè)儀器與主要水工缺陷空間相關(guān)性的有效查詢與定位,且成果信息未針對(duì)運(yùn)維層、管理層和決策層各級(jí)人員職能進(jìn)行分級(jí)篩選與推送。

2 系統(tǒng)研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 技術(shù)路線

開(kāi)發(fā)基于移動(dòng)終端的水工巡檢系統(tǒng),全面提升水工巡檢作業(yè)的自動(dòng)化和數(shù)字化水平；構(gòu)建統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)庫(kù),開(kāi)發(fā)工程安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)匯集平臺(tái),構(gòu)建有效兼容、統(tǒng)一存儲(chǔ)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中管控機(jī)制；研發(fā)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)安全閾值模型和異常測(cè)值評(píng)判規(guī)則準(zhǔn)則,對(duì)各測(cè)點(diǎn)每個(gè)測(cè)次測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)甄別與評(píng)判,達(dá)到與實(shí)時(shí)采集相匹配的數(shù)據(jù)分析與評(píng)判能力；在此基礎(chǔ)上,結(jié)合各類工程安全評(píng)價(jià)模型、評(píng)價(jià)方法、以及安全評(píng)價(jià)的輔助信息,研發(fā)基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的工程工況安全綜合評(píng)價(jià)模型和預(yù)警指標(biāo)體系,為電站運(yùn)行提供決策支持；構(gòu)建基于BIM三維模型的大壩安全監(jiān)測(cè)可視化平臺(tái)和門戶發(fā)布系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)及其測(cè)值數(shù)據(jù)的查詢,實(shí)現(xiàn)綜合安全分析與評(píng)價(jià)信息、分級(jí)預(yù)警提供三維可視化展示與分級(jí)發(fā)布報(bào)送。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

(1)水工巡檢信息一體化采集管理技術(shù)。結(jié)合工程實(shí)際與業(yè)務(wù)流程,將水工巡檢作業(yè)按工程部位進(jìn)行任務(wù)分組化,按巡檢路線進(jìn)行業(yè)務(wù)定制化,按工作內(nèi)容進(jìn)行流程通用化,按缺陷類型進(jìn)行對(duì)象分類化,在標(biāo)準(zhǔn)化巡檢業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上,研究支持多終端的信息采集、PC端與移動(dòng)終端數(shù)據(jù)雙向同步,以及巡檢信息高效管理方法。

(2)多源異構(gòu)系統(tǒng)綜合集成技術(shù)。結(jié)合各類工程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)協(xié)同演化與異構(gòu)信息融合需求,以提供各類監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)管理、匯集、共享、訪問(wèn)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)功能為目標(biāo),研究網(wǎng)絡(luò)化復(fù)雜軟件系統(tǒng)的粒度分解及匹配軟件粒度的數(shù)據(jù)抽取與傳輸控制技術(shù)、面向服務(wù)的松耦合計(jì)算模型、統(tǒng)一的靈活的服務(wù)協(xié)同機(jī)制、多源異構(gòu)信息融合方法庫(kù)與模型庫(kù),實(shí)時(shí)集成管理、綜合分析與共享發(fā)布技術(shù)。

(3)測(cè)值動(dòng)態(tài)異常評(píng)判自適應(yīng)模型。以小灣特高拱壩為技術(shù)突破,分析力學(xué)結(jié)構(gòu)計(jì)算、自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)模型、動(dòng)態(tài)特征值、多點(diǎn)時(shí)空計(jì)算、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)限值、工程綜合類比等方法對(duì)于不同儀器類型和工程部位測(cè)點(diǎn)的適用性與準(zhǔn)確性,研發(fā)對(duì)應(yīng)水位的關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)安全閾值,建立動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)異常評(píng)判模型,提出測(cè)點(diǎn)異常測(cè)值的快速甄別、跟蹤復(fù)核、動(dòng)態(tài)評(píng)判系統(tǒng)機(jī)制與方法。

圖1 工程安全分析與決策支持系統(tǒng)總體框架

(4)大壩工況綜合分析與分級(jí)預(yù)警模式。從水工建筑物宏觀地質(zhì)特征、結(jié)構(gòu)性狀和承受荷載特點(diǎn)和周邊環(huán)境出發(fā),通過(guò)巡視檢查和安全監(jiān)測(cè)體系監(jiān)控獲取的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)信息,開(kāi)展建筑物多源監(jiān)測(cè)信息和其它相關(guān)信息安全評(píng)價(jià),研發(fā)一套切實(shí)可行的水工建構(gòu)筑物的工況綜合評(píng)判指標(biāo)和預(yù)警發(fā)布方案。

(5)基于BIM的水電三維可視化虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。構(gòu)建可連接水工建筑全生命期各階段數(shù)據(jù)、過(guò)程和資源的小灣電站水工建筑、儀器測(cè)點(diǎn)三維精細(xì)化BIM模型,關(guān)聯(lián)映射相關(guān)屬性及巡檢監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),通過(guò)空間插值算法網(wǎng)格化離散監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),動(dòng)態(tài)展示水工建筑實(shí)際物理工況,構(gòu)建分級(jí)加載模型,確保系統(tǒng)運(yùn)行輕量化。

3 系統(tǒng)架構(gòu)與功能實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

結(jié)合系統(tǒng)技術(shù)路線與功能實(shí)現(xiàn),在統(tǒng)籌架構(gòu)的交互操作性、擴(kuò)展性、穩(wěn)定性、移植性和安全性等基礎(chǔ)上,將系統(tǒng)總體邏輯架構(gòu)自下而上劃分為如圖1所示的層次,并以保障機(jī)制貫穿系統(tǒng)整體。①信息采集層。由各系統(tǒng)定期采集監(jiān)測(cè)、巡檢數(shù)據(jù),經(jīng)計(jì)算整編后轉(zhuǎn)換為監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù),通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯集平臺(tái),對(duì)多源平臺(tái)的歷次成果數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)匯聚。②數(shù)據(jù)資源層。由成果數(shù)據(jù)庫(kù)、分析方法庫(kù)、CAE仿真庫(kù)、三維模型庫(kù)來(lái)提供對(duì)所有安全監(jiān)測(cè)與分析數(shù)據(jù)的規(guī)范化統(tǒng)一管理及相應(yīng)工具,為各類應(yīng)用服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐與共享。③應(yīng)用支撐層。包括公共基礎(chǔ)、應(yīng)用支撐和資源服務(wù)管理,負(fù)責(zé)向上層各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供公共統(tǒng)一的運(yùn)行環(huán)境和主體支撐框架,將抽取出的各子系統(tǒng)功能模塊服務(wù)化,形成松耦合的服務(wù)群。④業(yè)務(wù)應(yīng)用層。由安全監(jiān)測(cè)信息查詢、安全綜合評(píng)價(jià)與預(yù)警、信息分級(jí)發(fā)布系統(tǒng)等多個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用組成,其核心是以工程安全分析方法庫(kù)為基礎(chǔ)的決策支持技術(shù),為水工運(yùn)維提供服務(wù)和支持。⑤應(yīng)用展示層。通過(guò)內(nèi)網(wǎng)門戶為電站各級(jí)運(yùn)管層提供統(tǒng)一的訪問(wèn)和應(yīng)用界面,通過(guò)BIM三維模型實(shí)現(xiàn)工程安全監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和分級(jí)預(yù)警信息等的集中發(fā)布、共享與展示。⑥運(yùn)行環(huán)境。包括機(jī)房、通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、安全設(shè)施、公用軟件平臺(tái)等系統(tǒng)運(yùn)行所需的所有軟、硬件環(huán)境。⑦保障設(shè)施。包括標(biāo)準(zhǔn)體系、建設(shè)運(yùn)行管理、安全管控和開(kāi)發(fā)運(yùn)行團(tuán)隊(duì)等保障系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行所需投入的非技術(shù)類設(shè)施。

圖2 水工巡檢系統(tǒng)移動(dòng)端及信息管理平臺(tái)示意

3.2 功能實(shí)現(xiàn)

(1)水工巡檢信息高效采集。水工巡檢子系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)信息采集層的重要組成部分,在業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上,通過(guò)手持移動(dòng)終端代替紙質(zhì)表格、手持光源、攝像設(shè)備、測(cè)距儀器等工具,實(shí)現(xiàn)缺陷描述信息的現(xiàn)場(chǎng)快速采集,見(jiàn)圖2。巡檢數(shù)據(jù)導(dǎo)入PC端信息管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)巡檢流程、缺陷信息及消缺處理的統(tǒng)一存儲(chǔ)和管理,見(jiàn)圖3。

圖3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯集平臺(tái)示意

(2)工程安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)匯集與存儲(chǔ)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯集平臺(tái)是信息采集層與數(shù)據(jù)資源層的連接橋梁,在自動(dòng)化系統(tǒng)完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集入庫(kù)后,通過(guò)定期自動(dòng)訪問(wèn)各自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),將當(dāng)期監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)遷移至成果數(shù)據(jù)庫(kù),并同時(shí)整合歷史人工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)水雨情、工程檔案、三維設(shè)計(jì)模型等數(shù)據(jù)資源,構(gòu)建數(shù)據(jù)集成平臺(tái),合理存儲(chǔ)和管理各種數(shù)據(jù)源,為應(yīng)用服務(wù)層提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)共享和綜合分析基礎(chǔ)支撐。

(3)測(cè)點(diǎn)安全閾值評(píng)判與建筑物綜合分析分級(jí)預(yù)警。測(cè)點(diǎn)安全閾值評(píng)判與建筑物綜合分析分級(jí)預(yù)警是應(yīng)用支撐層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層的核心功能,首先通過(guò)數(shù)據(jù)質(zhì)量管控,實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量因素(儀器故障、人工錯(cuò)誤、環(huán)境誤差)引起的突變異常測(cè)值有效處理,保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)完整性、一致性、準(zhǔn)確性；然后研究分析分析力學(xué)結(jié)構(gòu)計(jì)算、自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)模型、動(dòng)態(tài)特征值、多點(diǎn)時(shí)空計(jì)算、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)限值、工程綜合類比等方法對(duì)于不同儀器類型和工程部位測(cè)點(diǎn)的適用性與準(zhǔn)確性,建立不同水位條件下的測(cè)點(diǎn)安全閾值,實(shí)現(xiàn)對(duì)由工程因素引發(fā)的測(cè)點(diǎn)異常測(cè)值的快速甄別、跟蹤復(fù)核、動(dòng)態(tài)評(píng)判；最后按照監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、建筑物局部乃至整體的逐級(jí)遞進(jìn)原則,通過(guò)結(jié)合工程實(shí)際和工程經(jīng)驗(yàn)的分級(jí)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目權(quán)重賦值,與巡檢成果綜合比對(duì)建立建筑物監(jiān)測(cè)安全分級(jí)綜合評(píng)價(jià)模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)與發(fā)展趨勢(shì)的有效預(yù)測(cè)。

(4)基于BIM的安全評(píng)價(jià)可視化展示。基于工程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其成果數(shù)據(jù)的BIM三維模型是應(yīng)用展示層的關(guān)鍵功能,按照業(yè)務(wù)應(yīng)用的工作流程、工程計(jì)算模型庫(kù)、評(píng)判規(guī)則庫(kù)、仿真計(jì)算庫(kù),建立水工建筑物、內(nèi)外觀監(jiān)測(cè)儀器、物探檢查孔等BIM模型,實(shí)現(xiàn)工程各部位、安全監(jiān)測(cè)設(shè)施、巡檢重要缺陷物理外形和空間位置的全真三維展示,監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)查詢、檢索、定位,為各類安全監(jiān)測(cè)信息與分級(jí)預(yù)警信息提供表格、圖線、三維模型等多種可視化展示,并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常反饋信息用戶定制在三維模型中規(guī)劃定制最佳巡檢路線。大壩壩體安全監(jiān)測(cè)可視化模型如圖4所示。

圖4 安全監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)可視化與大壩壩體變形三維可視化云圖示意

(5)工程綜合業(yè)務(wù)信息門戶及安全信息分級(jí)發(fā)布。工程綜合業(yè)務(wù)信息門戶(如圖5所示)處于直面用戶的應(yīng)用展示層,為業(yè)務(wù)應(yīng)用層至信息采集層各應(yīng)用系統(tǒng)提供統(tǒng)一訪問(wèn)接口,在該門戶中實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的應(yīng)用環(huán)境、用戶管理、用戶認(rèn)證、菜單管理等通用系統(tǒng)功能,實(shí)現(xiàn)了從建設(shè)期人工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等單機(jī)版數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)到南瑞DIMI4.0、GNSS系統(tǒng)等物聯(lián)網(wǎng)信息采集系統(tǒng)的實(shí)時(shí)訪問(wèn)和遠(yuǎn)程控制。同時(shí)結(jié)合水電廠工程安全管控業(yè)務(wù)流程與制度定制了的工程安全綜合信息分級(jí)發(fā)布與推送機(jī)制,集成展示業(yè)務(wù)應(yīng)用層各系統(tǒng)分析統(tǒng)計(jì)得出的成果信息,為電站運(yùn)維層、管理層、決策層等多級(jí)用戶提供分層次、多形式的安全監(jiān)測(cè)信息、業(yè)務(wù)流程信息和工程安全綜合評(píng)判信息,對(duì)電站運(yùn)行維護(hù)管理各級(jí)業(yè)務(wù)決策提供全過(guò)程和全方位支持。

圖5 工程綜合業(yè)務(wù)信息門戶

4 結(jié) 語(yǔ)

小灣水電站工程分析與決策支持系統(tǒng)研發(fā)過(guò)程中,充分依托國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃課題開(kāi)展具探索性、創(chuàng)新性的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究,同時(shí)也緊密契合企業(yè)實(shí)際需求,從破解生產(chǎn)管理技術(shù)難題,滿足一線工程技術(shù)人員實(shí)用出發(fā),開(kāi)展科技研究到系統(tǒng)應(yīng)用一步轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)研發(fā)工作。目前,系統(tǒng)所轄的水工巡檢子系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯集平臺(tái)、大壩安全監(jiān)測(cè)三維可視化管理系統(tǒng)已投入實(shí)際運(yùn)行,切實(shí)轉(zhuǎn)變了小灣水電站現(xiàn)場(chǎng)水工安全工作模式,全面提升了一線水工運(yùn)維效率；監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)安全閾值分析評(píng)判子系統(tǒng)、水工建筑物綜合分析與分級(jí)預(yù)警子系統(tǒng)、工程綜合業(yè)務(wù)信息門戶已進(jìn)入線上試運(yùn)行階段,在持續(xù)完善與改進(jìn)后,將全面服務(wù)于小灣電站的水工運(yùn)維管理。

隨著瀾滄江流域水電開(kāi)發(fā)的持續(xù)推進(jìn),大規(guī)模梯級(jí)水電庫(kù)群逐漸形成,對(duì)以大壩為代表的水電站水工建筑物安全管理和風(fēng)險(xiǎn)防控提出了更高要求。為適應(yīng)新形勢(shì)要求,以信息化和智能化技術(shù)為先導(dǎo),深化現(xiàn)有大壩安全監(jiān)測(cè)與管控模式,將以采集存儲(chǔ)、計(jì)算整編為主的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)提升為以高效匯集、實(shí)時(shí)甄別、動(dòng)態(tài)分析、綜合評(píng)判的工程分析與決策支持系統(tǒng),在安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理和動(dòng)態(tài)分析功能上有所強(qiáng)化,在水工建筑物運(yùn)行工況綜合評(píng)判和水電站安全管理決策支持方面邁進(jìn)一步,將為構(gòu)建流域級(jí)工程安全分析與決策支持系統(tǒng),保障梯級(jí)水電庫(kù)群安全穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮切實(shí)地技術(shù)支撐作用。

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(責(zé)任編輯 王 琪)

Research and Construction of Engineering Safety Analysis and Decision-making Support System for Xiaowan Hydropower Station

YI Kui1, CHEN Hao1,2, ZHAO Zhiyong2,3, MAO Yingchi4

(1. Huaneng Lancang River Hydropower Co., Ltd., Kunming 650214, Yunnan, China;2. College of Water Conservancy and Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, Jiangsu, China;3. PowerChina Kunming Engineering Corporation Limited, Kunming 650051, Yunnan, China;4. College of Computer and Information, Hohai University, Nanjing 211100, Jiangsu, China)

The automatic safety monitoring system in Xiaowan Hydropower Station can automatically collect and storage monitoring data, which provide a long-series station operation data. For solving the problems of monitoring system operation, the engineering safety analysis and decision-making support system of Xiaowan Hydropower Station is optimized. The development background, key technologies, system architecture and function achievement of the system are introduced herein, which will provide a reference and demonstration for improving hydraulic structure safety evaluation and abnormal condition early warning capacity of hydropower project during operation period．

engineering safety monitoring; safety analysis; data processing; Xiaowan Hydropower Station

2016- 05- 26

國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題(2013BAB06B04)；云南省聯(lián)合支持國(guó)家計(jì)劃(2014GA007)

易魁(1967—),男,貴州貴陽(yáng)人,高級(jí)工程師,主要從事水電科技研發(fā)工作．

X524(274)

A

0559- 9342(2017)03- 0123- 05