水電站大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)的檢查與質(zhì)量控制

馮濤

（中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江杭州，311122）

水電站大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)的檢查與質(zhì)量控制

馮濤

（中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江杭州，311122）

大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包括變形、滲流、應力應變及溫度、環(huán)境量四大項目的觀測數(shù)據(jù)。從管理角度闡述了如何對這些數(shù)據(jù)進行方便、有效的檢查，并對檢查工作進行質(zhì)量監(jiān)督，切實保證數(shù)據(jù)的真實性和有效性。

大壩安全；監(jiān)測數(shù)據(jù)；自動化；采集；缺失率

0 前言

水電站大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包括變形、滲流、應力應變及溫度、環(huán)境量四大監(jiān)測項目的自動化觀測、人工觀測及水情數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的特點是：來源多樣、格式不一、數(shù)據(jù)量大。有些水電站，尤其是施工期水電站，大部分監(jiān)測工作委托給承包單位實施，如何確保這些數(shù)據(jù)的準確性、有效性和真實性，成為日常監(jiān)測與管理工作的一大課題。

目前，部分水電站的大壩安全監(jiān)測工作還僅僅停留在數(shù)據(jù)采集與匯總層面，沒有對數(shù)據(jù)進行嚴格的檢查把關和監(jiān)控，直到年度資料整編或定期檢查時才發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)存在各種各樣問題，如數(shù)據(jù)缺失和錯誤、成果計算錯誤等，有的已經(jīng)無法實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的追溯和更正。錯誤的數(shù)據(jù)不能反映或者錯誤地反映了大壩安全的性態(tài)，也為后期大壩安全資料整編和定期檢查等工作帶來很多困難，往往會導致年度整編無法正常進行，或者整編時間較長，整編數(shù)據(jù)粗糙、準確性低等。需要在日常工作中采取必要的手段，對每一個觀測數(shù)據(jù)進行檢查、核對、確認、處理，切實將大壩安全監(jiān)測工作落到實處，真實、及時地反映大壩安全的性態(tài)。

1 檢查指標

錯誤數(shù)據(jù)產(chǎn)生的因素主要有三個方面：（1）儀器故障；（2）人為操作不當、記錄錯誤、采集缺失；（3）軟件故障。當測點較多時，數(shù)據(jù)量較大，針對大量的數(shù)據(jù)，人工檢查與核對的工作量較大，這也是大部分數(shù)據(jù)未經(jīng)檢查處理的主要原因。因此，需要將所有測點納入到指標監(jiān)控管理體系，通過指標對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行初步的評判，將數(shù)據(jù)按照不同情況進行歸類，為檢查與核對提供方便的接口，從而快速、有針對性地對數(shù)據(jù)進行確認和處理。

檢查指標從檢查方法上通常分為測點的采集頻次、每個測點每個監(jiān)測量測值的上下限指標、速率指標、模型指標以及某個特殊情況下的限值指標，如設計上下限指標、量程上下限指標、變化速率指標、統(tǒng)計模型指標、當水位達到一定高度時的限值指標、或與往年同期相比差值指標等等。

檢查指標按檢查結(jié)果通常分為頻次指標、錯誤指標和異常指標，當測點未按照預定的采集頻次觀測，標記為采集缺失；當采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)超過錯誤指標，數(shù)據(jù)將被標記成無效的錯誤數(shù)據(jù)；當采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)超過異常指標，數(shù)據(jù)將被標記成異常。

數(shù)據(jù)檢查時，應首先根據(jù)各種檢查指標區(qū)分數(shù)據(jù)，有針對性地對不同情況的數(shù)據(jù)加以處理，以消除錯誤的觀測數(shù)據(jù)，使每個測點的觀測數(shù)據(jù)真實、有效，同時能夠保證每個測點按照預定的采集頻次完成采集。處理方式通常包括以下幾種：

（1）針對人工觀測的采集缺失，需進行補采。

（2）針對自動化觀測的采集缺失，需要排查缺失原因，如采集故障、通訊故障或電源故障等，按照采集模塊、采集通道、采集軟件等進行逐一排查解決，然后進行采集或重新讀數(shù)。整個模塊采集缺失通常是采集模塊故障，單個通道采集缺失通常是采集通道故障，整個自動化系統(tǒng)采集缺失通常是采集軟件故障。

（3）針對人工觀測數(shù)據(jù)錯誤的情況，需現(xiàn)場重新采集、核對?？啥啻尾杉葘?，或更換儀器采集比對。

（4）針對自動化觀測數(shù)據(jù)錯誤的情況，要現(xiàn)場排查原因。屬于儀器故障的，對儀器進行修復后重新采集；屬于軟件故障或系統(tǒng)缺陷的，需進行修復完善，也可進行人工二次儀表采集，并進行比對。

（5）針對異常的數(shù)據(jù)，先進行復測，復測結(jié)果正常的，作為正常的觀測頻次存檔；復測結(jié)果仍然異常的，在確認數(shù)據(jù)真實有效后，考慮環(huán)境、結(jié)構等情況對設備的影響，查看歷史變化趨勢、周邊監(jiān)測設施有無異常變化等，并進行簡單的分析，對不明原因?qū)е碌漠惓?，考慮持續(xù)重點關注、加密觀測，必要時進行預警。

（6）針對正常的觀測數(shù)據(jù)，只需查看其歷史變化趨勢是否存在異常情況。

2 質(zhì)量控制指標

為了做好監(jiān)測數(shù)據(jù)的檢查工作，將有關工作內(nèi)容納入指標管理體系，對相關的工作進行監(jiān)控，從而有效控制數(shù)據(jù)質(zhì)量。主要從數(shù)據(jù)錄入及時性、數(shù)據(jù)完整性、檢查及時性、檢查準確性幾個方面來考慮：

（1）數(shù)據(jù)錄入及時性：主要是針對人工觀測的數(shù)據(jù)，設置控制指標，約定數(shù)據(jù)采集后應在幾天內(nèi)完成錄入，統(tǒng)計在規(guī)定時間內(nèi)完成數(shù)據(jù)錄入的占比情況。該指標反映觀測人員是否及時將觀測數(shù)據(jù)整理入庫、歸檔保存。

（2）數(shù)據(jù)采集完整性：根據(jù)人工觀測、自動化觀測的預定頻次來計算其完整性，進而反映各類數(shù)據(jù)的缺失情況。

（3）數(shù)據(jù)檢查及時性：約定數(shù)據(jù)錄入后，檢查人員應在幾天內(nèi)完成數(shù)據(jù)的檢查工作，統(tǒng)計在規(guī)定時間內(nèi)完成數(shù)據(jù)檢查的占比情況。該指標反映檢查人員是否及時對錄入的各類數(shù)據(jù)進行了檢查、核對、確認和處理工作。

（4）數(shù)據(jù)檢查準確性：通過各類模型計算出檢查可能出錯的占比情況，比如明顯的錯誤數(shù)據(jù)被檢查人員設置為正常觀測數(shù)據(jù)等。該指標反映檢查人員對數(shù)據(jù)檢查工作的準確性。

設置這四類質(zhì)量控制指標的主要目的是為了更好地監(jiān)控和管理水工技術人員對數(shù)據(jù)采集、錄入、檢查與處理等工作的完成情況和工作質(zhì)量，進而確保數(shù)據(jù)的完整性、準確性、及時性和有效性。

3 檢查與控制流程

結(jié)合現(xiàn)實工作，利用檢查指標與質(zhì)量控制指標對數(shù)據(jù)進行有效檢查，并對水工觀測工作進行監(jiān)督和管理控制，工作流程見圖1。

4 記錄與評價

數(shù)據(jù)檢查工作應作為水工觀測日常工作按時完成，才能及時發(fā)現(xiàn)、處理問題，保證每個測點每期采集數(shù)據(jù)的準確有效。每次數(shù)據(jù)檢查工作還應填寫檢查記錄，記錄本次檢查過程中發(fā)現(xiàn)的各類問題及其處理方式和結(jié)果，以便日后查看與借鑒。

定期對數(shù)據(jù)檢查工作進行統(tǒng)計和評價，通過質(zhì)量控制指標來監(jiān)督、管理水工人員對數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)檢查的工作完成情況，記錄各項指標的統(tǒng)計值，定期對監(jiān)測工作進行客觀的評價，建立相應的考核機制，進而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制。

5 實例

5.1 檢查指標的設置

某水電站，為了及時檢查數(shù)據(jù)、有效管控大壩安全性態(tài)，根據(jù)以往多年的經(jīng)驗，對測點的監(jiān)測量設置了檢查指標，見圖2。

圖1 數(shù)據(jù)檢查及質(zhì)量控制流程示意圖Fig.1 Flow chart of data check and quality control

圖2 檢查指標設置示意圖Fig.2 The check indexes

5.2 提醒和處理

監(jiān)測數(shù)據(jù)錄入之后，按照檢查指標進行自動檢查過濾，針對異常和錯誤的信息進行了提醒，見圖3。

測值的提醒信息，可以通過短信通知、郵件發(fā)送、微信推送等方式及時通知相關責任人，以便及時對異常情況采取排查、整改、重測等措施。

5.3 數(shù)據(jù)檢查記錄

目前，很多水電站已有自動化監(jiān)測系統(tǒng)，需要人工去現(xiàn)場觀測的工作較少，工作重點應逐步轉(zhuǎn)移到對數(shù)據(jù)的檢查和處理上。數(shù)據(jù)檢查作為水工觀測的日常工作，應把每天發(fā)現(xiàn)的問題以及解決的情況填寫在數(shù)據(jù)檢查記錄單中，以便日后查詢回溯和借鑒。有些問題可以直接轉(zhuǎn)入缺陷或隱患的處理流程。某水電站日常數(shù)據(jù)檢查記錄單見圖4。

圖3 測值提醒信息瀏覽示意圖Fig.3 The warning information

5.4 質(zhì)量控制

對數(shù)據(jù)檢查工作的質(zhì)量進行管理和監(jiān)督也是非常重要的工作，檢查工作的質(zhì)量直接影響了數(shù)據(jù)的質(zhì)量。某公司已采用了一些控制指標，輔以相應的考核機制，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)檢查工作的監(jiān)督與管理，見圖5。

圖4 檢查記錄單界面Fig.4 Data check record

圖5 數(shù)據(jù)檢查質(zhì)量控制統(tǒng)計界面Fig.5 Statistics on data quality

6 結(jié)語

數(shù)據(jù)的真實性、有效性是資料整編、定期檢查、安全分析與評價等工作的基礎，是大壩安全監(jiān)測的基本工作要求，是確保大壩安全運行的基石。數(shù)據(jù)檢查工作的重要性已得到業(yè)內(nèi)的普遍認可。部分運行單位已建立了數(shù)據(jù)檢查工作規(guī)程及相應的考核制度，切實履行數(shù)據(jù)檢查的工作職責，使數(shù)據(jù)的真實性、有效性和及時性得到保證。

2017-06-06

馮 濤（1976-），男，河南信陽人，工程師，主要從事大壩安全管理信息系統(tǒng)開發(fā)與集成、項目實施與管理等方面的工作。

作者郵箱：feng_t@ecidi.com

Check of safety monitoring data for hydropower dams and quality control

FENG Tao

Pow?erChina Huadong Engineering Co.,Ltd.

Observation data of the four major aspects,namely deformation,seepage,stress-strain and temperature as well as environmental quantities,are mainly included in dam safety monitoring data.From the management point of view,to ensure the authenticity and validity of data,this paper expounds how to check the data conveniently and effectively,and supervise the quality of inspection work.

dam safety;monitoring data;automation;collection;missing rate

TV697

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1671-1092（2017）05-0018-04