面向全流域的監(jiān)測設(shè)施編碼體系研究

黃會寶，江德軍，吳雙利

（國電大渡河流域水電開發(fā)有限公司庫壩管理中心，四川 樂山 614900)

面向全流域的監(jiān)測設(shè)施編碼體系研究

黃會寶，江德軍，吳雙利

（國電大渡河流域水電開發(fā)有限公司庫壩管理中心，四川 樂山 614900)

隨著大壩安全監(jiān)測流域化、專業(yè)化、全生命周期管理需求日益突出，對監(jiān)測設(shè)備設(shè)施的數(shù)字化、專業(yè)化、智能化管理要求也日漸提高，但縱觀國內(nèi)外，在大壩安全監(jiān)測領(lǐng)域尚無統(tǒng)一的可滿足當前需求的監(jiān)測設(shè)備編碼體系。在總結(jié)當前監(jiān)測設(shè)備編碼規(guī)則的基礎(chǔ)上，提出基于全流域及全生命周期管理的編碼體系框架。闡述由位置及身份碼段組成的監(jiān)測設(shè)備編碼規(guī)則，其中位置碼段由電站、部位及設(shè)備等三部分標識碼組成，身份碼由大壩安全監(jiān)測信息系統(tǒng)生成唯一的身份標識。該編碼體系可實現(xiàn)監(jiān)測設(shè)施設(shè)備的準確定位與辨認，方便設(shè)備分類管理與查詢，實現(xiàn)設(shè)備信息化、全生命周期管理的目的。該套編碼體系已在大渡河流域庫壩安全信息綜合管理系統(tǒng)中應(yīng)用，效果良好，相關(guān)編碼規(guī)則可為類似工程提供可借鑒的經(jīng)驗。

大壩安全監(jiān)測；監(jiān)測設(shè)施；編碼體系；位置碼；身份碼；全流域；全生命周期

0 引言

大渡河流域水電開發(fā)共規(guī)劃了 22 座梯級電站，其中授權(quán)大渡河公司開發(fā)的有 18 級電站。隨著管理范圍的不斷擴大，電力生產(chǎn)流域化、專業(yè)化、全生命周期管理需求日益突出，監(jiān)控大壩安全運行工況的監(jiān)測儀器設(shè)備種類越來越多，數(shù)量越來越大，出現(xiàn)了儀器不同但測點編號相同，同類型儀器編號方法不同，不同電站間相同測點編號規(guī)則各異等現(xiàn)象。如何對數(shù)以萬計的監(jiān)測數(shù)據(jù)有效管理，提升工作效率，理順管理流程，實現(xiàn)信息的高效快捷管控成為面臨的具體問題。目前，從可查閱的水利及電力行業(yè)相關(guān)的編碼標準和規(guī)范可以看出，在流域化梯級電站大壩安全監(jiān)測設(shè)備設(shè)施全生命周期編碼管理方面仍屬空白，如 DL/T 324—2010 《大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)通信規(guī)約》僅對監(jiān)測自動化系統(tǒng)通信接口、網(wǎng)絡(luò)傳輸、通用命令集等進行了約定，還沒有一套成熟的針對流域電站集中管控的大壩安全監(jiān)測設(shè)備設(shè)施編碼的參考依據(jù)和引用標準。同時，從國內(nèi)外已有文獻看，李東風(fēng)等[1]對標準化水利工程及設(shè)施信息代碼編制的有關(guān)問題進行了剖析，宋佳等[2]提出了面向全過程管理的污染源編碼體系，一些學(xué)者[3-7]對面向信息共享的信息分類編碼標準、多維組合的水利科學(xué)數(shù)據(jù)分類、企業(yè)信息化編碼及電網(wǎng)智能調(diào)度編碼等體系進行了研究，但均未涉及針對全流域及全生命周期的監(jiān)測設(shè)施編碼體系研究，部分編碼體系規(guī)則僅適用于單一電站獨立管理的模式，未考慮多個電站編碼統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一管理問題。

鑒于此，提出針對全流域、全生命周期的大壩安全監(jiān)測設(shè)施設(shè)備編碼體系，對監(jiān)測設(shè)備進行唯一標識，建立可視化二維碼，將設(shè)備信息接入互聯(lián)網(wǎng)，以期實現(xiàn)監(jiān)測設(shè)備的遠程監(jiān)控與智能化網(wǎng)絡(luò)管理，達到設(shè)施設(shè)備的準確定位與辨認，方便設(shè)備分類管理與查詢，實現(xiàn)設(shè)備管理信息化的目的。同時，通過設(shè)備的唯一編碼標識也便于管理設(shè)備的運行、檢修、歷史等狀況信息，實現(xiàn)缺陷、設(shè)備自動化、全生命周期的管理。

1 編碼體系框架設(shè)計

目前，各設(shè)計單位對監(jiān)測測點一般按照監(jiān)測項目進行分類編號，但在實際施工過程中，由于施工單位眾多，各標段、部位施工單位均有可能不同，從而導(dǎo)致編號混亂的現(xiàn)象。對于流域化大壩管理單位，針對的是全流域的多個電站，若僅考慮監(jiān)測項目，則可能出現(xiàn)不同電站同一編號的問題，在數(shù)據(jù)庫中易造成混亂。因此測點編號除反映監(jiān)測項目類型外，還應(yīng)反映測點本身所在的電站名稱。同時，為便于識別測點的部位及所在標段，部位標識碼也應(yīng)當納入編碼范疇，以便統(tǒng)計各部位測點數(shù)量、監(jiān)測設(shè)施設(shè)備運行及監(jiān)測數(shù)據(jù)等情況。此外，對各測點按照儀器類型或監(jiān)測項目進行分類編碼也必須納入考慮。根據(jù)現(xiàn)狀，各類監(jiān)測設(shè)施設(shè)備基本有較為固定的標識方式，如水平位移觀測墩采用 TP 標識，量水堰采用 WE 標識等。在本編碼中應(yīng)繼續(xù)沿用，即考慮安全監(jiān)測設(shè)施設(shè)備代碼段。具體編碼體系如圖 1 所示。對各段編碼進行組合，形成各測點的標識編碼，甚至可以考慮將各標識編碼用二維碼的形式體現(xiàn)在測點標示牌中，現(xiàn)場巡視檢查人員通過掃描二維碼即可快速讀取測點的基本信息及相關(guān)的監(jiān)測、往期巡視檢查情況。

圖 1 安全監(jiān)測設(shè)施設(shè)備編碼體系框架

2 編碼方案

2.1 編碼基本原則

1）科學(xué)性原則。依據(jù)現(xiàn)行國家及水電行業(yè)標準，并結(jié)合水電科學(xué)的特性及特點，以適應(yīng)當前信息化、數(shù)據(jù)庫及通訊技術(shù)應(yīng)用和管理為目標，對安全監(jiān)測設(shè)施設(shè)備按照屬性、類別、部位等特征進行科學(xué)編碼，形成系統(tǒng)的編碼體系。

2）唯一性原則。每個編碼對象有且僅有一個編碼，一個編碼也只標識一個編碼對象。不同的監(jiān)測設(shè)備、所處部位必須有明顯的區(qū)分，必須編制不同的標識代碼，以保證編碼的唯一性。

3）相對穩(wěn)定性及可擴充性原則。編碼體系以各要素相對穩(wěn)定的屬性或特征為基礎(chǔ)，既要反映要素的屬性，又要反映要素間的相互關(guān)系，并具有可擴充性，能在較長時間不發(fā)生重大的變更。

4）實用性及可讀性。在不影響編碼系統(tǒng)容量和可擴性的前提下，編碼應(yīng)盡可能簡短和便于識別記憶，以減少差錯率，減少計算機處理的時間和存儲空間。

2.2 編碼規(guī)則

編碼采用數(shù)字與字母相結(jié)合的方式對埋設(shè)的監(jiān)測儀器和設(shè)施的所屬電站、標段位置、測點編號等信息進行標識。編碼分為設(shè)備位置和身份碼段 2 個部分，可以獨立編制，在信息管理系統(tǒng)中，兩部分編碼配合使用，可生成具有唯一性的對應(yīng)二維碼，以實現(xiàn)對所有設(shè)備的全生命周期管理。

2.2.1 位置碼編碼規(guī)則

監(jiān)測設(shè)施位置碼采用分層、分類的方法對監(jiān)測設(shè)備進行編碼，用于標識其所屬位置，位置碼分為3 個碼段，共 8～14 位字符，如表 1 所示。

1）電站標識（第 1 碼段）。用 3 位字母或數(shù)字對同一電廠所管轄的不同電站進行標識，不足 3 位的用數(shù)字 0 補足。例如用“PBG”標識瀑布溝電站；“SP1”標識沙坪一級電站；“GZ0”標識龔嘴電站。

2）標段標識（第 2 碼段）。用 3 位數(shù)字或字母進行標識，不足 3 位的用數(shù)字 0 補足。例如：用“DB0”標識大壩標，“YHD”標識溢洪道；用“B”+“2 位數(shù)字”標識壩段，如“B01”標識 1 號壩段，“B11”標識 11 號壩段。各部位標識如表 2 所示。

3）設(shè)備標識（第 3 碼段）。用 2～8 位字母或數(shù)字進行標識，不使用 0 進行補位。例如：用“JG01”標識真空激光準直系統(tǒng) 1 號測點，用“4M1201”標識 12 號四點式多點位移計 1 號測點。各種監(jiān)測設(shè)施編碼如表 3 所示。

表 1 安全監(jiān)測設(shè)施設(shè)備位置碼組成

表 2 水電站部位標識（第 2 碼段）編碼

2.2.2 身份碼編碼規(guī)則

設(shè)施設(shè)備身份碼段是區(qū)分每個設(shè)備的唯一身份標識，用于標識每個具體的設(shè)施設(shè)備，便于從業(yè)人員對每個設(shè)備的全生命周期進行管理。設(shè)施設(shè)備身份碼采用數(shù)字流水編號的方式進行編寫，可由大壩安全監(jiān)測信息系統(tǒng)自動生成，確保設(shè)施設(shè)備的身份碼具備唯一性。身份碼長度為 6 位數(shù)字，也可根據(jù)實際情況任意擴充。最終的大壩安全監(jiān)測設(shè)施設(shè)備編碼形式如圖 2 所示。

表 3 水電站監(jiān)測設(shè)備設(shè)備標識（第 3 碼段）編碼

2.3 應(yīng)用實例

本編碼方案已在大渡河流域庫壩安全信息綜合管理系統(tǒng)中實施運用，首次對流域電站監(jiān)測設(shè)備設(shè)施的編碼進行了統(tǒng)一規(guī)劃，設(shè)備編碼簡明清晰、高效實用，實現(xiàn)了監(jiān)測設(shè)備設(shè)施編碼的標準化管理，在實際應(yīng)用中反映良好，提升了大壩安全監(jiān)測工作的管理水平。

以瀑布溝水電站基礎(chǔ)廊道真空激光系統(tǒng) 1# 測點為例（其余類型測點編碼方式類似），其電站標識碼為 PBG，部位標識碼為 JLD，設(shè)備標識碼為 JG01，身份碼為 100001（庫壩信息系統(tǒng)生成），則該設(shè)備編碼為 PBGJLDJG01100001，根據(jù)此編碼可生成對應(yīng)的二維碼。

通過該編碼，一方面可實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫中測點的唯一編碼，避免出現(xiàn)重復(fù)編碼造成數(shù)據(jù)查詢的不便。結(jié)合庫壩信息系統(tǒng)，通過唯一的監(jiān)測設(shè)施編碼可實現(xiàn)快速定位，根據(jù)用戶需求進行不同標段測點的統(tǒng)計分析，如利用“PBGYHD”搜索則可快速定位出瀑布溝電站溢洪道的測點數(shù)量，利用“PBG***WE”則可快速定位出瀑布溝水電站所有量水堰等。同時，通過該編碼可將設(shè)備的缺陷、檢修維護記錄、測點基本屬性等信息關(guān)聯(lián)起來，便于用戶查詢分析，實現(xiàn)全生命周期的管理。

3 結(jié)語

大壩安全監(jiān)測設(shè)施設(shè)備編碼體系采用分層化樹形結(jié)構(gòu)，使監(jiān)測設(shè)備設(shè)施分類清晰，便于查找、統(tǒng)計及增刪。同時對流域監(jiān)測設(shè)備主要信息進行描述，突出反映設(shè)備特征信息，忽略不必要信息的描述，減少多余信息的干擾，進而減少編碼的冗余度。編碼方案根據(jù)流域大壩安全監(jiān)測工作的特點，要求在電站、標段及設(shè)備等標識層進行統(tǒng)一編碼，實現(xiàn)了流域電站之間的信息共享。

編碼系統(tǒng)堅持目前電力企業(yè)的系統(tǒng)分類原則，結(jié)合大渡河流域電站運行管理經(jīng)驗，提出監(jiān)測設(shè)備設(shè)施的推薦編碼，具備實用性、可推廣性。

圖 2 安全監(jiān)測設(shè)施設(shè)備編碼結(jié)構(gòu)

標準化設(shè)施編碼可實現(xiàn)流域監(jiān)測設(shè)施的數(shù)字化管理，對已運行及在建電站的監(jiān)測和設(shè)施進行高效、全面、準確的管理，具有唯一性、合理性、可擴充性、簡明性、適用性和規(guī)范性等特點。同時，對于在建電站，各監(jiān)測設(shè)備可按照此編碼體系進行統(tǒng)一的編碼，以規(guī)范管理，提高效率。

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[2] 宋佳，苗茹，趙曉宏，等. 面向全過程管理的污染源編碼體系研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2015，38（增刊 1）:474-480.

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Coding rules system for monitoring facilities oriented whole basin

HUANG Huibao, JIANG Dejun, WU Shuangli
(Dadu River Hydropower Development CO. Ltd. Of China Guo-dian, Leshan 614900, China)

With the dam safety monitoring watershed, specialization, the demand for life cycle management becoming increasingly prominent, the monitoring equipment and facilities of the digital, professional, intelligent management requirements are increasing. But throughout the country, there is no uniform to meet the current needs of the monitoring equipment coding system in the fi eld of dam safety monitoring. On the basis of summarizing the current coding rules of monitoring equipment, this paper puts forward the coding system framework based on the whole basin and the whole life cycle management, and elaborates the coding rules of the monitoring equipment composed of the position code and the identity code segment, identification code, location identification code and equipment identif i cation code composed of three parts, the identity code from the dam safety monitoring information system to generate a unique identity. The coding system can realize the accurate positioning and identif i cation of the monitoring facilities and equipment, facilitate the management and query of the equipment classif i cation, realize the information of the equipment and the whole life cycle management. The coding system has been applied in the integrated management system of dam and dam safety information in Dadu River Basin, and the relevant coding rules can provide reference experience for similar projects.

dam safety monitoring; monitoring facility; coding system; location code; identity code; whole basin;full life cycle

TV698.1

A

1674-9405(2017)06-0051-04

10.19364/j.1674-9405.2017.06.010

2017-06-26

黃會寶（1983-），男，山東濰坊人，工程師，研究方向為水電站水庫大壩安全監(jiān)測與監(jiān)控。