旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

劉光彪 李少林 吳雙利 紀(jì)傳波 戴領(lǐng) 沈明毅

摘要：為提高安全監(jiān)測(cè)作業(yè)工作效率，滿足其快速、高效、可靠地掌握工程性態(tài)的需要，需通過信息化手段設(shè)計(jì)與研發(fā)旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)。依據(jù)旭龍水電站安全監(jiān)測(cè)需求，以工程安全監(jiān)測(cè)具體業(yè)務(wù)為導(dǎo)向，綜合考慮各參建單位的使用場(chǎng)景，開發(fā)了監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，包含定制化首頁、工程管理、施工管理、在線采集、環(huán)境信息、儀器管理、監(jiān)測(cè)管理、資料分析、監(jiān)測(cè)預(yù)警、巡視檢查、報(bào)表報(bào)告、三維展示等功能，并在監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)中保留符合智慧工程、智慧電廠系統(tǒng)要求的接口，滿足相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸與信息推送要求。通過使用監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，提升了工作效率，降低了工程安全隱患風(fēng)險(xiǎn)。研究成果可為類似大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：安全監(jiān)測(cè)； 安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)； 智慧工程； 旭龍水電站

中圖法分類號(hào)：TV698.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.05.019

文章編號(hào)：1006-0081（2024）05-0105-06

0 引言

20世紀(jì)80年代初，意大利和法國等率先開展了大壩自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開發(fā)研究和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析研究，并于1980年開發(fā)了MIAMS大壩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、MISTRAL系統(tǒng)、DAMSAFE大壩安全管理決策支持系統(tǒng)等大壩安全監(jiān)測(cè)信息化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了大壩的實(shí)時(shí)監(jiān)控和信息化管理。隨后，日本、美國和加拿大等國也相繼開發(fā)了Waleach大壩監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)、Monticello集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。國際主要應(yīng)用的大壩安全監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要有：意大利ISMES的GPDAS系統(tǒng)，美國Geomation公司的2300系統(tǒng)［1］以及后續(xù)2380系統(tǒng)等迭代更新系統(tǒng)、Sinco公司的IDA系統(tǒng)等。

中國于20世紀(jì)80年代開始開展大壩安全監(jiān)測(cè)及信息化管理的研究。1980～1983年，中國在龔咀和葛洲壩大壩上布設(shè)了監(jiān)測(cè)傳感器，對(duì)大壩安全監(jiān)測(cè)進(jìn)行信息化管理。南京自動(dòng)化所開發(fā)了具有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集、傳輸、分析處理等功能的大壩自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（DAMS）和大壩安全信息管理系統(tǒng)（DSIMS）。隨后，中國眾多監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備研發(fā)制造廠家、高校和科研單位等相繼開發(fā)了自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件和信息化管理平臺(tái)［2］。

上述自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多采用數(shù)據(jù)采集管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、圖表可視化等二維技術(shù)手段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。隨著大壩安全監(jiān)控理論方法研究不斷深入、人工智能理論方法在水利領(lǐng)域的深層應(yīng)用，信息化技術(shù)、BIM技術(shù)與應(yīng)用、無人機(jī)近景攝影技術(shù)等發(fā)展日新月異，大壩安全監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)不應(yīng)僅僅停留在圖表可視化的數(shù)據(jù)分析層面，更應(yīng)借助當(dāng)前先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)，賦能大壩安全監(jiān)測(cè)信息化、智慧化發(fā)展。

為積極響應(yīng)國家“十四五”水利發(fā)展規(guī)劃智慧水利建設(shè)等政策，對(duì)旭龍水電站工程安全監(jiān)測(cè)技術(shù)及其自動(dòng)化提出更高的要求。旭龍水電站位于云南省德欽縣與四川省得榮縣交界的金沙江干流上游河段，是金沙江上游河段“一庫十三級(jí)”梯級(jí)開發(fā)方案中的第12級(jí)，是西電東送骨干電源點(diǎn)之一。工程開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，并促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。壩址多年平均流量為990 m3/s，多年平均徑流量為313億m3。水庫正常蓄水位2 302 m，死水位2 294 m，設(shè)計(jì)洪水位2 303.42 m，校核洪水位2 305.89 m，總庫容約8.47億m3。水電站裝機(jī)容量2 400 MW，多年平均年發(fā)電量約105.14億kW·h。

本文結(jié)合旭龍水電站安全監(jiān)測(cè)管理運(yùn)行需求，設(shè)計(jì)研發(fā)了旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)。通過搭建“一中心多服務(wù)”的層級(jí)數(shù)據(jù)匯聚融合架構(gòu)，適配了安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)多源服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的高效匯聚融合［3］；在此基礎(chǔ)上，提供了安全監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理功能，充分融合人工智能算法，異常數(shù)據(jù)智能識(shí)別［4］，大數(shù)據(jù)與云計(jì)算等智能化、智慧化技術(shù)手段，開展了旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)成果有效性檢查、數(shù)據(jù)異常識(shí)別、現(xiàn)場(chǎng)檢查信息異常判別等研究；利用BIM+GIS技術(shù)，以3DE設(shè)計(jì)平臺(tái)為依托，構(gòu)建了旭龍水電站安全監(jiān)測(cè)三維可視化場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)了旭龍水電站工程可視化、安全監(jiān)測(cè)成果可視化、預(yù)警可視化等，豐富了水電站安全監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)表達(dá)形式，提升了業(yè)務(wù)管理直觀能力，更加清晰地表達(dá)了業(yè)務(wù)場(chǎng)景［5-6］。

1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 總體框架

依據(jù)旭龍水電站安全監(jiān)測(cè)需求，以工程安全監(jiān)測(cè)具體業(yè)務(wù)為導(dǎo)向，綜合考慮業(yè)主單位、監(jiān)測(cè)中心、監(jiān)理單位、監(jiān)測(cè)實(shí)施單位等各方參建單位使用場(chǎng)景，配合監(jiān)測(cè)自動(dòng)化采集系統(tǒng)獨(dú)立開發(fā)旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)，用于數(shù)據(jù)整編、資料歸檔、數(shù)據(jù)分析、監(jiān)測(cè)預(yù)警等功能，形成一套數(shù)據(jù)匯集、展示、管理、分析、預(yù)警為一體的應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)合WebGIS、數(shù)據(jù)交換、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，建成可覆蓋各工程統(tǒng)一、實(shí)時(shí)的安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理分析平臺(tái)，并為如智慧工程等其他相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)預(yù)留接口，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工程中數(shù)據(jù)的有序交換及統(tǒng)一管理，提升安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的管理和利用效率，為工程建設(shè)的決策提供支持。

旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)軟件擬采用一體化架構(gòu)搭建，分布式面向服務(wù)的組件模型設(shè)計(jì)思想，統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)，將各類應(yīng)用功能劃分為不同服務(wù)模塊，模塊間具有數(shù)據(jù)交互、事件發(fā)布、應(yīng)用調(diào)用等功能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)源共享，在此基礎(chǔ)之上建立信息互動(dòng)、綜合聯(lián)動(dòng)、智能決策的應(yīng)用系統(tǒng)。總體框架如圖1所示，將系統(tǒng)共分為資源層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層以及展示層［7-8］。

1.2 總體數(shù)據(jù)流程設(shè)計(jì)

旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)總體數(shù)據(jù)流程設(shè)計(jì)分為安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，環(huán)境量監(jiān)測(cè)、專項(xiàng)監(jiān)測(cè)及工程運(yùn)行特征數(shù)據(jù)，巡視檢查數(shù)據(jù)，安全監(jiān)測(cè)管理信息，可視化環(huán)境建設(shè)數(shù)據(jù)流程以及外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)。具體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流程如圖2所示。

1.2.1 安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

本項(xiàng)目安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包含自動(dòng)化采集數(shù)據(jù)和人工錄入數(shù)據(jù)。

（1） 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過“數(shù)據(jù)采集功能”完成入庫。

（2） 人工觀測(cè)數(shù)據(jù)采用增量模式完成入庫，同時(shí)系統(tǒng)提供單表和批量導(dǎo)入2種方式，實(shí)現(xiàn)快速導(dǎo)入數(shù)據(jù)。

（3） 項(xiàng)目中安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理過程如下：① 人工數(shù)據(jù)首先通過人為初步篩選與粗差檢驗(yàn)后，通過系統(tǒng)平臺(tái)導(dǎo)入原始數(shù)據(jù)庫，經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)校核，形成成果數(shù)據(jù)庫；② 自動(dòng)化數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)通過“安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集服務(wù)”在線導(dǎo)入到原始數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)校核后導(dǎo)入成果數(shù)據(jù)庫。

1.2.2 環(huán)境量監(jiān)測(cè)、專項(xiàng)監(jiān)測(cè)及工程運(yùn)行特征數(shù)據(jù)

（1） 環(huán)境量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，如大壩上下游水位、氣溫、降水量、出入庫流量等，采用外部數(shù)據(jù)庫接入方式入庫，或經(jīng)過人工使用系統(tǒng)功能導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫。

（2） 專項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，如水力學(xué)原型觀測(cè)數(shù)據(jù)，采用錄入或?qū)敕绞饺霂臁?/p>

（3） 工程運(yùn)行特征數(shù)據(jù)，如閘門啟閉、機(jī)組運(yùn)行等數(shù)據(jù)，采用外部數(shù)據(jù)庫接入方式入庫。

1.2.3 巡視檢查數(shù)據(jù)

安全監(jiān)測(cè)巡視檢查成果，采取錄入和導(dǎo)入方式入庫。

（1） 結(jié)構(gòu)化電子巡檢數(shù)據(jù)，如安全監(jiān)測(cè)巡檢，通過移動(dòng)設(shè)備采集信息，采取在線上傳或離線接入方式導(dǎo)入安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫中。

（2） 巡檢相關(guān)文檔（電子、紙質(zhì)）成果，采取從外部數(shù)據(jù)庫接入或批量導(dǎo)入方式入庫。

1.2.4 安全監(jiān)測(cè)管理信息

規(guī)程規(guī)范、管理制度、技術(shù)資料與檔案等采用批量導(dǎo)入方式入庫。

1.2.5 可視化環(huán)境建設(shè)數(shù)據(jù)流程

通過外業(yè)采集，獲取影像、三維地形等空間地理信息制作數(shù)字正射影像，構(gòu)建三維地形地貌場(chǎng)景；收集水工樞紐建筑物圖紙，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)拍照，建設(shè)工程建筑物三維模型；融合道路、水系等基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)，疊加專題矢量數(shù)據(jù)，構(gòu)建系統(tǒng)三維可視化環(huán)境。

1.2.6 外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)

按照外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)推送接口要求，對(duì)外部系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行封裝，實(shí)現(xiàn)旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)推送指定數(shù)據(jù)至外部系統(tǒng)中。

1.3 與外部系統(tǒng)的關(guān)系

旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)與旭龍智慧工程管理平臺(tái)、旭龍水電站安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)邊界如圖3所示。

旭龍水電站大壩安全信息綜合管理系統(tǒng)主要與安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集，同時(shí)向旭龍智慧工程管理平臺(tái)和國家大壩中心等外部系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。

（1） 系統(tǒng)與旭龍水電站安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)接數(shù)據(jù)。旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)與安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)接工程安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，主要包含變形、滲流、溫度及應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和相應(yīng)成果等數(shù)據(jù)。

（2） 系統(tǒng)與智慧工程管理平臺(tái)和大壩中心共享信息。安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)與旭龍智慧工程信息管理平臺(tái)（智慧工程、智慧電廠）主要共享工程安全監(jiān)測(cè)成果信息，包含監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、成果分析信息等。向大壩中心報(bào)送監(jiān)測(cè)信息，包含大壩運(yùn)行安全基礎(chǔ)信息、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及監(jiān)測(cè)年度報(bào)告等信息。

2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

根據(jù)旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)應(yīng)用需求，針對(duì)三維展示、儀器管理、巡視檢查、報(bào)表報(bào)告等功能進(jìn)行進(jìn)一步的研發(fā)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，建立旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)。

系統(tǒng)主要是對(duì)自動(dòng)和人工采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、圖表制作、初步分析、測(cè)值預(yù)報(bào)、超限報(bào)警以及監(jiān)測(cè)信息三維展示，以便實(shí)時(shí)掌握樞紐工程的狀態(tài)。

系統(tǒng)作為監(jiān)測(cè)大壩及其他主要建筑物安全的工具，既要對(duì)工程日常安全性狀進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，又要快速提供大壩及其他主要建筑物在遇到洪水、水庫高水位、地震等情況下的監(jiān)測(cè)資料和實(shí)時(shí)的安全評(píng)價(jià)，使工程管理者能及時(shí)掌握工程的安全性態(tài)。旭龍水電站工程安全監(jiān)測(cè)的測(cè)點(diǎn)多且分散，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)若以傳統(tǒng)的人工觀測(cè)方法為主，一方面需要投入大量的人力資源，另一方面儀器觀測(cè)頻次和觀測(cè)精度也受到限制，特別是汛期、高洪水、地震等緊急情況下，很難及時(shí)提供大量的實(shí)時(shí)有效數(shù)據(jù)供分析和決策，不能滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和快速反饋的要求。因此，建立高效的安全監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的快速匯聚、融合、分析和反饋十分必要。

系統(tǒng)具有工程管理、施工管理、數(shù)據(jù)采集、環(huán)境信息、監(jiān)測(cè)管理、儀器管理、資料分析、監(jiān)測(cè)預(yù)警、巡視檢查、報(bào)表報(bào)告、三維展示和系統(tǒng)管理等功能，且需要與旭龍水電站安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集，同時(shí)還需將工程安全監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)推送至旭龍水電站智慧工程平臺(tái)和國家大壩中心等外部系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享。系統(tǒng)主要具備以下功能內(nèi)容：

（1） 工程管理功能實(shí)現(xiàn)工程基礎(chǔ)信息、工程部位和工程施工與運(yùn)行相關(guān)文檔資料管理。

（2） 施工管理功能包含采購審簽、埋設(shè)審簽、儀器考證信息等，實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測(cè)儀器采購管理、埋設(shè)安裝管理以及儀器考證信息的綜合管理。

（3） 數(shù)據(jù)采集功能主要對(duì)接各監(jiān)測(cè)實(shí)施標(biāo)自動(dòng)化采集系統(tǒng)，接入監(jiān)測(cè)自動(dòng)化數(shù)據(jù)，并對(duì)自動(dòng)化數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。

（4） 環(huán)境信息用于管理旭龍水電站工程的環(huán)境量信息，如降雨量、庫水位、氣溫等。

（5） 監(jiān)測(cè)管理模塊對(duì)各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理存儲(chǔ)，并將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行物理量的轉(zhuǎn)換，達(dá)到可用級(jí)別。

（6） 儀器管理模塊主要存儲(chǔ)管理工程的測(cè)點(diǎn)信息數(shù)據(jù)，對(duì)整個(gè)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)情況進(jìn)行存儲(chǔ)管理。

（7） 資料分析實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)快速整編分析，批量生成過程線、分布圖等，同時(shí)具備相關(guān)性分析和統(tǒng)計(jì)分析能力。

（8） 監(jiān)測(cè)預(yù)警主要實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)預(yù)警預(yù)報(bào)管理，具備錄入預(yù)警指標(biāo)，預(yù)警人員、預(yù)警事件、預(yù)警等級(jí)和報(bào)警流程處理等功能。

（9） 巡視檢查可實(shí)現(xiàn)旭龍水電站全周期巡檢過程管理，實(shí)現(xiàn)巡檢計(jì)劃制定、成果管理和統(tǒng)計(jì)等功能。

（10） 報(bào)表報(bào)告模塊實(shí)現(xiàn)可自定義報(bào)表結(jié)構(gòu)，并提供報(bào)表數(shù)據(jù)時(shí)段選擇，快速生成給定報(bào)表結(jié)構(gòu)的周報(bào)、月報(bào)、年報(bào)報(bào)表，進(jìn)一步通過給定報(bào)告模板實(shí)現(xiàn)報(bào)告自動(dòng)生成。

（11） 三維展示模塊以三維GIS空間為全景展示單元，實(shí)現(xiàn)空間虛擬視圖下測(cè)點(diǎn)分布與數(shù)據(jù)可視化和監(jiān)測(cè)成果模擬仿真，并結(jié)合實(shí)時(shí)預(yù)警預(yù)報(bào)，構(gòu)建旭龍工程區(qū)直觀的安全監(jiān)測(cè)空天地綜合一體化場(chǎng)景。

（12） 系統(tǒng)管理主要提供用戶管理、權(quán)限管理、日志管理等功能。

3 系統(tǒng)研發(fā)技術(shù)架構(gòu)

旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)基于微服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)，結(jié)合旭龍水電站安全監(jiān)測(cè)實(shí)際業(yè)務(wù)需求，充分吸收IT行業(yè)先進(jìn)技術(shù)，提出了一種有效的安全監(jiān)測(cè)信息化管理系統(tǒng)服務(wù)集群化方法。采用前后端分離開發(fā)模式，實(shí)現(xiàn)了前端開發(fā)與后端開發(fā)同步進(jìn)行。前端主要基于Vue全家桶以及相關(guān)組件進(jìn)行開發(fā)，后端主要基于Spring Boot、Spring Cloud & Alibaba框架進(jìn)行開發(fā)。后臺(tái)系統(tǒng)中包含了負(fù)載均衡、熔斷降級(jí)、認(rèn)證授權(quán)以及限流，同時(shí)具備統(tǒng)一權(quán)限認(rèn)證功能，可實(shí)現(xiàn)不同用戶權(quán)限控制，異常日志的統(tǒng)一管理，同時(shí)采用主流的容器技術(shù)實(shí)現(xiàn)專業(yè)功能模塊的橫向擴(kuò)展［9］。

本系統(tǒng)基于微服務(wù)的服務(wù)治理平臺(tái)的底層技術(shù)框架，用戶發(fā)起業(yè)務(wù)請(qǐng)求，該請(qǐng)求被Nginx轉(zhuǎn)交給API網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)根據(jù)當(dāng)前請(qǐng)求動(dòng)態(tài)路由到指定的服務(wù)。若請(qǐng)求過多，負(fù)載均衡便發(fā)揮作用，減少某塊業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)具體服務(wù)的壓力，達(dá)到負(fù)載均衡狀態(tài)，當(dāng)某個(gè)服務(wù)調(diào)用鏈中部分服務(wù)出現(xiàn)了問題，在網(wǎng)關(guān)層面就可以對(duì)該服務(wù)進(jìn)行熔斷或者降級(jí)，本系統(tǒng)采用Sentinel組件完成熔斷降級(jí)功能。前端請(qǐng)求到達(dá)服務(wù)器后進(jìn)行具體業(yè)務(wù)的計(jì)算和調(diào)用，服務(wù)與服務(wù)之間會(huì)進(jìn)行調(diào)用，該調(diào)用過程主要通過Open-Feign組件完成。系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)主要使用Spring Security實(shí)現(xiàn)權(quán)限認(rèn)證和授權(quán)與防護(hù)外部攻擊。服務(wù)與服務(wù)之間使用消息隊(duì)列（RabbitMQ）完成異步通信，實(shí)現(xiàn)服務(wù)之間的解耦，進(jìn)一步提升松耦合性。服務(wù)通信過程中，為提升數(shù)據(jù)通信效率，采用Redis技術(shù)緩存重復(fù)使用數(shù)據(jù)。

在該技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)下，旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)具備強(qiáng)魯棒性與穩(wěn)定性、強(qiáng)松耦合與安全性等特點(diǎn)。

4 典型功能應(yīng)用

（1） 旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)集成了以3DE安全監(jiān)測(cè)三維設(shè)計(jì)成果為基礎(chǔ)的工程安全監(jiān)測(cè)三維可視化場(chǎng)景，為旭龍水電站工程安全管理提供更加直觀的決策支持。

（2） 二維圖紙關(guān)聯(lián)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和測(cè)點(diǎn)信息，通過在二維圖紙相應(yīng)設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上點(diǎn)擊關(guān)聯(lián)對(duì)應(yīng)系統(tǒng)中的測(cè)點(diǎn)編號(hào)，便可在該位置顯示對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)類型的設(shè)計(jì)圖例，后續(xù)點(diǎn)擊便可查詢?cè)摐y(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，該功能更加直觀的展現(xiàn)測(cè)點(diǎn)相關(guān)信息，可更好地反饋監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)和管理。

（3） 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理提供了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)圖表展示和查看統(tǒng)計(jì)特征值和測(cè)點(diǎn)基礎(chǔ)信息等功能，同時(shí)圖表可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，并支持通過特定備注方式，實(shí)現(xiàn)在過程線圖中進(jìn)行特殊事件標(biāo)注。

（4） 工程文檔資料功能靈活采用了文件夾形式對(duì)相關(guān)文檔進(jìn)行管理，更加貼近用戶日常辦公操作習(xí)慣，從而提高資料整理歸檔效率。

（5） 系統(tǒng)功能快捷收藏。由于系統(tǒng)功能點(diǎn)較多，為提升系統(tǒng)用戶體驗(yàn)，旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)開發(fā)了功能點(diǎn)收藏功能。某個(gè)功能收藏后，后續(xù)用戶便可直接通過該快捷功能直接進(jìn)入到相應(yīng)功能界面。

5 結(jié)語

本文提出了旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)研發(fā)功能包含工程管理、施工管理、數(shù)據(jù)采集、環(huán)境信息、監(jiān)測(cè)管理、儀器管理、資料分析、監(jiān)測(cè)預(yù)警、巡視檢查、報(bào)表報(bào)告、三維展示和系統(tǒng)管理等功能，且與旭龍水電站安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集，同時(shí)將工程安全監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)推送至旭龍水電站智慧管理平臺(tái)和國家大壩中心等外部系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享。通過建立旭龍水電站大壩安全監(jiān)測(cè)信息綜合管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的快速匯聚、融合、分析和反饋，為旭龍安全監(jiān)測(cè)信息全過程管理和應(yīng)用提供可靠保障，為旭龍水電站工程安全監(jiān)測(cè)數(shù)字化、信息化提供了業(yè)務(wù)支撐。

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編輯：李晗

Design and development of comprehensive management system for dam safety monitoring information of Xulong Hydropower Station

LIU Guangbiao1，2，LI Shaolin1，2，WU Shuangli3，JI Chuanbo1，2，DAI Ling1，2，SHEN Mingyi1，2

（1.Changjiang Institute of Survey，Planning，Design and Research，Wuhan 430010，China；

2.ChinaResearch Center on National Dam Safety Engineering Technology? Wuhan 430010，China；

3. CHN Energy Jinshajiang Xulong Hydropower Co.，Ltd.，Chengdu 610041，China）

Abstract：

Traditional manual methods for safety monitoring operations cannot meet the needs of fast，efficient，and reliable grasp of engineering conditions for safety monitoring.It is necessary to design and develop a comprehensive management system for dam safety monitoring information of Xulong Hydropower Station through information technology.Based on the safety monitoring requirements of Xulong Hydropower Station，guided by the specific business of engineering safety monitoring，and taking into account the usage scenarios of various participating units，a customized homepage，engineering management，construction management，online collection，environmental information，instrument management，monitoring management，data analysis，monitoring and early warning，inspection and inspection，report reporting，3D display and other functions had been developed，and smart engineering was retained in the monitoring management system.The interface required by the smart power plant system can meet the requirements for data transmission and information push.By monitoring and managing the system，work efficiency had been improved and engineering safety risks had been reduced.

Key words：

safety monitoring； comprehensive management system for dam safety monitoring information； smart engineering； Xulong Hydropower Station

收稿日期：2023-10-23

基金項(xiàng)目：長江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司自主科研項(xiàng)目（CX2022Z16-2，CX2022Z01-3）

作者簡(jiǎn)介：劉光彪，男，工程師，博士，主要從事工程安全監(jiān)測(cè)信息化及智慧水利研究工作。E-mail：547850941@qq.com