一种输水隧洞监测数据采集及远程监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种输水隧洞监测数据采集及远程监控系统，包括数据采集子系统、数据传输子系统、数据分析显示子系统；数据采集子系统用于将输水隧洞各部位的监测数据进行定时测量；数据传输子系统，用于将数据采集子系统采集得到的数据远程无线传输给数据分析显示子系统；数据分析显示子系统，用于对监测数据进行分析，实现监控预警功能；本实用新型专利技术用于输水隧洞监测数据的采集及远程监控管理，能够提高输水隧洞安全监测及管理工作的可靠性和效率。

Monitoring data acquisition and remote monitoring system for water conveyance tunnel

The utility model discloses a water tunnel monitoring data acquisition and remote monitoring system, including data acquisition subsystem, data transmission subsystem, data analysis subsystem; data acquisition system for monitoring data of each part of the water conveyance tunnel time measurement; data transmission subsystem, data acquisition subsystem for data acquisition the remote wireless transmission to the data analysis subsystem; data analyzing subsystem, for monitoring data analysis, implementation of monitoring and early warning function; the utility model is used for the water conveyance tunnel monitoring data acquisition and remote monitoring and management, to improve the reliability and efficiency of water conveyance tunnel safety monitoring and management.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及输水隧洞工程安全监测领域，特别是输水隧洞监测数据采集及输水隧洞安全监控系统。
技术介绍
我国水资源储量丰富，但地域分配不均。为了解决对水资源的需求，近年来，国内建设的输水隧洞工程越来越多。这些工程大多位于山区，地质条件复杂、施工工艺繁冗，同时隧洞工程又受到岩土力学理论、数值模拟及勘测技术的限制，隧洞工程安全状况成为各级水行政主管部门关注的关键问题。水利工程安全监测的发展经历了从单台仪器、集中式数据采集到分布式数据采集的发展过程，对监测数据的分析从人工分析发展到了依靠电子计算进行分析。然而，全国大部分输水隧洞工程监测手段落后、监测效率低、仪器老化严重甚至缺失，对工程安全的监控分析能力差。一旦遇到工程运行事故，将严重危害到整个工程的安全。因此，迫切需要建设一套自动化程度高、性能强的输水隧洞监测数据采集及安全远程监控系统，提高防灾减灾能力，保障国家供水安全。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种输水隧洞监测数据采集及远程监控系统，以提高输水隧洞安全监测及管理工作的可靠性和效率。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种输水隧洞监测数据采集及远程监控系统，包括数据采集子系统、数据传输子系统、数据分析显示子系统；数据采集子系统通过数据传输子系统，将监测数据传输给数据分析显示子系统。数据采集子系统，用于将输水隧洞各部位的监测数据进行定时测量；数据传输子系统，用于数据的远距离无线传输；数据分析显示子系统，用于对监测数据进行分析，并向管理人员显示分析结果和报警。数据采集子系统包括监测装置、数据线、采集终端；采集终端通过数据线控制监测装置，进行数据采集。监测装置包括环境量监测装置、变形监测装置、渗流监测装置、应力应变监测装置。数据线包括光纤式数据线、电缆式数据线。数据线布设在输水隧洞内部，用于监测数据的传输。数据传输子系统为远程无线传输系统，包括卫星通讯传输设备、GPRS通讯传输设备、短波通讯设备；数据传输子系统在隧洞洞口与采集终端进行无线连接。数据分析显示子系统包括数据存储装置、数据分析装置、数据显示装置、数据警报发布装置。数据存储装置用于保存历史监测数据；数据分析装置基于隧洞的基本资料和监测数据，得到隧洞工程运行安全状况；数据显示装置用于向工程运行维护人员显示隧洞监测数据变化过程。数据警报发布装置包括手机、固定电话、移动电脑，能通过手机短信、电子邮件、自动语音电话向远程管理部门发布隧洞安全状况信息。本技术能使管理人员远程实时的获得输水隧洞工程的安全状况，能够对输水隧洞进行全面数据采集、快速数据传输和实时远程信息发布，提高输水隧洞安全监测和监控管理有效性和实时性。附图说明图1为本技术一实施例中数据采集子系统、数据传输子系统、数据分析显示子系统关系示意图。图2为本技术一实施例结构示意图。具体实施方式如图1所示，本技术一实施例包括数据采集子系统、数据传输子系统、数据分析显示子系统。数据采集子系统通过数据传输子系统，将监测数据传输给数据分析显示子系统。如图2所示，依据水利工程监测需求，对输水隧洞结构断面1、断面2两个部位的变形、应力应变和渗流进行监测，其中变形监测装置为测缝计，渗流监测装置为渗压计，应力应变监测装置为应力计和钢筋计。断面2距离洞口较近（距离小于100m），洞内数据传输采用电缆式数据线；其中断面1距离洞口较远（距离大于500m），为了避免了环境腐蚀、信号干扰，洞内数据传输采用光纤式数据线。电缆式数据线和光纤式数据线汇集在洞口，与采集终端连接。数据传输子系统可选择，卫星通讯传输设备、GPRS通讯传输设备、短波通讯设备。考虑到工程位于高山峡谷的山体中，外界环境复杂，远距离无线传输若采用短波通讯需要建立中继站。从经济的角度考虑，数据传输子系统选择卫星通讯传输设备和GPRS通讯传输设备相结合，以确保数据传输的稳定性。数据分析显示子系统用于管理人员的远程管理。为了便于管理人员的生活和工作，数据分析显示子系统安装在于平原区的运行管理站中。数据分析显示子系统实时的获取输水隧洞的监测数据，并将数据保存在数据存储装置中，数据分析装置基于隧洞的基本资料和监测数据，得到隧洞工程运行安全状况；数据显示装置用于向工程运行维护人员显示隧洞监测数据变化过程。对于异常变化的监测数据，数据分析显示子系统通过移动通讯网络和互联网，将报警信息通过语音和短信形式发布到手机上，同时也将报警信息通过电子邮件形式发布到笔记本电脑邮件客户端上。监测仪器，经过比较，选用中国基康生产的监测仪器，包括测缝计（BGK-FBG-A3）、应力计（BGK-FBG-4911）、渗压计（BGK-FBG-4500S）、钢筋计（BGK-FBG-4911），其具有精度高、耐久性好等特点。电缆数据线采用水工RVVP5芯屏蔽电线，能够防水和抵抗信号干扰。光纤数据线选用多模MPO-LC8芯光纤，具有耐久、柔韧、不易损坏的特点。监测系统的布置，应密切结合工程具体条件，既能较全面地反映工程的运行状态，又宜突出重点和少而精。相关项目应统筹安排，配合布置。各监测仪器选择，要在可靠、耐久、经济、实用的前提下，力求先进和便于实现自动化观测。应保证在恶劣气候条件下仍然能进行必要项目的观测，具有结构简单、精度高、抗干扰性能强等特点。上述实施例为本技术较佳的实施方式，但本技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输水隧洞监测数据采集及远程监控系统，包括数据采集子系统、数据传输子系统、数据分析显示子系统；数据采集子系统通过数据传输子系统，将监测数据传输给数据分析显示子系统；所述的数据采集子系统包括监测装置、数据线、采集终端；采集终端通过数据线连接监测装置，进行数据采集；所述的监测装置包括环境量监测装置、变形监测装置、渗流监测装置、应力应变监测装置；所述的数据线包括光纤式数据线、电缆式数据线；距离隧洞洞口距离小于100m时，洞内数据传输采用电缆式数据线；距离隧洞洞口距离大于500m时，洞内数据传输采用光纤式数据线；所述的数据传输子系统为远程无线传输系统，包括卫星通讯传输设备、GPRS通讯传输设备、短波通讯设备；数据传输子系统在隧洞洞口与采集终端进行无线连接；数据传输子系统布置在输水隧洞外部。

【技术特征摘要】
1.一种输水隧洞监测数据采集及远程监控系统，包括数据采集子系统、数据传输子系统、数据分析显示子系统；数据采集子系统通过数据传输子系统，将监测数据传输给数据分析显示子系统；所述的数据采集子系统包括监测装置、数据线、采集终端；采集终端通过数据线连接监测装置，进行数据采集；所述的监测装置包括环境量监测装置、变形监测装置、渗流监测装置、应力应变监测装置；所述的数据线包括光纤式数据线、电缆式数据线；距离隧洞洞口距离小于100m时，洞内数据传输采用电缆式数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，何勇军，范光亚，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：新型
国别省市：江苏;32