一种混凝土坝动态监控系统与方法技术方案

本发明专利技术涉及一种混凝土坝动态监控系统，包括现场监测模块、远程控制模块以及信息中转模块；现场监测模块包括压力传感器、收集并处理监测数据的数据采集器以及报警器；远程控制模块包括对采集数据进行处理分析的远程服务器、对现场监测模块进行远程控制的远程控制器以及通讯模块；信息中转模块包括用于信息转换的交换机以及信号放大器，现场监测模块还包括视频监控系统，视频监控系统包括滑行轨道、滑车以及摄像机，摄像机与数据采集器连接，远程服务器上设置有视频显示器，显示摄像机拍摄到的视频信号，远程控制器对滑车进行远程控制。本发明专利技术能够更准确、及时的监控混凝土大坝的状态，做到提前预警，消除安全隐患。

A dynamic monitoring system and method for concrete dam

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土坝动态监控系统与方法
本专利技术涉及工程质量检测的
，尤其是涉及一种混凝土坝动态监控系统与方法。
技术介绍
由于实际情况的复杂性和坝工技术水平的限制，至今混凝土大坝设计理论还不够成熟和完善，一些设计前提带有某种程度的假定性，若干因素只能简化地加以考虑，作用在结构上的某些荷载还不能准确算出，对结构破坏机理、发展过程、安全界限等认识都不够清楚和准确，坝体和坝基各部位的物理力学参数更难以精确给定。而大坝监测项目全、测点多、测频次密、跨越时期长，能体现现场复杂的实际条件及反映出大坝的真实状态，因此可以作为检验设计的有效手段。它可以用来校核设计标准，使业主更好地管理大坝。国内外数十年大坝安全监测实践表明：只要通过周密、有效的监测、分析、判断，就可能及时了解大坝工作状态，发现隐患，及时采取补强措施，避免事故的发生或扩大。另外大坝的监测成果可以用来验证设计，不断提高设计水平，促进施工质量，加快施工进度。随着计算机、通信、传感器及自动化控制技术的发展，安全监测自动化得到了逐步推广。大坝安全监测自动化系统是水利现代化和信息化的重要组成部分，因此，建设大坝安全监测自动化系统是必要的。混凝土大坝属于大体积结构，在大体积混凝土结构内一旦出现裂缝，通过修补等措施以恢复结构的整体性是较困难的，因此大体积混凝土结构的裂缝应以预防为主，在施工过程中通过温度控制等手段来实现。鉴于大坝较长的施工周期及服役期，裂缝问题牵扯因素众多，要完全防止大体积混凝土结构的裂缝，亟需一种实时监测、跟踪预警的混凝土坝动态监控系统。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种混凝土坝动态监控系统与方法，能够更准确、及时的监控混凝土大坝的状态，做到提前预警，消除安全隐患。本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种混凝土坝动态监控系统，包括现场监测模块、远程控制模块以及信息中转模块；所述现场监测模块包括若干监测坝体压力的压力传感器、收集并处理监测数据的数据采集器以及报警器；所述远程控制模块包括对采集数据进行处理分析的远程服务器、对现场监测模块进行远程控制的远程控制器以及通讯模块；所述信息中转模块包括用于信息转换的交换机以及信号放大器。通过采用上述技术方案，由压力传感器对坝体个位置受到的压力进行监测，得到压力数据，压力数据被数据采集器采集，并传递给远程服务器，由远程服务器对压力数据进行处理分析，并呈现给监控人员，由监控人员根据压力变化情况，判断坝体是否出现异常或者裂缝，通过报警器发出异常警报，并通知现场人员赶往异常点进行观察处理。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述压力传感器沿坝体外侧布置至少上下两排，多排压力传感器的上下位置相对，每一列压力传感器对坝体同一区域上下位置进行压力监控。通过采用上述技术方案，设置多排多列压力传感器，使坝体上同一区域能够受到多个压力传感器监测，能够排除单个压力传感器故障造成的错误判断和警报，通过多个压力传感器的数据采集，能够更准确得到该区域坝体结构的压力变化，便于提前预警。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述数据采集器的数量与压力传感器的布置排数相同，每排压力传感器连接一个数据采集器，由数据采集器将每排的压力传感器监测的数据分别传递给远程服务器。通过采用上述技术方案，每排压力传感器的数据单独收集、单独处理，便于收集坝体不同高度处的压力情况和分布，为坝体的维护和保养提供参考。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述远程服务器包括数据处理器以及显示器，所述数据处理器接收数据采集器采集到的压力数据，并以图形和数字的形式呈现在显示器上，所述远程服务器上设置报警压力阈值，所述数据采集器采集到的压力数据超过报警压力阈值，所述远程控制器远程控制报警器发出警报。通过采用上述技术方案，数据处理器处理接收到的压力数据，并转化成数字信号和图形信号，在显示器上显示出来，便于监控人员观察判断，压力数值超过报警压力阈值，就要提醒现场人员进行应急处理。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述远程控制器采用无线远程控制器，对报警器及压力传感器进行远程控制。通过采用上述技术方案，采用无线远程控制器进行命令传输，克服线路传输的距离限制和线路故障损坏的限制。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述通讯模块为光端机、规约转换器、GPRS/CDMA无线传输设备、无线电台中的一种或多种。通过采用上述技术方案，能够保证通信系统的正常工作，做到命令的快速传达。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述交换机和信号放大器连接在数据采集器与远程服务器之间，由交换机进行信号转换传输，并由信号放大器进行信号放大。通过采用上述技术方案，便于压力数据的采集以及传输，使远程控制器处理的数据更准确，降低外界信号的干扰。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述现场监测模块还包括视频监控系统，所述视频监控系统包括沿坝体设置的滑行轨道、在滑行轨道上滑动设置的滑车以及安装在滑车上的摄像机，所述摄像机与数据采集器连接，所述远程服务器上还设置有视频显示器，显示摄像机拍摄到的视频信号，所述远程控制器对滑车进行远程控制。通过采用上述技术方案，视频监控系统的设置，便于监控人员远程对坝体结构进行监控，并且能够将摄像机移动到坝体压力异常的区域，实时对异常区域进行监测，及时了解坝体动态，并作出预防预案。本专利技术的一种混凝土坝动态监控方法，包括以下步骤：将每排的压力传感器按数字顺序进行标号区分，远程服务器上显示每一个压力传感器的数值及变化曲线；压力传感器将采集到的数据信号传递给数据采集器，由数据采集器将数据信号经过交换机转换、信号放大器放大之后，传递到数据处理器，并经过数据处理器的处理分析，在显示器上形成数字信息和变化曲线；远程监控人员根据每个压力传感器的数据信息了解坝体的情况，一旦坝体某一位置的压力传感器数据出现异常或者超过报警压力阈值，通过远程控制器控制滑车和摄像机移动到数据异常的压力传感器的位置，对该位置的坝体情况进行实时监测；若坝体出现裂缝，则通过报警器发出警报，通过通讯模块通知现场工作人员前往异常点进行处理。综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：1.本专利技术的动态监控系统能够对混凝土大坝坝体每个区域受到的压力进行数据收集，并将收集到的压力数据进行远程传输给远程控制模块，由远程控制模块将数据信号转化成数字信号和图形信号呈现出来，便于监控人员对数据以及数据变化有最直接的了解，并且根据数据变化进行故障预判，提前进行预警，制定处理措施，消除或降低安全隐患。2.本专利技术的监控系统能够呈现坝体的压力情况，监控人员可以快速做出应急反应，通过远程控制器控制报警器发出警报，并通过通信模块提醒现场工作人员前往异常点进行处理，同时监控人员控制现场的监控摄像机移动至异常点，对异常点进行视频监控，做到实时监测异常点的变化。3.通过本专利技术的监控方法能够提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土坝动态监控系统，其特征在于：包括现场监测模块、远程控制模块以及信息中转模块；/n所述现场监测模块包括若干监测坝体压力的压力传感器、收集并处理监测数据的数据采集器以及报警器；/n所述远程控制模块包括对采集数据进行处理分析的远程服务器、对现场监测模块进行远程控制的远程控制器以及通讯模块；/n所述信息中转模块包括用于信息转换的交换机以及信号放大器。/n

【技术特征摘要】
1.一种混凝土坝动态监控系统，其特征在于：包括现场监测模块、远程控制模块以及信息中转模块；
所述现场监测模块包括若干监测坝体压力的压力传感器、收集并处理监测数据的数据采集器以及报警器；
所述远程控制模块包括对采集数据进行处理分析的远程服务器、对现场监测模块进行远程控制的远程控制器以及通讯模块；
所述信息中转模块包括用于信息转换的交换机以及信号放大器。


2.根据权利要求1所述的一种混凝土坝动态监控系统，其特征在于：所述压力传感器沿坝体外侧布置至少上下两排，多排压力传感器的上下位置相对，每一列压力传感器对坝体同一区域上下位置进行压力监控。


3.根据权利要求2所述的一种混凝土坝动态监控系统，其特征在于：所述数据采集器的数量与压力传感器的布置排数相同，每排压力传感器连接一个数据采集器，由数据采集器将每排的压力传感器监测的数据分别传递给远程服务器。


4.根据权利要求1所述的一种混凝土坝动态监控系统，其特征在于：所述远程服务器包括数据处理器以及显示器，所述数据处理器接收数据采集器采集到的压力数据，并以图形和数字的形式呈现在显示器上，所述远程服务器上设置报警压力阈值，所述数据采集器采集到的压力数据超过报警压力阈值，所述远程控制器远程控制报警器发出警报。


5.根据权利要求1所述的一种混凝土坝动态监控系统，其特征在于：所述远程控制器采用无线远程控制器，对报警器及压力传感器进行远程控制。


6.根据权利要求1所述的一种混凝土坝动态监控系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓红，张志枫，张军，孙志同，路伟伟，张博，赵青松，闪治春，白兵，武宝春，王永旺，孙福荣，杨朝博，王希成，李青怀，于立旺，张绍臣，王宇航，杨丽民，鲁林林，李梦洋，李豪萃，岳国成，刘春卫，杨美玲，张金桥，孟占坡，
申请(专利权)人：河北建信工程项目管理有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13