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關鍵詞:水庫大壩;安全監(jiān)測;自動化技術;研究
中圖分類號: TV698.1 文獻標識碼: A 文章編號: 1673-1069(2017)05-166-2
0 引言
通過安全監(jiān)測自動化技術可以對水庫大壩的安全M行很好的監(jiān)測,這也是減少風險,確保水庫大壩安全的重要措施。其具體的貢獻可表現在對工程的施工進行改進和指導、對大壩的安全運行進行監(jiān)控、對大壩的突發(fā)事件進行預警及識別等,可有效將大壩的風險降低,確保水庫大壩的安全可靠的運轉。
1 水庫大壩安全監(jiān)測的目的及意義
當前,我國已建成的水庫已達到八萬七千座,而水庫又是關系國計民生的重要基礎設施,因此,對水庫大壩進行實時監(jiān)測是非常有必要的。而且,我國的水庫多數都已修建了幾十年,個別的水庫已經是年久失修,加之當時建造時未能充分考慮水庫的防洪作用,為了確保大壩的防洪效果,必須對大壩及時修復加固,并進行實時監(jiān)測。鑒于這種情況,對于大壩進行科學安全管理和實時監(jiān)測已是各級水利部門工作的重點
①造成大壩出現故障的原因。首先,造成大壩出現故障的原因有很多,有人為因素,也有自然因素,比如,地震,山體滑坡等地質災害。其次,人為因素主要是前期設計不到位,未能進行綜合考量,使得大壩的水位過低,無法應對大的洪澇災害,再者是在施工過程中,人為的降低施工標準,使用標號不夠的水泥,混凝土等,導致大壩在質量和堅固程度方面存在不足,無法應對地震及山體滑坡等地質災害的沖擊,或者隨著長時間的服役,水流不斷地沖擊、侵蝕,致使混凝土脫落,鋼筋及基石等安全隱患。
②對大壩進行自動化安全監(jiān)測的目的和意義。鑒于,我國大部分水庫大壩存在或大或小的問題,安全管理形勢依舊嚴峻,建立健全水利安全管理體系已是迫在眉睫,同時將自動化安全監(jiān)測技術應用到對水壩的監(jiān)測過程中,實現對于大壩的實時監(jiān)測。通過自動化技術的應用一方面能夠切實掌握大壩的具體情況,確保大壩始終安全運行狀態(tài),另一方面,利用長期的監(jiān)測數據制定出科學合理的大壩維護方案,以延長大壩的服役年限。而且據調查研究,自動化的應用,提高了大壩對于洪水的應對能力,使得水庫庫容始終保持在安全線以內,能夠有效降低洪澇災害帶來的損失;根據降水情況,合理地進行調水,確保下游農業(yè)發(fā)展有充足的水源。可見,對大壩進行自動化安全監(jiān)測對防洪抗旱都有巨大的作用,是經濟發(fā)展的重要保障。
2 大壩自動化安全監(jiān)測系統(tǒng)的特點及設計的原則
大壩自動化安全監(jiān)測的系統(tǒng)其特點是監(jiān)測的環(huán)境比較惡劣、觀測的項目很多、測點的數量很廣、測點的范圍分布廣泛且不均勻以及集中監(jiān)測等。在設計的過程中,根據實際情況,要遵循一定的原則,具體要遵循以下原則,即實時、可靠、實用、先進、標準、通用以及可擴充等原則。具體來講,由于大壩具有監(jiān)測面廣、監(jiān)測的數量多等諸多優(yōu)點,需要選用科學的網絡設備、先進軟件的接口及網絡的軟件技術,快速的進行傳輸及鏈接,實現大壩的實時性。大壩的監(jiān)測需要在斷電的情況下也能正常地保存數據,這就需要通過系統(tǒng)的備份及運行的日志來恢復系統(tǒng)的數據,確保系統(tǒng)安全可靠。監(jiān)測資料的整理及分析應該將實際的問題解決掉。在實際使用過程中,一定要選擇先進的技術達到國家先進的水平。系統(tǒng)要嚴格按照國家、國際及行業(yè)的相關標準及規(guī)定進行擴充及連接。自動化監(jiān)測系統(tǒng)應該能夠滿足不同顧客不同的需求。為了更好地適應未來社會的發(fā)展變化,大壩自動化安全監(jiān)測系統(tǒng)應該盡量更加標準化及模塊化,以滿足系統(tǒng)不斷進行擴充的需求。
3 自動化監(jiān)測技術的主要內容
①對于大壩的變形監(jiān)測。大壩的基礎結構是大壩最重要的部分,通過進行自動化監(jiān)測確保大壩的結構不存在變形等情況。主要是針對大壩水平、垂直兩個方面進行監(jiān)測,觀察大壩是否存在位移的情況,這種方法也是目前大壩最為常用的監(jiān)測手段。針對混凝土結構的大壩一般在多個地點設置監(jiān)測點,而位移觀測現在只針對高壩或者重要的大壩,對小型壩則不在做硬性規(guī)定。對土石結構的大壩,則需在壩頂設置水平監(jiān)測點,而后每隔三五十米設一個水平監(jiān)測點。
②對于大壩的滲流監(jiān)測。大壩的滲流監(jiān)測主要包括兩方面,即滲透壓力和滲流量,作為大壩安全監(jiān)測中非常重要的一項,滲流監(jiān)測一定要做到全天候,切實掌握滲透壓力和滲流量的詳細數據,確保大壩的安全運行。對混凝土壩一般情況在基礎廊道安裝壓力監(jiān)測孔,并在壩體的不同地段安置監(jiān)測點,而滲流量的監(jiān)測則要結合水庫排水溝集水的具體情況來定,并進行分區(qū)域監(jiān)測滲流量和總的滲流量。對于土石壩滲流量的監(jiān)測,主要是在壩底的集水處設置監(jiān)測點,還要對大壩的左右兩側各安置地下水監(jiān)測點,以監(jiān)測地下水的水位變化情況,從而分析出大壩滲流量的大小。
4 自動化安全監(jiān)測技術的構成
隨著自動化技術被逐漸的推廣,其主要的技術構成和工作原理也是我們工作人員需要掌握的,目前所使用的自動化技術主要由水平、垂直位移傳感器、智能傳感器、地下水位監(jiān)測裝置、中央控制設備幾大部分組成
①水平、垂直位移傳感器。根據我國混凝土大壩的具體使用情況來看,水平位移傳感器目前主要分為垂線和引線兩種,其主要的工作方式為兩種即電機式和電容式。電機式在進行監(jiān)測時比較慢,但對工作環(huán)境要求不苛刻,而且具有很好的可靠性;電容式在監(jiān)測時出結果比較快,就是對工作環(huán)境要求很嚴格,并且如果線路過長的話容易導致偏離,使得監(jiān)測結果不夠準確。同時,近幾年隨著科技的不斷發(fā)展,激光垂直監(jiān)測也是陸續(xù)在監(jiān)測工作中得以應用,雖然其應用的效果非常好,但是成本造價過高,且后期的保養(yǎng)維修費用也很高,必然無法得到大范圍的推廣使用。采用電信號引線的方式來監(jiān)測位移的單位比較少,而且效果不是很理想,還需不斷改進。如今,自動化技術以日趨成熟,越來越多的水庫開始重視對于自動化技術的應用,像高精度的自動化掃描儀的應用,實現對大壩的實時監(jiān)測,在結合遠程定位系統(tǒng),擴大自動化監(jiān)測的范圍,確保大壩的正常運行。
②智能傳感器。計算機技術的不斷發(fā)展,為智能傳感器的應用提供了堅強的技術保障,通過與計算機技術的有機結合,實現信息和感應技術的同步化,并且對監(jiān)測點的選擇上更加的科學合理,提高了監(jiān)測的效果和效率,避免了^去鋪設電纜的復雜工作,還節(jié)省了人力、物力。
③地下水位監(jiān)測裝置。在對水庫的地下水位進行監(jiān)測時,目前使用最為廣泛的是進口的弦式滲壓計,其優(yōu)點是持久耐用,穩(wěn)定性高,不足之處是易受到大氣壓的影響,進而造成監(jiān)測數據的不準確。在具體的使用過程中,要輔助增設氣壓計,以保持滲壓計內部的干燥性,從而確保監(jiān)測數據的準確性。
④中央控制設備。其由后備電源、監(jiān)控裝置、顯示裝置、任務主機以及其他的輔助設備構成。在計算機技術、網絡技術不斷發(fā)展的今天,對于水庫大壩以逐步形成以局域網形式的監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng),切實保證大壩的正常運行??梢?,隨著工業(yè)控制計算機技術的應用,中央控制設備已逐漸的被計算機技術和自動化技術所取代,并且工業(yè)控制計算機具有適應環(huán)境能力強,穩(wěn)定性高的特點,使得自動化監(jiān)測可以持續(xù)進行,可靠性也得到提高,而且價格方面也具有優(yōu)勢,故而,得到越來越多的大壩及工程單位的認可和應用。
5 結語
本文分析了造成大壩出現故障的原因以及對大壩進行自動化安全監(jiān)測的目的和意義,指出了自動化監(jiān)測的內容,即對滲流進行監(jiān)測以及對變形進行監(jiān)測,分析了監(jiān)測技術的構成,即水平、垂直位移傳感器、智能傳感器、地下水位監(jiān)測裝置、中央控制設備等。通過對水庫大壩安全監(jiān)測自動化技術的深入研究,使我們更加明確了安全監(jiān)測的重要性,通過對自動化技術的使用,也提高了安全監(jiān)測的效率,值得推廣和學習。
參 考 文 獻
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關鍵詞 水質;監(jiān)測;自動化
中圖分類號 X84 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)092-0206-02
1 我國水質自動化監(jiān)測技術的發(fā)展
水質在線自動監(jiān)測技術應用于地表水1及2工業(yè)、企業(yè)等在線自動監(jiān)測領域。1地表水水質在線自動監(jiān)測在我國做為新興的行業(yè),始于二十世紀末,通過它可以對地表水的水環(huán)境質量及污染變化趨勢進行在線監(jiān)測,為水環(huán)境保護、管理及水污染防治提供重要信息。隨著國家對環(huán)境治理的力度加大,特別是對水資源保護力度加大,地表水水質在線自動監(jiān)測系統(tǒng)(站)已在我國各大江河湖泊上陸續(xù)建立起來,并在水文、環(huán)保等領域應用推廣。2工業(yè)、企業(yè)廢水在線自動化監(jiān)測在成長初期主要以民營為主,產品單一、規(guī)模普遍偏小,技術不夠成熟,儀器的可靠性、穩(wěn)定性不足、安裝量小,難以滿足我國復雜的水體環(huán)境和日益多樣化的污染物監(jiān)測需求。隨著國家對環(huán)保產業(yè)的重視和水質自動監(jiān)測網絡體系的建立,產品逐漸多樣化、質量逐漸穩(wěn)定、環(huán)境水質在線監(jiān)測儀器廠家數量迅速增長,部分具備自主研發(fā)實力的企業(yè)發(fā)展壯大起來,涌現出一批與國外知名品牌如美國哈希、日本島津等相抗衡的儀器生產企業(yè)。
2 地表水水質自動化監(jiān)測技術分析
地表水水質自動化監(jiān)測技術是一個集水力、水處理、水質分析、儀器、儀表、工業(yè)自動化、計算機技術、數據傳輸、遠程監(jiān)視與控制等多學科、跨行業(yè)的系統(tǒng)工程。水質自動化監(jiān)測系統(tǒng)工程組成一個水質自動監(jiān)測站。由于科技的進步自動化監(jiān)測技術的推廣,采用現代工業(yè)自動化的運行模式把大量的人力資源和物力資源從現場取樣和水質分析中脫離出來,實現對被測水體進行定時、等時或隨時的測試,監(jiān)測的數據及時傳送到相關的職能部門,作為政府職能部門分析統(tǒng)計、執(zhí)法、決策等的依據,達到自動在線監(jiān)測的目的。地表水水質監(jiān)控技術嚴格按照《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002)執(zhí)行,并對每項監(jiān)測結果定出相應的水質類別。地表水水質自動監(jiān)測技術廣泛應用于水利、環(huán)保等行業(yè),水質自動監(jiān)測站水質監(jiān)測頻率一般采用每4小時電腦自動采樣分析一次,每天各項監(jiān)測記錄可以得到6個監(jiān)測結果,當發(fā)現水質狀況明顯變化或發(fā)生污染事故時,亦可隨時根據管理需要相應提高監(jiān)測頻率(2小時一次或1小時一次)。
一個水質自動監(jiān)測站基本是由一個監(jiān)測中心及一個子站組成。子站根據所在流域水質狀況自動測量分析水中溶解氧(DO)、電導率、PH值、濁度(SS)、溫度、水位、流速、流量、六價鉻(Cr+6)、氯化物(cl-)、氨氮(NH3-N)、高錳酸鹽指數(CODMn)、總磷(TP)等基本項目參數,亦可根據實際需要增加分析項目,所得監(jiān)測數據向中心站傳輸。水站一般基本工作流程為:水樣由采樣泵提升采集后,通過輸配水管網,一路進入水質5參數分析儀進行分析,一路經預處理后供給水質分析儀進行項目分析,一路提供給水文參數的監(jiān)測,所得測量值實時傳輸給子站電腦儲存,并向上一級中心站傳輸。
水質自動監(jiān)測系統(tǒng)(站)需無人值守及連續(xù)工作,因此對監(jiān)測儀器的結構、性能和檢測靈敏度都有相當高的要求。由于系統(tǒng)是由多種技術和儀器設備組合而成,系統(tǒng)各部分互相支撐,只要一個部分出現問題將會導致全系統(tǒng)的不能正常運行。為了保證系統(tǒng)能長期可靠地連續(xù)運行和準確獲取監(jiān)測數據,從水質自動監(jiān)測站的選點、站房建設、儀器的選型、以致整個系統(tǒng)的建設、安裝、調試、運行、維護到數據的采集及處理必須認真的對待。要求設計合理、保證建設施工質量,確保安裝無誤。
水質自動站管理需有專職培訓的技術人員負責,熟練掌握儀器、系統(tǒng)及軟件的操作和使用,同時要用科學的管理辦法和嚴謹的質量保證體系實現水質自動監(jiān)測系統(tǒng)(站)能長期可靠地連續(xù)運行。日常維護要求做到:1)每周對水質自動站進行巡檢、檢查現場儀表;2)檢查現場避雷裝置工作狀態(tài),每年對避雷針接地進行檢測;3)及時清理水站沉砂分離裝置及參數儀表藻類和泥垢,并將清理后的水樣排空;4)檢查純水制備系統(tǒng)的濾芯使用情況,若發(fā)現明顯污染應及時更換;5)檢查現場儀表試劑管線及比色皿清潔狀況,檢查管線是否磨損或污染;6)檢查現場儀表儀器顯示值與數據庫存儲制是否一致,每6個月備份一次系統(tǒng)的監(jiān)測數據。
3 水質自動化監(jiān)測技術VPN的應用
監(jiān)測數據通過外網VPN方式傳送到各水質自動站的托管站,省級監(jiān)測中心,科技的進步是水質自動化監(jiān)控發(fā)展的一個重要里程碑。進行水質監(jiān)控及時準確的分析的同時,還可以根據水質全面調控水資源。根據不同的水質進行不同的分配和使用,節(jié)約用水保護環(huán)境。國家規(guī)定每個地表水水質自動監(jiān)測站應進行實時監(jiān)視。VPN在這個地表水水質監(jiān)控工作中起到了主要作用,按照規(guī)定每個水站的監(jiān)測頻次為每4個小時一次,具體時間是:0:00、4:00、8:00、12:00、16:00、20:00、24:00整點啟動監(jiān)測,通過網絡使用VPN進行數據。對于地表水水質污染、地表水災難控制、地表水水位變化,監(jiān)控中心進行統(tǒng)一協(xié)調起到防災減災的作用。國家把水質類別分為五類。一類和二類屬于優(yōu)質水源可供飲用;三類水質屬于良性水源可以用做生活用水;四類水質屬于輕度污染可以調配到工業(yè)用水范圍;五類水質屬于中度污染,或是高度污染水源屬于必須得到凈化的劣質水源。
水資源屬于國家經濟生活的命脈,采用最先進的信息技術是維護國家經濟建設,人民生產生活的基本保障。VPN網絡水質處理監(jiān)控系統(tǒng)在水資源監(jiān)測中發(fā)揮著巨大的作用,水質自動監(jiān)測站無須現場人員值守及連續(xù)工作解決了野外工作人員疲勞操作的費用,和庫區(qū)水災害險情地段的安全值班,通過VPN網絡實時監(jiān)控節(jié)省了人力、物力和財力的同時提高了監(jiān)測工作的準確性,增強了管理水平。由監(jiān)控中心—通信介質—水資源測控設備—測量設備組成的水資源監(jiān)控系統(tǒng)提高了水資源監(jiān)控的質量和準確度。水質自動化監(jiān)測控制終端直接同各種智能表具控制設備、傳感設備進行連接,可以實現實時采集、存儲功能,還可以把采集整理的數據進行遠程傳送,同時進行遠程控制等各種功能。供電方式可以使多樣的可以通過城市電網供電、太陽能供電以及蓄電池供電等。VPN通過網絡采集的水樣設計出對應水資源管理信息系統(tǒng):水資源配置、水資源規(guī)劃、水資源論證、節(jié)約用水、水資源保護、信息服務的整合平臺,形成全國統(tǒng)一的水資源管理系統(tǒng)管理模式。
4 結束語
人們隨著環(huán)保意識的提高,國家對水資源管理問題也越來越重視。由于能源的短缺地表水水質的監(jiān)測技術要求也越來越高,因此,必須要有先進的水質監(jiān)測成套系統(tǒng)才能滿足社會的需求。水質監(jiān)測系統(tǒng)能做到實時,準確無誤,連續(xù)監(jiān)測和遠程控制,及時掌握主要地表水水體水質狀況,及時準確的防患水災害和水污染。同時還可以在發(fā)生水資源水質災害和污染的情況下及時通報政府有關部門,做出緊急對策保證國家和人民生產生活健康有序的發(fā)展。
參考文獻
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關鍵詞:自動化 監(jiān)測系統(tǒng)自然保護區(qū)APP平臺構建
中圖分類號:X84;TP311.1 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)07(b)-0000-00
洪湖,中國第七大淡水湖,湖北省第一大湖泊,2008年列入“國際重要濕地”,也是國家級自然保護區(qū)。近年來,由于圍湖造田、過度捕撈導致水面縮小、水質下降、水草瀕臨枯竭、鳥類和魚類資源急劇減少。20世紀50年代,洪湖面積達760km,現在湖泊面積銳減到348km,平均水深只有1.35m,濕地保護行動刻不容緩。
2014年12月,洪湖成功晉升為國家級自然保護區(qū)。一份榮耀也是責任,國家級自然保護區(qū)對洪湖濕地保護工作提出了更高的要求。同時隨著我國生態(tài)文明建設的深入,自然保護區(qū)內生態(tài)保護與利用相結合已為大勢所趨。因此,建立完善的保護區(qū)環(huán)境質量監(jiān)測體系具有極其重要的意義,實時掌握環(huán)境質量,指導保護區(qū)內生態(tài)保護、科學養(yǎng)殖、旅游開發(fā)等項目的順利進行??茖W有效的環(huán)境質量檢測體系能促進生態(tài)保護與利用更好地結合。
1 環(huán)境質量自動化監(jiān)測系統(tǒng)
1.1自動化監(jiān)測系統(tǒng)的功能
監(jiān)測系統(tǒng)自動化包括數據采集傳輸自動化和資料整理分析、安全管理自動化。自動化的監(jiān)測系統(tǒng)可以實現對監(jiān)測項目的自動、連續(xù)監(jiān)測,實時動態(tài)地將數據傳遞給在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺。同時,監(jiān)測系統(tǒng)平臺能對采集數據進行科學化分析、計算、圖表顯示,還能將各種數據儲存在磁盤上,建立數據庫。當監(jiān)測儀器發(fā)生故障時,可實現自動報警功能,提醒用戶并告知故障原因,對于監(jiān)測項目數據異常或超標自動報警,實現預警預報功能,防患于未然。
1.2自動監(jiān)測系統(tǒng)的組成
自動監(jiān)測系統(tǒng)采用分散采集、集中管理結構,在濕地區(qū)域設置若干個連續(xù)監(jiān)測儀器的子監(jiān)測站,它們由一個中心站控制,這些監(jiān)測站點隨時對區(qū)域內各監(jiān)測項目進行自動化連續(xù)監(jiān)測,形成一個連續(xù)自動化監(jiān)測系統(tǒng)。子站備有采水設備,監(jiān)測儀器,微型計算機及無線電臺。其任務是連續(xù)化自動監(jiān)測,并將數據作必要處理;接收中心站指令;將監(jiān)測數據做短時間儲存,并按中心站的調令,通過無線電傳遞給中心站。中心站設有功能齊全的計算機系統(tǒng)和無線電臺,其主要任務是向各子站發(fā)送工作指令,管理子站工作,定時收集存儲子站數據。
自動監(jiān)測系統(tǒng)在正常運行時一般不需要人為參與,各子監(jiān)測站點在電腦的控制下進行自動監(jiān)測。其工作系統(tǒng)由信息采集系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)、服務系統(tǒng)組成。
1.3監(jiān)測數據的調用
中心站能自動采集各類傳感器的輸出信號,并把模擬量轉換為數字量,子站數據傳到中心站后,由中心站分析、處理并建立數據庫以便有效管理。另外,為保證數據的安全,中心站系統(tǒng)具有數據備份功能。
有效數據通過APP內置程序進行處理,并以更為直觀的數字及圖片形式輸出,該內置程序對于特征監(jiān)測數據可進行智能化分析并提出合理化建議。APP用戶可通過客戶端可及時了解洪湖濕地環(huán)境現狀并得到建議。
相關工作人員可對監(jiān)測數據進行查詢、修改、統(tǒng)計等操作,對異常數據及故障顯示和報警進行及時處理。環(huán)保及相關部門可通過程序管理系統(tǒng)調用中心站數據,實現數據共享。
1.4系統(tǒng)質量保證與管理
自動監(jiān)測的核心是監(jiān)測儀器,為保證檢測儀器量值溯源和與常規(guī)監(jiān)測結果的可比性,儀器的檢測方法應采用我國國家標準方法、行業(yè)標準方法或國際等效分析方法。為保證測量精度,選擇監(jiān)測儀器必須帶有自動清洗功能,自動校正以及相應的程序控制裝置。日常質量控制措施主要包括定期維護與保養(yǎng)、校準、質控樣檢查、對比實驗驗證、試劑有效性檢查及數據審核等方法。
監(jiān)測系統(tǒng)的管理分為遠程管理和現場維護。遠程管理主要通過中心站控制,制定樣品分析日程,查看現場數據記錄及報警記錄等?,F場維護工作由相應的技術人員負責,主要工作有更換試劑,儀器清理、檢修,各站點水電安全維護以及相應工作記錄。
2基于國家標準的環(huán)境質量評價體系
該部分將在國家環(huán)境質量標準基本項目標準限值的基礎之上,對上述已檢測到的水質指標、大氣指標以及生物性指標等各類數據進行分析處理,其中水質指標和大氣指標利用matlab軟件,采用判別分析法來判別對應監(jiān)測點的水質和大氣質量,生物性指標則借鑒馬靜、陳蜀江等人關于《艾比湖濕地自然保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)評價》的評價方式,從而全面掌握整個濕地生態(tài)系統(tǒng)各部分受污染程度以及健康狀況,并將此信息反映到手機APP上,同時為保護區(qū)的治理提出針對性建議。
3 APP對監(jiān)測數據的智能化“表達”
在APP智能“表達”方面主要有以下五大作用:
(1)分層次繪制保護區(qū)環(huán)境污染地圖,直觀反映因過度養(yǎng)殖、違規(guī)作業(yè)等產生的環(huán)境污染,提高湖區(qū)執(zhí)法效率及準確性;
(2)結合湖區(qū)環(huán)境質量,通過智能手機APP平臺及時為湖區(qū)養(yǎng)殖、捕撈、種植、旅游等提供合理化建議,應對突發(fā)性污染,調整作業(yè)方式;
(3)該系統(tǒng)根據保護區(qū)環(huán)境質量為游客提供更加合理的游湖方案和線路,增強游客體驗滿意度;
(4)定期拍攝并傳輸各經濟活動區(qū)及重要水域的影像資料,及時了解湖區(qū)情況并未漁民違規(guī)作業(yè)留下證據,增強執(zhí)法合法性,提高執(zhí)法行政人員公信力;
(5)定期對保護區(qū)環(huán)境質量進行綜合評分,宏觀上掌握保護區(qū)健康狀態(tài),為保護區(qū)管理層提供決策參考。
在滿足特定需求功能的同時,一些常規(guī)功能也被設計入APP,如天氣預報、保護區(qū)介紹、知識普及、科教宣傳等。APP在使用的過程中,不斷吸取改進意見,完善APP功能及“表達”人性化處理。
4 應用前景分析
該文提出的生態(tài)理念將環(huán)境質量自動化監(jiān)測系統(tǒng)與智能手機APP結合,以洪湖濕地自然保護區(qū)為例,完成兩者的有機結合,完善系統(tǒng)的合理構建。基于對現有技術的可行性分析,該文提出的生態(tài)理念具有很強的實用性及現實意義,該系統(tǒng)可用于自然保護區(qū)、大型種植養(yǎng)殖基地、重要水源地、城市內湖泊等,實時監(jiān)測環(huán)境質量并通過智能手機APP對監(jiān)測數據“表達”。同時,APP作為一款手機軟件,需要不斷提高用戶體驗,做到真正的人性化,根據團隊設想,實際運用過程中吸取用戶建議,不斷改進并增添新功能。綜上所述,該文所提出的生態(tài)理念應用前景較好且有較大發(fā)展空間。
參考文獻
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關鍵詞:自動化技術;水文監(jiān)測;應用
隨著科學技術發(fā)展,自動化技術在社會生活中的應用越來越廣泛,自動化技術應用中一個十分重要的方面就是水文監(jiān)測。在水文監(jiān)測工作中需要監(jiān)控眾多水位點,并且將這些數據實時傳輸給數據管理中心[1]。由于水文監(jiān)測點數量比較多,而且相對比較分散,特別是新疆地區(qū)由于自然環(huán)境比較惡劣,這也在很大程度上增加了水文監(jiān)測工作開展過程中的難度。以往采用的電話線進行數據傳遞不僅會大幅度增加監(jiān)測成本,同時使用該技術進行傳遞效果也并不理想。現在,水文監(jiān)測部門最主要的信息傳遞工具是GPRS無線網絡,通過GPRS無線網絡能夠及時將相關監(jiān)測點所監(jiān)測到的數據或報警信息向后方的水文監(jiān)測數據管理中心進行傳遞,這樣極大地提高了水文管理部門管理工作的效率及工作開展的準確性[2]。
1水文自動化監(jiān)測現狀
圖1為水文監(jiān)測系統(tǒng)組成。圖1水文監(jiān)測系統(tǒng)組成中國的水文監(jiān)測工作正朝著自動化方向發(fā)展,通過在水文監(jiān)測工作中適當引進自動化技術,能夠更高效地提高數據傳輸效率。使用自動化技術能夠對監(jiān)測到的數據信息進行實時傳遞,而且能夠自動保存和傳輸相關數據信息?,F在,水文監(jiān)測工作系統(tǒng)中越來越廣泛地應用到自動化監(jiān)測技術[3]。中國的新疆地區(qū)降水比較少,而且由于日照時間較長所以蒸發(fā)比較強烈,新疆地區(qū)是典型的內陸干旱氣候。所以對于新疆地區(qū)而言,水文監(jiān)測工作顯得越發(fā)重要,新疆地區(qū)水文監(jiān)測系統(tǒng)現狀及存在的問題主要包括以下幾個方面。1.1水文監(jiān)測站設施及功能需要進一步完善新疆地區(qū)總面積占全國的1/6還多,共160×104km2多,但是水文監(jiān)測站總數僅138處,平均每處水文監(jiān)測站負責的面積達到1.2×104km2。全自治區(qū)共有河流有570余條,但只有98條河流上設置有水文監(jiān)測站,自治區(qū)內許多小河流并未建設水文監(jiān)測站,也就導致對這一類小型河流的水文監(jiān)測資料存在空白。自治區(qū)雨量站多數設置在平原綠洲或一些比較大的河流上或其重要的支流上,對于高海拔地區(qū)及小型河流的水文監(jiān)測工作尚未開展,并且多數河流沒有設置相關的防洪水位監(jiān)測的水位站,無法對一些中小型河流實施水文狀況進行監(jiān)測[4]。1.2水文信息分中心建設比較落后水文監(jiān)測管理系統(tǒng)中,各類水文信息分中心主要是對本地區(qū)所屬相關區(qū)域的水文狀況進行監(jiān)測,其工作內容中主要包括采集相關水文信息工作、發(fā)送所采集到的水文信息及建立完善的水文信息數據庫,新疆地區(qū)水文分中心建設狀況比較落后,而且技術手段也比較差。1.3水文監(jiān)測基礎設施建設時標準偏低隨著水文監(jiān)測工作要求提高,自治區(qū)相關主管部門對一部分水文監(jiān)測基礎設施進行了一定改造,但是改造時大多數資金投在了對大型河流及相關的重要支流上,小河流各種水文監(jiān)測站點及設施依然存在著一系列問題,比如設備老化及水文信息收集能力偏低等[5]。
2自動化監(jiān)測技術的優(yōu)點
2.1實時性比較強GPRS無線網絡能夠滿足信息實時傳輸要求,并且信息傳輸過程中系統(tǒng)無延時情況發(fā)生,不需要輪回就能夠完成對各個監(jiān)測點數據的接收及存儲,通過這種無線網絡能夠比較好地滿足信息實時傳輸要求。2.2建設成本比較低相較于以往采用的數據信息傳遞方式,使用無線網絡進行數據傳遞不需要建設網絡,只需要安裝相關信號傳輸設備就可以滿足工作需要,采用無線網路進行數據傳遞成本比較低。2.3能夠遠程監(jiān)控監(jiān)測點設備通過GPRS無線網絡系統(tǒng)不僅能夠滿足信息傳遞需要,同時能夠通過這種信息傳遞網絡對水文監(jiān)測站相關監(jiān)測設備進行遠程監(jiān)控,比如時間校正、開關控制及狀態(tài)報告等,并且能夠通過網絡對系統(tǒng)進行在線升級[6]。2.4可擴展性較好現在,絕大部分地區(qū)已經覆蓋GSM/GPRS網絡,自治區(qū)范圍內已經不存在盲區(qū),這也為大范圍在線監(jiān)控提供了條件,比較好地滿足水文信息傳輸采集工作對范圍的要求。水文監(jiān)測點的硬件與其可拓展性具有十分密切的關系,圖2為水文監(jiān)測點硬件構成。圖2水文監(jiān)測點硬件結構框圖2.5將監(jiān)控范圍比較大水文監(jiān)測工作要求構建的水文監(jiān)測系統(tǒng)必須具有覆蓋范圍廣等特點,同時要求接入地點無限制,并且能夠滿足鄉(xiāng)鎮(zhèn)條件下的接入需求。水文監(jiān)測工作站點數量一般都比較多,而且由于地形條件限制,相關的水文監(jiān)測信息采集點多數在一些比較偏僻的地區(qū),而且其分布也比較分散,采用自動化技術能夠很好地滿足以上要求。2.6數據傳輸速率較高理論上,采用GPRS網絡進行數據的傳遞其速率能夠達到171.2Kbit/s,但是水文監(jiān)測點的數據傳輸量一般不會超過10Kbps,經過相關研究證明,現階段GPRS數據的傳輸速率在40Kbps左右,所以完全能夠滿足現在水文監(jiān)測工作的數據傳輸要求。2.7系統(tǒng)的傳輸容量較大對于水文監(jiān)測系統(tǒng)來講,其監(jiān)測中心需要與每一個水文監(jiān)測站點進行實時連接,并且由于水文監(jiān)測站點數量比較多,同時應該保證網絡數據傳遞能夠滿足突發(fā)狀況下的數據傳遞,采用自動化技術能夠滿足以上要求。
3自動化技術的實際應用
3.1建立完善的水文監(jiān)測系統(tǒng)通過GPRS網絡構建完善的水文監(jiān)測系統(tǒng),首先應該注意的是利用GPRS數據傳輸中的傳輸終端接入水文監(jiān)測的專用網絡,并且將水文監(jiān)測點之間聯系起來,這種數據傳輸方式能夠打破信息采集點受到的空間、時間限制,具有比較強的適用性。由于水文中心站點是數據處理的核心環(huán)節(jié),通過如LAN連接服務器,并且通過GPRS網絡傳輸終端的作用能夠自動訪問相關網絡服務器。在水文信息采集站數量較大增加的情況下,水文信息數據處理中心能夠保持比較高速的傳輸效率,滿足水文監(jiān)測要求。3.2綜合性水文監(jiān)測隨著自動化技術廣泛應用,水文監(jiān)測也向著綜合性方向發(fā)展。水文監(jiān)測站不僅能夠監(jiān)測河流的相關信息,同時能夠監(jiān)測地下水水質及雨量等,能夠比較好地完善綜合性的水文信息,還能夠指導相關管理部門對水源地進行合理配置,達到優(yōu)化水質的目的。
4結語
對于日益嚴重的水質污染問題,應該采取積極的措施進行防治與解決。對于水資源的保護而言,水文監(jiān)測發(fā)揮著極為重要的作用。隨著自動化技術廣泛應用,建立完善、高效的水文監(jiān)測體系也就變得更為切實可行,要構建完善的水文監(jiān)測體系,為水資源保護工作做出貢獻。
作者:買買提江•迪力木拉提 單位:新疆和田水文勘測局
參考文獻:
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[關鍵詞]調度自動化;檢測系統(tǒng);無線遠程控制
中圖分類號:TM734 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)34-0032-01
一、研究背景
電力調度自動化系統(tǒng)的主要功能是完成現場電力系統(tǒng)參量的采集和處理,并進行相應的控制,其基本結構包括調度中心、遠程終端和信息傳輸通道三大部分,主要目的是確保電力系統(tǒng)各設備按照調度要求的運行狀態(tài)的安全可靠地工作。因此調度自動化的設備本身的可靠性直接影響著電力系統(tǒng)的安全可靠運行。
目前使用的電力調度自動化系統(tǒng)設備本身的監(jiān)測主要依靠調度中心的工作人員進行監(jiān)視,出現數據不刷新、數據不正常、通訊中斷、遙控動作不響應的情況,按照調度人員的經驗判斷出現故障的原因,部分現有的調度自動化系統(tǒng)設置了設備狀態(tài)顯示屏,但是該顯示屏僅僅顯示了現有調度自動化設備的連接關系和靜態(tài)情況,為調度人員提供判斷故障原因的參考,不能動態(tài)反映調度自動化系統(tǒng)設備的實際運行情況。
另外,現有遠程電力控制大多采用有線方式,通過電力載波將控制指令傳送至被控端,其安裝麻煩,隨控制距離增加有線傳輸方式的成本將明顯增加,有的雖采用無線通信模塊方式,但通信距離短、易受干擾,設備出現故障時,不能及時報警。
二、技術方案
本實用新型要解決的技術問題是:為了克服上述中存在的問題,提供一種遠程智能電力調度自動化設備的監(jiān)測系統(tǒng),其能夠實現無線遠程智能控制并且實現調度自動化設備故障的問題。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種遠程智能電力調度自動化設備的監(jiān)測系統(tǒng),包括無線遠程控制系統(tǒng)、調度監(jiān)控控制中心和與調度監(jiān)控中心相連接的調度顯示屏以及監(jiān)測設備,所述的無線遠程控制系統(tǒng)通過無線網絡信號與調度監(jiān)控控制中心相信號連接,調度監(jiān)控控制中心與監(jiān)測設備相連接,所述的監(jiān)測設備包括監(jiān)測服務器、CPU模塊、報警裝置、電力設備運行狀態(tài)診斷模塊、防盜監(jiān)控模塊、無線發(fā)射接收模塊和可編程存儲器以及電源管理模塊,電力設備運行狀態(tài)診斷模塊、防盜監(jiān)控模塊、可編程存儲器以及電源管理模塊分別與監(jiān)測服務器相信號連接,監(jiān)測服務器通過CPU模塊進行信號處理,CPU模塊通過無線發(fā)射接收模塊發(fā)送給調度監(jiān)控控制中心。
所述的無線遠程控制系統(tǒng)包括GSM 模塊和控制模塊以及手機控制器,手機控制器通過GPRS信號與控制模塊相信號連接,控制模塊與GSM模塊相連接,GSM模塊通過無線信號與調度監(jiān)控控制中心相信號連接。
本實用新型的有益效果是:所述的一種遠程智能電力調度自動化設備的監(jiān)測系統(tǒng),采用此種系統(tǒng),能夠實現對調度自動化系統(tǒng)的實時監(jiān)控,并能夠根據電力設備運行狀態(tài)診斷模塊診斷出各種產生故障的原因和故障工作狀態(tài)之間的對應關系,判斷產生故障的原因能夠有效地提高電力調度自動化系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。
三、基本結構
下面結合附圖對裝置進一步說明。
四、具體實施方式
現在結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。
如圖所示的一種遠程智能電力調度自動化設備的監(jiān)測系統(tǒng),包括無線遠程控制系統(tǒng)1、調度監(jiān)控控制中心2和與調度監(jiān)控中心2相連接的調度顯示屏3以及監(jiān)測設備4,無線遠程控制系統(tǒng)1包括GSM 模塊11和控制模塊12以及手機控制器13,手機控制器12通過GPRS信號與控制模塊12相信號連接,控制模塊12與GSM模塊11相連接,GSM模塊11通過無線信號與調度監(jiān)控控制中心2相信號連接,調度監(jiān)控控制中心2與監(jiān)測設備4的無線發(fā)射接收模塊46相連接,監(jiān)測設備4的電力設備運行狀態(tài)診斷模塊44、防盜監(jiān)控模塊45、可編程存儲器47以及電源管理模塊48分別與監(jiān)測服務器41相信號連接,監(jiān)測服務器41通過CPU模塊42進行信號處理,CPU模塊42通過無線發(fā)射接收模塊46發(fā)送給調度監(jiān)控控制中心2。
本實用新型的一種遠程智能電力調度自動化設備的監(jiān)測系統(tǒng),該監(jiān)測設備4可以固定安裝在遠程終端設備的位置,也可以為便攜式裝置,當懷疑監(jiān)測設備4出現故障時,利用電力設備運行狀態(tài)診斷模塊44進行對設備檢測診斷,然后通過無線發(fā)射接收模塊46連接的調度自動化設備發(fā)送測試數據,將測試數據反饋給調度監(jiān)控控制中心2,調度監(jiān)控控制中心2將數據發(fā)送到手機控制器13進行遠程控制。
采用此種遠程智能電力調度自動化設備的監(jiān)測系統(tǒng),能夠實現對調度自動化系統(tǒng)的實時監(jiān)控,并能夠根據電力設備運行狀態(tài)診斷模塊診斷出各種產生故障的原因。
作者簡介
杜軍(1973-),男,廣西藤縣,工程師,本科。