三维可视化大坝安全监控系统研发及应用

先进可靠的三维可视化大坝安全监控系统能准确检查大坝结构,展示仪器埋设位置,提高实时监测信息及大坝安全管理的效率。通过对大坝监测数据的深入分析,并依据规范拟定应力、渗流量等监控指标对三维数值模型进行正反分析,可确定大坝变形预警值。以湖南托口水电站为例,采用BIM技术构建了大坝实体、地形场景以及监测信息的三维可视化模型,并开发出集成了三维可视化模型展示、数据查询、数据展示及安全预警四大模块的大坝安全监控系统。该系统能全方位展示大坝结构、监测数据分析结果、监控指标等信息,并直观展示实时信息,实现了大坝安全监控预警,提高了大坝安全管理效率。相关经验可供类似水利水电工程的安全监控系统开发借鉴。     

基于BIM+3D GIS的大坝安全监测管理系统设计与实现

为改善水库大坝安全监测仍然存在的缺乏先进监测技术和监测系统以及监测仪器空间分布广、监测结果可视化程度低等问题,基于BIM和3D GIS技术,通过构建大坝BIM模型、3D GIS场景和利用现场大坝安全监测采集系统数据库,进行BIM和3D GIS的融合,设计开发了大坝安全监测管理系统,实现了水工建筑物、监测仪器的三维空间展示和安全监测数据的统计、异常分析,可为评价大坝运行性态提供辅助决策和技术支持。     

某水电站大坝监测数据自动化处理系统设计

针对目前水电站大坝安全监测存在数据不能实时计算分析、展示,长期运行产生大量数据难以管理且需要投入大量人力计算分析等问题,设计基于Flask框架的大坝监测数据自动化处理系统,为大坝监测数据分析提供接口,实现数据查询、计算、绘图、实时监控及数据、图形远程展示等功能。结果表明,基于Flask框架的大坝监测数据自动化处理系统,数据实时反馈效果好,操作便捷,数据读取展示性能好、可视化程度高,可实现大坝实时安全监测。     

抽水蓄能电站水工建筑物专家分析库系统的研究与开发

随着我国抽水蓄能电站的建设,对抽水蓄能电站水工建筑物进行实时安全评价是电站安全运行的重要保障。通过对抽水蓄能电站水工建筑物安全监测主要问题的分析,采用产生式专家系统方法,结合最新的计算机软件技术,对抽水蓄能电站水工建筑物安全综合分析推理系统进行了研究开发,介绍采用的技术路线、方法和有关模型,系统实现的有关功能模块。采用改进的统计数学模型并结合产生式专家系统方法的抽水蓄能电站水工建筑物安全综合分析推理系统可以对水工建筑物安全性态进行快速分析评价。     

基于数字孪生技术的三维可视化水利安全监测系统

为从当前水利行业自动化监测业务收集到的海量监测数据中提炼出更多关键信息,进一步服务于安全监测智慧化,基于数字孪生技术的概念,利用现有三维GIS可视化技术手段,结合时空数据模式,构建了一套三维可视化水利安全监测系统.结果表明:该系统能够直观展示数字三维地理空间中的地形、地貌、安全监测相关模型信息和扩展的分析、查询数据结果...     

监测数据网页端三维可视化展示

传统监测数据可视化目前还处于二维平面观察阶段,无法对三维模型进行整体掌握。基于三维网格模型利用支持向量机算法对监测数据进行空间插值,利用WebGL技术实现插值监测数据场空间展示。实现了在线实时查看大坝结构服务性态,克服了传统监测平台中监测数据只能以单点时程图或平面图形显示、可视化程度低等缺点。通过研究表明三维可视化能够清晰直观的显示监测数据,使大坝安全管理更加便捷高效。     

在线监测数据的可靠性检验方法研究

水工建筑物的自动化监测，因其快捷、省时、精度高、能实现实时监测等优点，被赵来赵多地采用。然而，监测数据的采集并非监测目的，其最终目的的应该是通过对监测数据的分析，确定建筑物的安全状态。由于监测数据的可靠性检验是数据分析的基础，只有正确可靠的监测数据，才能保证最终分析结果的正确与可靠。笔者根据大坝自动化安全监测的特点，论证模型检验法、统计检验法和相关检验法进行监测数据在线检验的合理性及可行性，并用实     

在线监测数据的可靠性检验方法研究

水工建筑物的自动化监测，因其快捷、省时、精度高、能实现实时监测等优点，被越来越多地采用。然而，监测数据的采集并非监测目的，其最终目的应该是通过对监测数据的分析，确定建筑物的安全状态。由于监测数据的可靠性检验是数据分析的基础，只有正确可靠的监测数据，才能保证最终分析结果的正确与可靠。笔者根据大坝自动化安全监测的特点，论证模型检验法、统计检验法和相关检验法进行监测数据在线检验的合理性及可行性，并用实例对各种方法进行验证、分析、比较。     

抽水蓄能电站水工建筑物监测统一管理系统建设

不同于流域式水电管理公司，国网新源控股有限公司所辖抽水蓄能电站分布地域较广，水工建筑物安全监测数据管理难度较大。笔者阐述了国网新源公司水工建筑物安全监测统一管理系统的建设思路及所实现的功能，表明集中式数据管理模式有利于提高水工建筑物安全监测管控质量，为类似集团式数据管理提供参考。     

基于多测点云相似的混凝土坝变形性态关联分析

大型混凝土坝的安全监测测点数量多、布置广泛,海量监测数据给及时准确分析评估大坝安全性态带来困难,为此引入云模型理论对变形监测资料表征混凝土坝性态的差异性及关联性进行分析。将大坝每个测点的监测数据视为一个云,单个测值视为云滴,进行云参数计算获取测值序列的云数字特征,进而通过多测点的云参数,计算测点之间的相似度和相似系数,用以表征不同测点反映大坝整体变形状态的差异和相关性。实例分析表明,云相似度能够迅速发现同类坝段中的异常测点,通过云相似系数的聚类分析实现测点分组,在实现大坝变形性态关联分析的同时,测点分组管理可有效提高监测数据分析效率。     

山美水库大坝安全监控系统

通过对山美水库大坝设计、施工、运行及监测资料分析,确定了水库大坝安全监测方案,建立了山美水库大坝安全判别体系及监控指标;在此基础上,采用先进的电子技术、网络通信技术、计算机技术和数据管理技术,开发山美水库大坝安全监控系统。系统可实时综合分析大坝安全运行性态,评定大坝安全类别,对大坝安全隐患自动进行预警。     

基于数字孪生的水库大坝安全管理云服务平台研发与应用

当前中国水库大坝安全管理具有点多面广、安全状态时空多维演变、监测数据海量且多源异构、监管机构多层级等特点.为提高水库大坝安全管理水平,研究面向以监控和管理为主要目的的多层级安全监管需求,在充分梳理相关业务流程体系的基础上,引入数字孪生技术,给水库大坝安全运行管理提供新的展示方式和分析手段.运用以物联网、边缘计算、云计算...     

基于数字孪生的高海拔高土石坝工程施工管控探索

为解决高海拔高土石坝工程施工过程复杂、施工周期长等因素引起的施工进度和质量管控难题，采用数字孪生理论与技术体系建立高土石坝工程数字孪生模型，模型包括基于三维GIS和BIM融合技术建立的表达工程施工动态过程的虚拟模型、基于循环仿真网络和贝叶斯修正技术建立的反馈优化施工方案的进度分析模型、基于物联网和大坝填筑全流程跟踪管理模型建立的大坝填筑质量跟踪和管控模型。以西南某高海拔地区高心墙土石坝工程为例，对高土石坝工程数字孪生模型开展工程应用。实践表明：建立的高土石坝工程数字孪生模型可实现高土石坝工程所在地区地形地貌和工程施工进度面貌的三维动态展示，快速追溯出现质量问题的工程部位的施工过程，同时借助现场GPS监测和移动端输入等信息采集手段实现平台虚拟模型与现场工程实体模型的双向联动。     

监测信息不完整状态下的大坝整体性态监控方法

针对大坝原始监测数据不完整、难以融合多测点数据诊断大坝整体性态问题,提出采用概率主成分分析(PPCA)对测值不完整的原始监测数据进行重构,提取表征大坝整体性态的概率主成分(PPC),并建立了PPC监控模型。算例表明,PPCA能够有效地从不完整监测数据中提取关键信息,PPC监控模型能够高精度地实时监控大坝整体性态。     

丹江口水利枢纽混凝土坝监控模型的研究与应用

丹江口水利枢纽混凝土坝监控模型的研究与应用潘文昌（丹江口水利枢纽管理局技术处）１前言大坝安全监测是通过仪器观测和巡视检查不仅可以监视建筑物在初次蓄水期间及其随后长期运行的安全；而且通过实际工作性态的分析与反分析，反馈设计和施工，为提高和修正水工设计理...     

基于RFM模型的大坝实测性态自适应综合评价方法

针对当前大坝安全监控连续时空监测能力弱、单测点馈控范围小的不足,在充分挖掘大坝原型监测数据的基础上,发展了一种弱化主观干扰的RFM(Recency Frequency Magnitude)自适应大坝性态评价模型。首先,模型结合大坝行为的强周期性时序特征,提出“中层型”和“底层型”监测序列的概念;其次,引入K-means聚类算法实现自适应划分监测序列类别;最后,基于RFM指标评分体系,明确各类别所表征的工程健康状态,建立大坝性态的安全评价体系。以某大坝水平位移监测资料为例,详细展示了所提出的大坝运行性态评价模型的应用流程。工程实例表明,该模型评价合理,客观反映了大坝服役状态,有效减少了评价过程中的经验性活动。     

数字孪生水库的设计思路和效益分析

针对水库在运行管理过程中存在设施落后、技术人员稀缺、信息化水平低等问题,本文基于数字孪生技术,提出了数字孪生水库的建设构想。在现有信息采集、通信网络、计算存储等基础上,运用三维建模技术建设水库L3级数字底板,利用可视化技术,辅助调度与决策支持模型,实现枢纽工程运行状态的可视化展示以及科学管理。通过数字孪生水库系统的构建,不仅能够提供全面完整的水库实时动态监测数据,还能为水库后期日常安全管理与安全运行提供支撑服务。     

大渡河公司大坝安全监测设施缺陷信息化管理实践

大坝安全监测系统的正常运行对实时评判大坝运行性态具有至关重要的作用,监测设施完好率、数据采集缺失率、自动化系统平均无故障工作时间等指标直接体现监测系统运行的可靠程度,并与设备缺陷管理水平密切相关.笔者介绍了基于信息系统、设备状态监控、数字巡检的全流程、信息化的大坝安全监测设施缺陷管理模式,实现了"发现—填报—处理—审核—验收—统计—分析"全流程线上管理.实践表明,该管理模式提高了监测系统运行可靠性指标,实现了设备全生命周期管理,提升了大坝安全实时管控水平.     

水库信息化建设的实践与思考

水库在保障民生供水、城市环境美化中起着极其重要的作用,在分析深圳市水库管理特点的基础上,介绍了水库信息系统的架构,水情遥测、视频监控、供水计量、水质在线监测、大坝安全监测等水库信息采集系统及高级应用系统的决策功能。系统采用WEBGIS技术,实现了基于三维场景的水文、水工、水质、大坝安全监测、视频、水量信息等的定位的三维实景化查询。最后总结了水库信息化建设的经验。     

大坝安全远程监控系统应用初探

大坝安全远程监控管理模式是确保大坝及其水工建筑物安全运行的有效手段之一.介绍了大坝安全远程监控系统的建设及其在大坝监测管理和大坝安全监控方面的应用效果,为创新远程管理与现场检查相结合的大坝安全管理模式进行了有益尝试.