高拱坝安全监控及安全评价：龙羊峡大坝安全性态评价专家系统

本项研究采用现代安全系统工程的方法，并结合水利水电领域的专业知识和电子计算机技术，建造了以因果关系网络为基础，能进行深层推理的第二代专家系统──龙羊峡大坝安全性态评价专家系统。本系统成功地解决了知识表示、知识获取以及第一代专家系统所不能解决的“组合爆炸”和“搜索爆炸”等关键技术问题；具有很强的知识表示和知识获取功能及问题求解功能；一般不超过２ｍｉｎ即能推理完毕并给出相应的问题结论和处理对策；能对各种工况进行全方位跟踪、预测和防范处理。     

龙羊峡大坝安全性态评价专家系统集成环境的研制

ＬＹＺＳＢＥＥＳ是综合应用现代安全工程、面向对象技术、专家系统和人工神经网络等多学科集在技术，结合龙羊峡大坝安全监测特点而研制成功的“问题发现型”大坝安全性态评价专家系统；同时它又是一个集成环境，为大坝安全工作人员提供了比较完备的数学方法分析、监测数据处理和工程图纸库管理等工具。     

宁夏引黄灌区渡槽工程安全综合评价研究

针对宁夏渡槽工程安全评价尚未建立统一的技术体系,开展工程安全评价体系研究,以期探索 建立科学适用的工程安全评价体系,提高工程安全评价可靠性。经实地调查、专家咨询筛选指标,分层 次建立指标体系,应用不确定型层次分析法及群判断相关理论确定指标权重,并制定指标评分标准和工 程安全评级标准,完成工程安全综合评价体系的构建。经实践应用表明,该评价体系能够满足宁夏引黄 灌区渡槽工程安全评价需要,可为工程建设投资提供决策参考,也可为同类地区工程安全评价提供借鉴。     

水库大坝安全评价系统软件开发及工程应用

我国水库大坝数量众多，安全评价任务繁重且重复性高，安全评价单位技术水平参差不齐，评价工作缺乏规范化，不能适应水利信息化发展要求，开发符合我国现行规程规范的水库大坝安全评价系统软件显得尤为迫切。介绍了所研发的水库大坝安全评价系统软件的基本情况，该软件采用B/S架构设计，界面清晰友好，操作简单明了、方便快捷，可对水库大坝进行全面系统的安全评价，并能生成符合国家规程规范的安全评价成果报告和计算书，极大提高了评价工作的准确性、科学性。该软件是我国第一个系统的大坝安全评价软件，具有极大的推广应用价值。     

基于“边际效益递减”原理的城市水安全评价方法研究

通过城市水安全内涵剖析和系统分析，将城市水安全系统分为支持子系统、协调子系统和防洪子系统，建立了逻辑清晰、层次分明的评价指标体系，并选用层次分析法确定了各层次指标的权重。在分析指标变化对城市水安全的影响规律的基础上，借鉴“边际效益递减”原理，建立了一种新的指标评价方法与模型。利用所确立的评价方法，对昆明城市水安全的现状及趋势进行了评价与预测，其得分为0.574，处于“不安全”状态，且呈恶化趋势，该评价结果与实际相符，证明了该方法体系的科学性和可靠性。     

基于实测数据的重力坝型水电站大坝安全诊断关键技术研究与系统实现

保障大坝安全是确保水电站长期稳定运行的首要任务。在水工安全运维数据资源整合技术、基于BIM的多源异构空间信息融合技术、基于实测数据的测点快速评判与大坝工况综合评价技术等关键技术开展研究的基础上,构建了重力坝型水电站大坝安全诊断与决策支持系统,并在西南某水电站投入实际应用,有效提升了电站在大坝安全数据共享融合、分析诊断、综合评判和异常预警等方面的能力,为同类坝型水电站提供了参考和示范。     

综论人工智能技术在大坝安全监控中的应用

人工智能技术经过从结构主义向功能主义、从硬件方法向软件方法的转变，在现代先进的计算机软硬件技术支持下，许多领域已取得了巨大的成功。综论了几种人工智能技术在大坝安全监控领域中的应用。数据开采是一门新兴智能技术，它的引入可解决大坝安全监控数据量大，知识面广，从而带来分析问题速度慢的困难；专家系统将专家知识编码成计算机能够识别的语言，将专家的经验和思维转化成先进合理的推理策略，为大坝安全评价提供专家级的技术支持；神经网络技术独特的结构和处理信息的方法，对解决大坝安全监控专家系统的“瓶颈”问题是一个很好的方法。     

基于层次分析法和模糊理论水库大坝安全综合评价

影响水库大坝安全的因素众多,并且具有不确定性和层次性的特点。基于《水库大坝安全评价 导则》（ＳＬ258—2000）对水库大坝的安全性进行了三级划分,将传统的方法和与层次分析法和模糊理论 进行结合,构建目标综合评价体系。采用层次分析法确定了权重向量,并且简化了判断矩阵一致性检验 的过程。在确定模糊评价矩阵各因素的隶属度的过程中,借鉴地铁施工、ＴＢＭ施工中的方法,针对定性 因子采用逐级估量法和专家评分法进行隶属度的确定;针对定量因子采用岭型隶属度分布函数。最后, 对水库大坝的安全性进行综合评价。     

统一平台下大坝安全评价系统设计与开发

根据水库大坝安全评价导则和相应的需求分析,首次提出构建基于统一平台的大坝安全评价软件,完成了总体架构设计,实现了软件开发,并将其运用到具体的工程实际中。经验证,该系统能够有效提高大坝安全评价的工作效率,形成流程化、专业化、现代化的安全评价体系。     

A Method for Evaluating Sea Dike Safety

To implement the maintenance and management of the sea dike engineering, the qualitative factors and quantitative factors need to be combined to evaluate the sea dike safety. Firstly, the evaluation index system and evaluation grading criterions of sea dike safety are established. Secondly, a new weight structure of evaluation indexes is proposed to combine the subjective weight and objective weight. Fuzzy Analytic Hierarchy Process method is used to determine the subjective weight and implement the qualitative analysis for sea dike safety. Projection Pursuit algorithm is introduced to calculate the objective weight and implement the quantitative analysis for sea dike safety. Based on the minimum relative information entropy principle, above two weights are combined. Thirdly, an evaluation model of sea dike safety is built with the improved Set Pair Analysis method. Finally, the proposed analysis method is used to assess one sea dike safety in China. It is shown that the combined weight can describe both the subjective information of expert experience and objective variation information of samples values, the uncertainty of information can be handled by the improved Set Pair Analysis method. The evaluation model has the clear physical concepts and intuitive modeling process. The calculation result is reasonable. The proposed method can be applied to sea dike safety evaluation and other complex systems evaluation as well.     

Intelligent control system based on blackboard concept for wastewater treatment processes

An intelligent control system for wastewater treatment processes has been developed and applied to full-scale, high-rate, activated sludge process control. In this control system, multiple software agents that model the target system using their own modeling method collaborate by using data stored in an abstracted database named ‘blackboard’. The software agents, which are called ‘expert modules’, include a fuzzy expert system, a fuzzy controller, a theoretical activated sludge model, and evaluators of raw data acquired by various online sensors including a respirometer. In this paper, the difficulties of controlling an activated sludge system by using a single conventional strategy are briefly reviewed, then our approach to overcome these difficulties by using multiple modeling methods in the framework of an ‘intelligent control system’ is proposed. Case studies of applications to a high-rate activated sludge process that treats BOD and nitrogen of human excrement are also presented.     

基于可变模糊集理论的混凝土坝安全评价

引入可变模糊集理论进行大坝安全评价工作,以混凝土坝安全监测数据为依托,选取监测中关注度较高的核心指标组建并确立混凝土坝安全评价指标体系及评价标准,采用层次分析法确定各待评指标权重值,建立基于可变模糊集理论的大坝安全评价模型;选取工程实例与其他评价方法进行对比分析,验证了该评价模型的准确性和适用性。结果表明,该方法能够较为全面地反馈大坝安全等级,提高了评价结果的可靠性,评价过程简单、逻辑清晰,具有较强的实用价值。     

隧道施工超前地质预报研究进展

随着隧道工程的发展,距离特长、埋深特深、地质条件特复杂的隧道工程逐渐增多,因而隧道施工过程中产生的安全问题也随之增多。隧道施工超前地质预报则是确保隧道施工安全的关键保证,如何更加准确地对掌子面前方不良地质体进行预测预报,国内外学者展开了一系列理论分析、模型模拟以及试验研究。通过总结地质分析法、地震波法、电磁法、电法等一系列超前地质预报技术的研究进展,分析了这些技术的原理与优缺点,对现阶段隧道掘进机(TBM)施工环境下的超前地质预报技术进行了讨论。以“地质调查与物探技术相结合、长中短距离相结合、洞内外相结合、定性与定量分析相结合、经验法与专家系统分析相结合”五结合为原则提出了综合地质预报体系,并以地震干涉法超前地质预报这种新型技术为基础,探讨了相关领域的研究重点以及未来的研究方向,以期为推动隧道工程中超前地质预报技术的应用和发展提供借鉴与参考。     

基于声呐成像的水下结构检测技术

水下结构检测是涉水工程运维管理及安全评估的基础和重要环节。基于声呐系统的水下结构检测技术通过点云成像能够直观反映水下结构的服役状况,可为涉水工程运行管理、应急抢修及安全评价提供技术支撑。本文结合工程实例,对水下声呐成像系统的检测效果进行了测试验证,结果表明：水下声呐成像检测系统具有较好的检测效果,在水质浑浊的低能见度环境下也能够较好地完成水下检测任务。该系统较之传统检测方法具有水下环境适应能力强、作业灵活和直观高效的优点,可极大地提高水下结构检测的精度和效率。     

水闸安全评价探讨

阐述了水闸工程的安全综合评价的基本内容,包括工程现状调查、现场安全检测和分析评估。探讨了水闸工程安全综合评价专家打分和无量纲加权的两种典型方法,分析了各自的优缺点,提出了水闸安全评价进一步研究方向。     

水利现代化评价指标体系研究

从水利现代化特征内涵出发,结合现代化需求,构建以防洪防涝安全、农田水利、水资源配置与高效利用、水环境保护与河湖健康、水管理能力及水利发展保障为六个准则的水利现代化评价指标体系。以南京水利现代化评价为例,根据指标选取原则,选取30个具体指标对南京水利现代化进行评价,通过层次分析及专家咨询等方法确定评价方法、标准及权重。评价结果表明:该指标体系评价结果与南京水利发展现状相符,可以为将来南京水利现代化建设提供依据。因此,建立的评价指标体系对当前开展的水利现代化建设具有很好的指导意义。     

Key techniques for evaluation of safety monitoring sensors in water conservancy and hydropower engineering

For the evaluation of construction quality and the verification of the design of water conservancy and hydropower engineering projects, and especially for the control of dam safety operation behavior,safety monitoring sensors are employed in a majority of engineering projects. These sensors are used to monitor the project during the dam construction and operation periods, and play an important role in reservoir safety operation and producing benefits. With the changing of operating environments and run-time of projects, there are some factors affecting the operation and management of projects,such as a certain amount of damaged sensors and instability of the measured data. Therefore, it is urgent to evaluate existing safety monitoring sensors in water conservancy and hydropower engineering projects. However, there are neither standards nor evaluation guidelines at present. Based on engineering practice, this study examined some key techniques for the evaluation of safety monitoring sensors, including the evaluation process of the safety monitoring system, on-site detection methods of two typical pieces of equipment, the differential resistor sensor and vibrating wire sensor, the on-site detection methods of communication cable faults, and a validity test of the sensor measured data. These key techniques were applied in the Xiaolangdi Water Control Project and Xiaoxi Hydropower Project. The results show that the measured data of a majority of sensors are reliable and reasonable, and can reasonably reflect the structural change behavior in the project operating process, indicating that the availabilities of the safety monitoring sensors of the two projects are high.     

基于定量化指标体系的水闸安全综合评价方法研究

结合大量水闸调研资料,研究影响水闸安全的主要因素,构建一套全面、可量化的水闸安全评价指标体系,并在此基础上建立水闸安全综合评价方法。利用此评价方法对宁车沽防潮闸、蓟运河防潮闸、海河二道闸和九丈窝分洪闸进行安全评价,评价结果与基于传统专家经验法的鉴定结论相吻合,有效地指导了水闸安全鉴定工作,为上级部门提供了科学合理的决策依据。     

大坝安全监测系统评价体系

在梳理国内外大坝安全监测相关规范及实践经验基础上,研究提出大坝安全监测系统评价总体框架安全监测设施可靠性及完备性、监测系统运行维护和自动化系统评价要素及评价方法等。大坝安全监测系统评价内容包括监测设施完备性评价、监测设施运行维护评价和自动化系统评价。监测设施完备性评价基于监测设施考证资料、现场检查与测试以及历史测值分析等方法,评价为可靠或基本可靠的监测设施是否满足大坝安全监控要求;监测设施运行维护评价包括运行管理保障、观测与维护以及资料整编分析等;监测自动化系统评价内容包括数据采集装置、计算机及通信设施、信息采集与管理软件、运行条件和运行维护等方面。监测系统综合评价分为正常、基本正常和不正常3个等级。评价为正常,应继续运行;评价为基本正常,可继续运行,但应及时修复完善;评价为不正常,需及时更新改造。     

水利水电工程施工机械设备安全规划理论研究

水利水电工程施工机械设备多,作业环境复杂,施工场地安全布置和施工设备的安全规划难度大。引入时间、空间和运动分析理论,建立了施工机械设备安全规划的理论体系,提出了水利水电施工场地施工机械作业安全规划的评价方法和评价指标;客观地认识和评价施工场地内和施工过程中的机械设备给施工过程带来的安全问题,充分利用有限的施工作业时空资源,制定科学合理的施工设备布置方案。该理论体系为施工场地安全规划的研究提供了一种新途径。