變形監(jiān)測方案設(shè)計(jì)內(nèi)容

　　變形監(jiān)測就是利用專用的儀器和方法對變形體的變形現(xiàn)象進(jìn)行持續(xù)觀測、對變形體變形形態(tài)進(jìn)行分析和變形體變形的發(fā)展態(tài)勢進(jìn)行預(yù)測等的各項(xiàng)工作，看看下面的變形監(jiān)測方案設(shè)計(jì)內(nèi)容。

　　變形監(jiān)測方案設(shè)計(jì)內(nèi)容

　　1水庫大壩概況

　　三座店水庫主壩在5個(gè)斷面共布設(shè)20個(gè)綜合位移標(biāo)點(diǎn)（兼測水平位移和垂直位移），共布設(shè)6個(gè)水平位移工作基點(diǎn)，原設(shè)計(jì)采用控制網(wǎng)人工現(xiàn)場進(jìn)行觀測。由于下游壩坡較陡，人工變形觀測困難，因此，引入機(jī)器人自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)。

　　2測量機(jī)器人特點(diǎn)

　　1）自動化程度高，可靠性強(qiáng)。2）可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測、快速監(jiān)測。3）運(yùn)行維護(hù)方便、節(jié)省成本。4）測量范圍大，可以對大壩上處于通視條件下的任意點(diǎn)進(jìn)行測量，并可同時(shí)獲得每個(gè)變形測點(diǎn)的水平位移和垂直位移的信息。5）測量機(jī)器人測角精度0.5”，測距精度0.6mm+1ppm。6）其系統(tǒng)不足主要表現(xiàn)在測量精度受大氣折射的影響。在大壩監(jiān)測控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，可以采取在不受大氣折射影響時(shí)段進(jìn)行觀測，可以消除和減弱各種誤差對測量結(jié)果的影響，大幅度地提高測量精度。

　　3系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)設(shè)施主要有測量機(jī)器人、棱鏡支架目標(biāo)組、通訊設(shè)備、供電設(shè)備、視頻監(jiān)控設(shè)備、遠(yuǎn)程安防設(shè)備、計(jì)算機(jī)和服務(wù)器等設(shè)備以及基點(diǎn)站房組成。

　　4設(shè)計(jì)方案

　　4.1基點(diǎn)站房

　　在主壩壩頂附近建設(shè)測量機(jī)器人觀測基點(diǎn)及基站站房。觀測基點(diǎn)用于安裝測量機(jī)器人，觀測基點(diǎn)布設(shè)在基點(diǎn)站房內(nèi)。為實(shí)現(xiàn)真正的自動化觀測，在基點(diǎn)站房配備全自動電動玻璃窗，玻璃窗在測量機(jī)器人觀測前后可自動開閉，避免玻璃折射引起的觀測誤差，同時(shí)保證基點(diǎn)站房內(nèi)外溫度等環(huán)境因素一致性，滿足測量機(jī)器人觀測精度要求。

　　4.2位移標(biāo)點(diǎn)及基點(diǎn)改造

　　為實(shí)現(xiàn)自動化觀測，需對綜合位移標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行自動化改造，并增設(shè)觀測棱鏡及保護(hù)裝置。保護(hù)裝置在滿足觀測精度的前提下，滿足了防盜、防霧的要求。保護(hù)裝置避免了在每次觀測前，人工安裝棱鏡的工作，解決了三座店水庫壩坡坡度大，人工現(xiàn)場測量困難的問題，實(shí)現(xiàn)了無現(xiàn)場工作人員完全的自動觀測。表面變形采用控制網(wǎng)觀測方案，利用主壩已經(jīng)建立的控制網(wǎng)，并實(shí)現(xiàn)自動觀測。

　　4.3機(jī)器人輔助系統(tǒng)

　　為保證主壩監(jiān)測設(shè)備的安全，同時(shí)可實(shí)時(shí)監(jiān)測測量機(jī)器人的工作狀態(tài)，需配置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，布設(shè)視頻監(jiān)控設(shè)備和基點(diǎn)站房門禁設(shè)備，實(shí)現(xiàn)在中控室遠(yuǎn)程監(jiān)控。在基點(diǎn)站房內(nèi)布設(shè)1臺攝像機(jī)、基點(diǎn)站房外布設(shè)2臺攝像機(jī)，攝像機(jī)采用紅外一體攝像機(jī)。室外攝像機(jī)主要監(jiān)視大壩安全監(jiān)測等設(shè)施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)人為破壞情況。室內(nèi)攝像機(jī)主要監(jiān)視基點(diǎn)站房和中控室內(nèi)部的情況，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)或阻止外人闖入。在基站站房設(shè)置門禁系統(tǒng)，完善的解決正常工作和非法入侵的區(qū)分。

　　5系統(tǒng)功能

　　5.1測量機(jī)器人

　　測量機(jī)器人系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、儲存和傳輸、數(shù)據(jù)處理、分析及報(bào)警等功能，可在無人值守情況下完成對大壩表面位移全自動化觀測，實(shí)現(xiàn)自動和高精度測量、無人值守，充分發(fā)揮變形監(jiān)測系統(tǒng)的作用，特別是在汛期等緊急狀態(tài)下，及時(shí)和連續(xù)采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，為工程安全監(jiān)控和評估提供依據(jù)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)從測量照準(zhǔn)、數(shù)據(jù)采集記錄、數(shù)據(jù)預(yù)處理到測量手簿生成、常用平差軟件所需格式文件的輸出全部過程自動化，可在無人值守的'情況下不間斷定時(shí)觀測。軟件操作簡潔，流程清晰，便于操作，可以依據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范設(shè)置各種測量限差，軟件設(shè)定各項(xiàng)檢查指標(biāo)，可以自動進(jìn)行三角形閉合差計(jì)算。監(jiān)測系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)完成變形點(diǎn)的三維坐標(biāo)測量，可同時(shí)獲得每變形點(diǎn)的平面位移和垂直位移信息。系統(tǒng)自動生成EXCEL文檔格式表格的外業(yè)觀測手簿，根據(jù)要求，提供各變形點(diǎn)位移信息的日、月、年等報(bào)表。系統(tǒng)具有圖形顯示和輸出功能，可以通過圖形查看每站觀測量和整個(gè)控制網(wǎng)網(wǎng)圖。系統(tǒng)采用遠(yuǎn)離全站儀監(jiān)測站的計(jì)算機(jī)中心控制機(jī)房監(jiān)控方式，值班人員在控制機(jī)房可全面了解監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行情況。控制機(jī)房和監(jiān)測站的全站儀之間采用雙向有線通訊方式，實(shí)現(xiàn)控制計(jì)算機(jī)對全站儀的遠(yuǎn)距離在線控制。

　　5.2輔助系統(tǒng)

　　目前，隨著信息化產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，由遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)和防盜報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成的安全防范系統(tǒng)，已經(jīng)成為涉及多媒體技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、辦公自動化技術(shù)等多學(xué)科的綜合技術(shù)，并以其獨(dú)特的功能需求和先進(jìn)的技術(shù)集成廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外各行各業(yè)，成為綜合管理系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分。尤其在水利建設(shè)方面，通過對水利設(shè)施的視頻集中監(jiān)控和管理，能及時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以避免可能發(fā)生的意外事件，并做到只要在監(jiān)控中心，就能夠?qū)υ诒O(jiān)控范圍內(nèi)的各種狀況了如指掌，增加了對突發(fā)事件的反映速度，有效地提高工作效率。

　　5.2.1遠(yuǎn)程安防系統(tǒng)

　　1）系統(tǒng)區(qū)分正常工作和非法入侵，符合安全防范系統(tǒng)要求的設(shè)防和撤防，刷卡進(jìn)入自動解除報(bào)警設(shè)防，開關(guān)（刷卡）外出自動設(shè)防。方便合法出入基站人員進(jìn)行維護(hù)管理。2）系統(tǒng)提供感應(yīng)卡、備用鑰匙、遠(yuǎn)程管理中心遙控開門、開窗等多種開關(guān)控制方式。3）系統(tǒng)提供遠(yuǎn)程設(shè)防，狀態(tài)查詢功能,中心管理平臺具有設(shè)防、布防和撤防等功能。4）系統(tǒng)報(bào)警功能齊全并且能夠顯示報(bào)警類型、報(bào)警地點(diǎn)等，實(shí)時(shí)監(jiān)控并進(jìn)行處理，發(fā)生警情時(shí)，管理人員或管理中心可遠(yuǎn)程開啟或者鎖死基站防盜門。

　　5.2.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　1）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程24h監(jiān)控。2）系統(tǒng)圖像視頻窗口可放大縮小，調(diào)整畫面的顯示清晰度。3）系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)控制前端設(shè)備接入的報(bào)警主機(jī)和報(bào)警盒設(shè)備的控制，并且能夠收到報(bào)警設(shè)備中的所有數(shù)據(jù)及處理。

　　5.2.3遠(yuǎn)程電力拖動系統(tǒng)

　　系統(tǒng)遠(yuǎn)程自動控制基點(diǎn)站房電動觀測窗，與測量機(jī)器人聯(lián)動，在每次測量機(jī)器人觀測前提前開啟觀測窗。

　　5.2.4供電系統(tǒng)

　　系統(tǒng)的供電電源采用220V，50Hz的單相交流電，該單相電源專線敷設(shè)至系統(tǒng)所用的配電柜，其電源波動范圍為：+5%～-10%之內(nèi)，并配有UPS分別給基點(diǎn)站房和中控室提供不中斷電源。

　　5.2.5防雷系統(tǒng)

　　系統(tǒng)的接地采用一點(diǎn)接地方式，以避免由于接地電位差而混入交流波干擾等，防雷接地系統(tǒng)需覆蓋整個(gè)自動化監(jiān)測系統(tǒng)，其接地電阻應(yīng)小于4Ω。

　　6結(jié)語

　　采用傳統(tǒng)的人工方式進(jìn)行表面變形監(jiān)測，監(jiān)測工作量大，在需要增加測次等特殊情況下，難以滿足準(zhǔn)確及時(shí)了解大壩的運(yùn)行狀態(tài)的需要。如果將表面變形監(jiān)測納入大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)，不僅測讀快、及時(shí)，而且能夠做到相關(guān)量同步測讀，勝任多測點(diǎn)、密測次的要求，提供在時(shí)間上和空間上更為連續(xù)的信息，而且測讀準(zhǔn)確性和可靠性高，能夠快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行大壩安全參數(shù)測量、數(shù)據(jù)采集和傳輸，并能自動進(jìn)行資料整編和分析，監(jiān)測資料的同步性強(qiáng)，能大大減少人為因素的不確定性。規(guī)劃設(shè)計(jì)

　　作者:郝淑榮 單位:遼寧省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院