基于全生命周期的大坝安全监测信息管理

张 晨，冯永祥

（雅砻江流域水电开发有限公司，四川 成都，610051）

0 引言

与水电工程建设一样，大坝安全监测工作在施工期和运行期之间也有着明显的界面。在电力体制改革前，一般是在工程竣工后由施工单位向运行单位移交安全监测系统及监测资料，运行单位人员参与施工期安全监测工作深度十分有限，再加上当时安全监测技术手段和责任分工制约等因素，很多电站运行后都出现过移交的安全监测信息不全，以及错误信息无法追溯的问题，给准确评价大坝运行安全状态带来很多困难。随着技术的发展及电力企业主体责任的不断强化，电力企业逐步加强了施工期安全监测工作管理，有些企业还建立了施工期安全监测信息管理系统。但由于施工期和运行期安全监测工作的侧重点不同，施工期安全监测信息管理系统不能满足运行期要求，运行期需要重新建设信息系统，造成重复建设，浪费资金。为妥善解决安全监测工作施工期和运行期之间的问题，雅砻江流域水电开发有限公司建立了流域大坝安全信息管理系统，利用物联网技术开发了施工期监测管理功能模块，做到了施工期和运行期的建管融合、无缝交接，实现了全生命周期的安全监测信息管理。

1 流域大坝安全信息管理系统简介

流域大坝安全信息管理系统是雅砻江公司按照“流域化、集团化、科学化”发展与管理理念建设的流域大坝安全管理和技术管理的统一平台。主要功能是对公司管辖的各运营期水电站安全监测、水工巡检维护、大坝定检注册等大坝安全信息进行全面管理，并为施工期大坝安全监测管理提供信息化手段，最终实现全流域梯级电站大坝安全信息的接入和施工期至运行期的无缝衔接。

流域大坝安全信息管理系统由位于成都的流域数据管理主系统、各运行期电站大坝监测自动化采集和信息集成以及施工期电站监测信息管理系统组成。针对不同的使用者，系统提供专业C/S软件、信息网站、平板电脑、智能手机等4种访问途径，实现数据采集、数据审核、数据计算、查询统计、资料整编、离线分析等安全监测功能，以及水工点检、技术文档、大坝定检注册等信息管理功能。

系统于2011年开展规划设计，2012年开发建设，2013年9月接入二滩水电站，目前已陆续接入桐子林、二滩、官地、锦屏一级、锦屏二级、杨房沟、两河口5座运行期、2座施工期水电站大坝安全数据。

2 施工期监测仪器设备管理

雅砻江公司以两河口水电工程为试点，除接入了流域大坝安全信息管理系统外，还开发了监测仪器物联网管理模块。在流域大坝安全信息管理系统中建立水电站仪器设备管理数据库，用以管理仪器设备的基本信息及采购、运输、埋设、维护及运行，直到报废的全生命周期中相关的过程信息和流程数据，对现场安全监测设备实现从仪器到货、数据采集、后期数据处理、月报生成全周期管理，通过信息管理软件开发实现对仪器设备的基本信息进行管理和维护，对仪器设备的埋设质量、存活率、数据突变情况进行统计分析。

物联网管理模块的核心就是在仪器出厂后由仪器厂商将仪器基本属性（如厂家名、仪器出厂日期、仪器名称、型号、仪器参数、率定资料、订货批次信息等）录入数据库，和仪器一并提供给现场建设管理局。

现场安全监测中心在仪器到货后通过扫码枪实现二维码扫描，将对应的仪器基本属性信息从厂家提供的数据库中读取出来，通过数据库对接的方式自动导入流域大坝安全信息系统，实现仪器到货情况统计，基本信息录入工作。入库时根据扫码情况进行识别，判断实际供货是否与供应商提供的清单批号一致。同时可以实现对场内调拨归还、借出归还、领用退回、返厂维护后再次入库等操作，入库时同时记录入库时间、操作人员、仪器状态等信息。承包商接收仪器后通过测点属性信息修改完成系统中仪器设备调拨状态确认，同时记录出库的时间、状态、人员等信息。现场埋设工作完成后，承包商立即在流域大坝安全信息管理系统录入整理后仪器的埋设信息，包括对仪器设备埋设状态的管理和埋设信息的记录，记录埋设的位置、高程、日期、深度、初始值等信息，与系统中已经设置的测点建立关联关系。

在仪器资料信息化管理方面，使用流域大坝安全信息管理系统对仪器采购和出入库管理能做到客观性和溯源性，各类信息均可在信息系统中实现查询和追根溯源，便于现场各参建单位及时了解安全监测仪器埋设情况。

图1 安全监测仪器到货管理界面Fig.1 Interface of arrival management of safety monitoring instrument

系统通过专用网络将相关监测仪器信息在成都流域大坝中心备份，实现了两河口水电工程施工期安全监测仪器设备信息化管理，优化了各单位工作流程，减少了纸质资料的传递，降低现场工作强度，提升管理水平，在仪器运行维护管理过程中可以记录仪器运行的监测数据，运行过程中仪器检修、维护信息，直到最终的报废、停测等。同时仪器设备纳入缺陷处理，在埋设、运行、维护过程中，一旦发现存在缺陷或者安全隐患，立即进行登记、消缺等工作，通过上述数据资料可以开展仪器质量分析，用于统计分析仪器设备的质量，尤其对质量发生问题的时段、过程、涉及的单位等进行统计分析，便于现场管理局对于仪器设备损坏量较大的仪器厂商和埋设质量较差的单位进行了解。

3 施工期监测信息管理

鉴于施工期水电站安全监测数据量较大、建设周期长、现场数据量大等特点，雅砻江公司在流域两河口水电站、杨房沟水电站施工期承包商进场时就引入了流域大坝安全信息管理系统，对现场安全监测设备实现施工期数据采集传输、后期数据处理、监测图标生成、监测月报生成。

流域大坝安全信息管理系统基于施工期安全监测自动化采集系统之上，通过数据库对接、Excel导入、人工直接输入等方式将现场所有安全监测数据、测点信息、仪器参数、埋设考证资料导入流域大坝系统数据库中，依托流域大坝安全管理系统完成现场施工期安全监测数据管理及各种成果表和各种监测数据的过程线、分布图、相关性图的自动生成，实现了水电工程安全监测信息化管理。

现场安全监测承包商接入流域大坝系统前，需在信息系统里建立测点信息属性、多重测点归类集合以及测点历史数据映射，上述工作完成后系统可以自动在Excel数据工作表里读取历史数据及测点相关信息。现场安全监测管理中心、监理依托流域大坝系统，可以对承包商上传的测点信息和历史数据进行计算公式编辑及数据检查和审核，并对各测点进行曲线图绘制、特征值数据统计、报告模板的定制以及测点图形导航。系统界面见图2，曲线图及成果统计表见图3。

信息化管理模式通过网络把现场自动化采集单元、后台服务器、信息系统融合在一起。以承包商现场采集人工数据、自动化采集模块上传数据为基础，通过统一定制数据模板，规范现场各家承包商提交的安全监测数据格式。数据集中存储、备份，防止丢失，后台数据接口为数据二次开发、各监测子系统集成和数据综合分析提供了统一数据平台，通过权限设置使得监理、安全监测管理中心、设计院、管理局相关部门实现实时数据查询，相关管理单位可以通过流域大坝信息管理系统及时获取工程监测信息，及时研判监测数据的准确性，信息化管理模式让管理单位及时掌握工程安全性态，可以最大限度地降低人为因素干扰。

图2 安全监测信息化系统管理界面Fig.2 Interface of safety monitoring information management system

图3 安全监测信息化曲线图及成果统计表Fig.3 Curve of safety monitoring information and statistical table of result

4 结语

流域大坝安全信息管理系统相对于传统模式来说能够提高现场工作效率、减少安全监测人员数量，保障安全监测数据准确率、便于各方及时了解安全监测数据并自动生成监测报告。通过加入监测仪器物联网管理模块，仪器厂商资料可以通过数据库对接方式实现仪器出厂资料自动导入流域大坝安全信息管理系统，实现从施工期到运行期安全监测信息化管理，即一支仪器从出厂到现场安装率定，再到数据采集，各类信息均可在流域大坝安全信息管理系统中查询和追根溯源，减少人为误差，简单快捷地实现即时查询。

流域大坝安全信息管理系统，利用物联网技术开发了施工期监测管理功能模块，做到了施工期和运行期的建管融合、无缝交接，实现了全生命周期的安全监测信息管理。 ■

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