水利水电工程安全监测智能化数据管理分析及决策支持系统

该技术成果已获得2项发明专利，4项实用新型专利，13项计算机软件著作权；先后荣获2013年吉林省优秀勘察设计一等奖，2013年全国勘察设计行业优秀计算机软件一等奖，2014年吉林省科技进步二等奖，2015年吉林省优秀勘察设计一等奖，2017年吉林省优秀勘察设计二等奖，2017年全国勘察设计行业优秀计算机软件二等奖。

▲技术原理

该系统由“自动化数据采集系统”、“设备状态智慧在线监控预警系统”、“综合管理分析系统”、“模型管理分析系统”、“综合分析推理系统”和“web信息发布系统”子系统组成。可实时精确监测和馈控工程安全运行状况，为使用单位及上级管理部门在水利应急事件处理方面占得先机，为工程安全状况做出准确高效的评判和决策提供可靠依据，解决现代企业管理需要，达到“无人值班、少人值守”的要求。充分发挥了工程的发电效益、防洪效益、灌溉效益及民生效益，推进了水利工程运行管理高质量发展。

▲技术特点

（1）该系统是集数理统计、计算机工程、信号处理、模式识别、人工智能等多学科于一体的智能化安全监测决策支持系统。

（2）采用“知识推理机”和“决策树”进行多方法综合评判。

（3）采用客户机/服务器（C/S）和浏览器/服务器（B/S）结构相结合的方式，通过C#、ASP.Net、Java等高级语言进行开发，数据库采用分布式数据库。

（4）主控系统基于Android采用Java高级语言开发，数据库采用SQLite数据库。

（5）采集装置基于ARM嵌入式系统研发，核心控制器采用Exynos4412SCP芯片，显示采用高分辨率全彩液晶触摸屏，通讯具有 EIA-RS-485/422-A、以太网、移动通信网、Wi-Fi等符合国际标准的接口，数据存储具有USB及Micro SD卡扩展。采集装置既可采集模拟量传感器，还可管理数字量监测设备。

▲技术指标原理

（1）DB4000i型多功能数据采集装置：核心控制器Exynos4412SCP芯片，控制系统Android4.0以上。

（2）DB2220A型CCD双金属标仪：量程50mm， 精度±0.05mm，分辨率0.01mm。

（3）DB1220A型CCD垂线坐标仪：量程两向均为48mm，分辨率两向均为0.01mm。

（4）软件系统：关系型数据库SQL Server 20（10）SQL Server 2012，采集时间≤8分钟（多台MCU），系统平均无故障时间≥6300h，粗差处理方式为删除/平滑/调整，模型方法为统计模型、分布模型、混合模型、灰色模型，模型指标为2/3/4倍标准差，综合推理时间≤10秒。

▲应用范围及前景技术原理

适用于水利水电行业安全监测领域，以及水利水电工程的施工阶段和运行阶段。

该系统自研发至今，依照研发-应用-升级-推广的技术路线，已在尼尔基水利枢纽、哈达山水利枢纽、吉林松江河梯级、国电大渡河流域梯级（铜街子、龚嘴、深溪沟、吉牛）、大连市英那河水库等十多个工程中得到成功应用。

典型案例：尼尔基水利枢纽。位于嫩江干流中游，工程规模属大(1)型，由主坝、左副坝、右副坝、溢洪道、左右岸灌溉管（洞）及发电系统等组成，枢纽极端温度为-35~+40℃。尼尔基水利枢纽安全监测自动化系统由28台DB4000i型分离式智能数据采集装置、2条真空激光组成。通过7年以上运行，已成功掌握枢纽运行规律，发现并解决了一系列工程问题及安全隐患，为枢纽安全运行提供了可靠保障及决策依据。并在2013年迎战嫩江洪水过程中，快速及时地对高水位条件下工程安全监测资料进行实时分析，对工程安全状况做出准确高效评判，为应急决策提供了可靠依据，为水情预测报及水库科学调度赢得了宝贵时间，实现了水库防洪效益最大化，减少了灾害损失。

▲持有单位信息