高壩深層抗滑穩定性評估系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高壩深層抗滑穩定性評估系統。所述系統由數據采集裝置、數據傳輸設備、數據分析設備和監控裝置組成。數據采集裝置自動采集高壩服役過程中的深層地質、自然環境和結構性能參數信息，通過數據傳輸設備將采集到的信息傳輸至數據分析設備，數據分析設備對信息進行處理，評估高壩深層抗滑穩定性，最后將評估結果傳送至監控裝置實現數據的可視化及預警。所述系統的優點在于實現了高壩深層抗滑穩定性監測、傳輸、分析、預警和顯示的實時性和同步性，從而保證了高壩在服役過程中做到風險提前預警、提前處理，確保了高壩的安全運行。
【專利說明】高壩深層抗滑穩定性評估系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高壩深層抗滑穩定性評估系統，屬于高壩安全【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著我國水電事業的快速發展，已經建立了一大批高壩工程，然而在復雜地質條件上建立的高壩，當壩基受力不均勻或壩基巖體內存在緩傾角的軟弱夾層時，壩體便有可能帶動部分基巖沿軟弱夾層滑動，存在著失穩的風險，嚴重威脅了下游人民的生命財產安全，因此有必要建立一種高壩深層抗滑穩定性評估系統，對高壩可能存在的失穩現象進行實時監測和預警。目前，國內高壩整體穩定性分析多采用靜態模式，即在大壩運行前采用有限元法模擬壩體和壩基材料的非線性本構關系，計算壩體及壩基各部位的應力、位移和破壞形態。但在大壩運行后各種情況復雜，加之對壩基深層情況了解存在盲區，可能存在未知的深層抗滑問題。因此有必要對高壩服役過程中的深層地質、自然環境和結構性能參數信息，包括基礎沉降、大壩水平及垂直位移、氣象條件等進行實時監測、傳輸、分析和預警及顯示，做到“實時監測、提前預警、提前預算”，確保高壩安全運行，保證高壩下游人民重合財產安全。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的為提供一種高壩深層抗滑穩定性評估系統。所述系統可實現高壩深層抗滑穩定性相關數據的監測、傳輸、處理及可視化，可對高壩深層抗滑穩定性作出評價。根據本實用新型的高壩深層抗滑穩定性評估系統，其特征在于，所述系統包括依次連接的數據采集裝置、數據傳輸設備、數據分析設備和監控裝置，其中，所述數據采集裝置包括多組無線傳感器，采集高壩在服役過程中的深層地質、自然環境和結構性能參數的信息，并將采集的信息傳輸至所述數據傳輸設備；所述數據傳輸設備包括多個數據通訊裝置，其接收所述數據采集裝置采集的信息，并將所述信息傳輸至所述數據分析設備；所述監控裝置對大壩信息采集節點發布操作指令并接收來自所述數據分析設備處理之后的信息。
[0004]優選地，所述多組無線傳感器能夠是多種類型的傳感器，并且并聯在數據總線上，其中每一組無線傳感器包括微處理器、通信設備、轉換器和電源，其中，電源與微處理器連接，微處理器與通信設備、轉換器連接，并且所述通信設備與數據通訊裝置相連。
[0005]優選地，所述多個數據通訊裝置為光端機、規格轉換器、GPRS/CDMA無線傳輸設備、無線電臺的一種或多種，每一個數據通訊裝置與一組無線傳感器中的通訊設備相連。
[0006]優選地，所述監控裝置包括語音報警器和大屏幕顯示器兩部分。
[0007]與現有技術相比，本實用新型的優點在于:能實現對高壩運行參數的實時監測、傳輸、分析、預警和顯示，從而保證了高壩在服役過程中做到風險提前預警、提前處理，避免安全事故發生，確保了高壩的安全運行。
【專利附圖】

【附圖說明】[0008]通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本實用新型的某些原理的【具體實施方式】，本實用新型的裝置所具有的其它特征和優點將變得清楚或更為具體地得以闡明。
[0009]圖1為一種高壩深層抗滑穩定性評估系統結構圖。
[0010]應當了解，所附附圖并非按比例地顯示了本實用新型的基本原理的圖示性的各種特征的略微簡化的畫法。本文所公開的本實用新型的具體設計特征包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應用和使用的環境來確定。
[0011]在這些圖形中，貫穿附圖的多幅圖形，附圖標記引用本實用新型的同樣的或等同的部分。
【具體實施方式】
[0012]本實用新型為了能夠更清楚地理解本實用新型的上述目的、特征和優點，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行進一步的詳細描述。
[0013]根據本實用新型的一個方面，如圖1所示，高壩深層抗滑穩定性評估系統由數據采集裝置A、數據傳輸設備B、數據分析設備C和監控裝置D四部分組成。并且，數據采集裝置A、數據傳輸設備B、數據分析設備C和監控裝置D依次相連。數據采集裝置A可自動采集高壩服役過程中的深層地質、自然環境和結構性能參數信息，并且通過數據傳輸設備B將信息傳輸至數據分析設備C，數據分析設備C對信息進行處理且基于監測信息評估高壩深層抗滑穩定性，最后傳送至監控裝置D實現數據的可視化。
[0014]下面將根據附圖，詳細說明根據本實用新型的具體實施例。
[0015]數據采集裝置A包括多組與數據通訊裝置b進行通信的無線傳感器a，無線傳感器a并聯在數據總線上，并且可以是各種類型的傳感器。無線傳感器a包括微處理器I a、通信設備II a、轉換器IIIa和電源IV a。其中，電源IVa與微處理器I a連接，微處理器I 3與通信設備II a、轉換器IIIa連接。數據采集裝置A通過自動采集的方法，采用無線傳感器a采集高壩在服役過程中的深層地質、自然環境和結構性能參數信息，包括基礎沉降、大壩及基礎水平位移、氣象條件等，并且通過通信設備II a將采集的數據信息傳輸至數據傳輸設備B，其中通信設備II a連接至數據傳輸設備B中的數據通訊裝置b (下文將詳述)。
[0016]數據傳輸設備B包括多個數據通訊裝置b，該數據通訊裝置b為光端機I b、規格轉換器IIb、GPRS/CDMA無線傳輸設備IIIb、無線電臺IVb中的一種或多種，每一個數據通訊裝置b與一組無線傳感器a中的通訊設備II a相連。數據傳輸設備B接收來自數據采集裝置A的數據信息，并且將這些數據信息傳輸至數據分析設備C。
[0017]數據分析設備C由大型數據處理器c組成，該大型數據處理器c包括多尺度統計設備I。、數據評估設備II。和穩定性分析器III。，其負責對采集的信息進行處理。首先通過多尺度統計設備I。和數據評估設備II。對數據進行過濾和優化，然后基于應用系統工程的方法和理論，利用穩定性分析器III。，從工程力學和滲流力學的角度研究大壩水平及垂向位移、地基沉降等可能對大壩結構的不利影響，同時考慮工程體對地質體的影響，分析地質體的應力、應變、滲流、溫度等分布場重分布，以此分析壩體內部及壩體與地質體相互作用及可能破壞模式，將分析結果進行失穩風險率計算。具體而言，包括以下步驟:
[0018](I)基于監測信息的優化理論和方法，將數據庫中的數據進行整編，建立整編模型；
[0019](2)把建好的整編模型經缺陷體演變的時序模型進行在線動態診斷轉化為識別模型；
[0020](3)通過數值融合的方法將識別模型轉化為應力應變計算模型，由應力應變計算方法建立相關關系并進行模型分析。
[0021]監控裝置D包括語音報警器I ,和大屏幕顯示器II d，該監控裝置D負責對大壩信息采集節點發布操作指令并接收來自數據分析設備C處理之后的信息，實現數據的可視化。經穩定分析和安全評估之后反映在監控裝置的大屏幕顯示器II <!上，若出現險情通過語音報警器1 d馬上發出警告并通知相關人員進行檢修。
[0022]前述對本實用新型的具體示例性實施例的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想窮盡本實用新型，或者將本實用新型限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據上述教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本實用新型的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠實現并利用本實用新型的各種不同的示例性實施例以及各種不同的選擇和改變。本實用新型的范圍意在由權利要求書及其等同 形式所限定。
【權利要求】
1.一種高壩深層抗滑穩定性評估系統，其特征在于，所述系統包括依次連接的數據采集裝置、數據傳輸設備、數據分析設備和監控裝置，其中， 所述數據采集裝置包括多組無線傳感器，采集高壩在服役過程中的深層地質、自然環境和結構性能參數的信息，并將采集的信息傳輸至所述數據傳輸設備； 所述數據傳輸設備包括多個數據通訊裝置，其接收所述數據采集裝置采集的信息，并將所述信息傳輸至所述數據分析設備； 所述監控裝置對大壩信息采集節點發布操作指令并接收來自所述數據分析設備處理之后的信息。
2.根據權利要求1所述的高壩深層抗滑穩定性評估系統，其特征在于，所述多組無線傳感器能夠是多種類型的傳感器，并且并聯在數據總線上，其中每一組無線傳感器包括微處理器、通信設備、轉換器和電源，其中，電源與微處理器連接，微處理器與通信設備、轉換器連接，并且所述通信設備與數據通訊裝置相連。
3.根據權利要求1所述的高壩深層抗滑穩定性評估系統，其特征在于，所述多個數據通訊裝置為光端機、規格轉換器、GPRS/CDMA無線傳輸設備、無線電臺的一種或多種，每一個數據通訊裝置與一組無線傳感器中的通訊設備相連。
4.根據權利要求1所述的高壩深層抗滑穩定性評估系統，其特征在于，所述監控裝置包括語音報警器和大屏幕顯示器兩部分。
【文檔編號】G05B19/418GK203414801SQ201320512397
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2013年8月21日
【發明者】曹廣晶, 戴會超, 吳繼敏, 蘇懷智, 戴凌全, 梁璐 申請人:中國長江三峽集團公司