某电力大坝安全管理信息系统介绍

五凌电力大坝安全管理信息系统介绍稿

第一部分：系统概况

(字幕：欢迎各位领导专家莅临指导! )

(字幕：五凌电力大坝安全管理信息系统介绍)

（大坝安全是水电厂安全运行的基础和根本，关系到电厂的生死存亡和国计民生，十分重要。）

五凌电力大坝安全管理信息系统是对公司下属10座大坝的安全监控（各个部位及附属物、周边地质）进行集中控制和统一管理的信息平台。（由埋设在大坝各个部位的测量仪器、自动测量单元、分站采集传输系统、网络支持系统、数据库服务器、监控分析软件组成。）该系统以长沙中心站为统一平台，以各电厂大坝安全自动化监测系统为基础，实现无人值守下的水电站大坝安全远程分布式数据采集、集中管理和安全监控，（具有管理专业化、人员精简化的优点）。是目前国内首家实现远程集中监测的（同时管理大坝数量最多、坝型最多、测站数量最多）大型水电站群大坝安全管理系统。

五凌电力大坝安全管理信息系统（在原各个大坝已有的独立监测系统基础上，）于2006年初开始系统方案研究（和开工建设），2007

年6月开工建设，2007年底完成基本框架，五强溪、凌津滩等电厂陆续接入该系统，系统投运后，2008年12月，公司（并成立）大坝监测中心站由常德搬至长沙值班，2009年9月系统完工。

五凌电力大坝安全管理信息系统共控制和管理大坝10座，它们是三板溪、挂治、洪江、碗米坡、五强溪、凌津滩、马迹塘、东坪、株溪口、近尾洲、黑糜峰。分布于沅水、资水、湘水三大流域，横跨湘、黔两省。既有混凝土坝，也有土石坝；既有刚投产的新坝，也有七十年代建设的老坝。其中五强溪电站总装机容量120万kW，是湖南省最大的水电站，为混凝土重力坝，最大坝高85.5m。五强溪工程成功地应用了大型表孔弧门（高23m，宽19m）、水轮机大转轮（直径8.3m）、大面积通仓薄层浇筑、蠕变高边坡治理等多项国内、国际领先的新技术，为中国大型水电站新技术的推广和应用作出了贡献。为监控大坝安全，五强溪工程设有大坝、船闸变形监测、渗流监测、应力应变监测，及左岸高边坡表面变形和内部变形监测、库区滑坡体变形监测等安全监测项目，各类监测点共计1196个。

（五强溪主要讲水库以及其对下游的重要防洪意义，进而说明大坝的重要性，监测范围和项目，一般的称为常规项目，重要说下高边坡和扬压力等等）

三板溪水电站主坝为混凝土面板堆石坝，最大坝高185.5m，为目前国内第二、世界第三高的面板堆石坝。是世界上首座采用复杂岩性材料修建的堆石坝，坝体填筑料中既有特坚硬岩，又有强度较低的

强风化岩。三板溪工程设有大坝表面变形和内部变形监测，面板接缝和应力应变监测，渗流量、坝基渗透压力和左右岸绕坝渗流监测，地下厂房、泄洪洞、溢洪道内部变形和应力应变监测，以及进水口边坡、右岸边坡、泄洪洞边坡等边坡变形监测项目，各类监测点共计2367个。（说下土坝堆石坝的监测难点和）

马迹塘水电站位于资水下游，于1976年开工修建，1983年建成投产，工程由砼溢流坝、厂房、土石付坝，船闸四部分组成。黑糜峰抽水蓄能电站位于长沙市望城县，装机规模1200MW，工程由上水库、下水库、地下输水发电系统三大部分组成，上下水库大坝为混凝土面板堆石坝，水库总库容约1000万M3。

第二部分：系统结构（专业人员参观时讲解）

五凌电力大坝安全管理信息系统长沙监测信息中心站和五强溪、三板溪、东坪等水电站监测分站组成。

长沙监测信息中心是工程安全监控管理中枢，能够接收并处理所有工程的监测、监控数据，对监测系统进行远程控制，并能对接收的数据进行分析处理，为工程安全运行决策提供依据，从而优化所属各电厂的运行方案，确保工程的安全和提高经济效益。

电站监测分站能够及时、准确、可靠地完成对所辖大坝、电站、船闸、地下洞室、隧洞等水工建筑物及库岸等与工程安全相关的监测对象的数据采集，并能对采集的数据进行预处理、存储，实测数据能迅速同步到监测信息中心。在长沙监测信息中心为每个分站的数据库一对一的建立同构数据库，结构和内容上保存一致，各电站现场分站汇总数据写入长沙监测信息中心的对应数据库，供长沙监测信息中心各应用系统使用。

五凌电力大坝安全管理信息系统是一个层次型多系统集成式的综合信息系统，系统的层次结构如下图所示：

系统层次结构图

系统根据中心站系统与电站监测自动化系统厂家是否一致采用不同体系结构，其中五强溪、近尾洲、碗米坡、三板溪、黑麋峰等电站监测系统与中心站系统一致，东坪、挂治、株溪口电站监测系统与中心站系统不一致，凌津滩、洪江电站部分监测系统与中心站系统一致，其系统总体框架结构设计如下图所示：

图4：系统总体框架结构

网络系统结构设计

系统网络采用层次化设计，分为两层：长沙监测中心作为核心节点，各电站监测分中心作为汇聚节点。系统组网结构示意图如图5所示。

系统组网结构示意图

中心站系统网络结构

中心站系统网络结构采用星形组网方式，监测信息中心局域网的构成示意图如下图所示。

中心站系统网络结构图

软件系统结构（面向专业人员，详细讲解时使用，否则跳过）

（1）分层设计

软件系统采用分层设计，分为用户界面层、业务逻辑层和数据访问层。不同的应用可以用不同的用户界面层、业务逻辑层和数据访问层复用。

用户界面层实现设置和输出的界面，在大坝客户端软件和WEB应用中分别实现不同的用户界面层；业务逻辑层则用接口方式实现所有大坝资源操作的逻辑，按接口方式实现是为了将来聚合在服务中；数据访问层专门处理对数据库的操作，将这层从业务逻辑层分离出来，这样可以提高数据库的可移植性。系统分层结构示意图见7. (6)

图7：系统分层结构示意图

2 组件设计

系统采用组件设计。组件是一组对象的集合，通过面向对象的分析和设计，按重用原则划分大坝应用对象的颗粒，组件之间也是分层的，高层的组件中的对象可以引用本组件或低层的组件中的对象。系统包括基础组件、通讯组件、数据访问组件、业务逻辑组件、输入输出组件、图形组件、胖客户用户界面组件、WEB 用户界面组件，各组件可在不同层中应用。

3数据访问设计

系统通过数据访问层提供的抽象的数据访问接口来完成对不同类型数据库操作，并能在C/S 或B/S的业务层提供统一的数据访问服务。使用存储过程和自定义函数来屏蔽不同数据库系统间SQL 语句的差异。

在面向服务的应用中要求可以跨越程序的边界来访问数据，这就要求数据是离线的，采用https://www.360docs.net/doc/aa8154744.html, 离线数据访问技术来实现这些系统要求。

4 面向服务设计

系统采用面向服务设计，不需考虑应用软件是用什么编程语言开发的或在什么操作系统下运行。一个应用或应用的一部分是一种服务，其它应用和客户可以在无需编写大量代码的情况下使用这些服务。服务是通过消息通讯和应用程序或其他服务进行交互。采用基于XML的消息，可以使服务可以跨平台运行。(7)系统将大坝的应用移植到面向服务的架构上可以改善系统在访问范围上的伸缩性外，还可以方便实现多坝系统集成管理，管理不同的系统只是使用的服务不同。系统采用分层和组件设计，可以很方便地将大坝软件系统移植到面向服务的架构上去，只要将业务逻辑层的组件封装在跨程序边界的服务上，系统可适应更大规模的应用。(3)

5软件设计

系统软件设计由采集系统、报表系统、图形系统、数据表格、测点管理、数据管理、任务管理七个部分组成。系统软件设计框图如图8所示。

图8：系统软件设计框图

第三部分：系统功能

五凌电力大坝安全管理信息系统具有数据远程采集、资料整编分析、综合安全评估、web信息发布、网络信息报送等功能。

长沙监测中心站作为公司大坝安全管理的控制中心，实现对各分站大坝安全数据采集、数据管理、资料整编分析、信息报送发布的统一管理。各电厂监测分站平时可实现无人值班。

数据远程采集

系统采用分布式采集服务，实现中心站集中控制、远程采集功能。可对各电厂大坝监测自动化系统进行定时数据采集、人工选择测量、单点检测、实时监测。测量数据实时传入中心站数据库，集中存储和管理。

资料整编分析

系统提供了丰富的数据管理和整编分析工具。包括各类监测数据导入、导出工具，（画面：人工测量数据导入画面）灵活的数据查询工具，（画面：数据查询操作画面）各类报表生成和图形绘制工具，数理统计工具、及数学统计模型等。系统可绘制各类过程线图、分布图、相关图，（画面：各种图形画面）能分解各类因子量和残差量，辅助进行资料分析。

综合安全评估

五凌电力大坝安全管理信息系统系统对关键部位、关键测点进行实时监控，即时呈现关键测点的运行状态。（画面：重点测点监视界面）

系统对测量数据进行在线综合评判，并直观显示测点状态和自动报警。（画面：综合评估结果界面）

Web信息发布

（画面：web上首页画面、监控值界面，重点监控测点界面）本系统同时建立五凌电力大坝安全网，各类信息均可通过WEB网站发布。通过网站可快捷了解各工程重点测点监控状态，方便查阅大坝安全报表、设备运行情况、水工巡检记录、工程技术档案、及大坝安全管理法律法规和相关技术资料。（画面：web上对应项目的各项功能画面）

此外，Web系统还可以进行各类精确控制和操作。（画面：web上查阅测点属性、查询数据表格、绘制图形的操作界面）网络信息报送

通过长沙监测中心站的统一平台，实现公司各电厂大坝的安全监测信息对电监会大坝安全监察中心的网络信息统一报送。为大坝行政主管部门和工程专家们掌控大坝性态，分析评估大坝安全提供第一手资料。（画面：信息报送软件运行界面）

第四部分：结语

五凌电力大坝安全管理信息系统，为公司实现大坝安全的集中控制、统一管理提供了基础平台，最大程度的节省了人力物力，保障大坝安全信息的及时处理和传递，为大坝运行决策提供有力支持。是公司大坝安全管理水平的一大提升，也为国内跨流域、跨地区大型水电

站群的库坝管理模式提供了参考和借鉴意义。