北京基康大坝安全监测系统使用说明.doc

英那河大坝安全监测数据分析系统英那河大坝安全监测数据分析系统 使用说明书使用说明书 基康仪器 北京 有限公司基康仪器 北京 有限公司 中国水利水电科学研究院结构材料研究所中国水利水电科学研究院结构材料研究所 二二 四年五月四年五月 英那河大坝安全监测数据分析系统使用说明书目录英那河大坝安全监测数据分析系统使用说明书目录 1 概述概述 3 1 1 工程概述 3 1 2 系统简介 3 1 3 系统目标 3 1 4 系统主要特点 4 2 系统安装及运行环境系统安装及运行环境 4 2 1 系统安装 4 2 2 运行环境 5 2 3 系统删除 5 3 信息管理系统使用说明信息管理系统使用说明 5 3 1 系统管理 5 3 2 数据库管理 7 3 3 图形检查 11 3 3 1 过程线检查 11 3 3 1 1 数据粗差处理 16 3 3 2 分布图检查 18 3 3 2 1 一维分布图检查 18 3 3 2 2 浸润线图检查 21 3 3 3 相关图 包络图检查 21 3 3 3 1 相关图检查 21 3 3 3 2 包络图检查 24 3 4 模型检查 错误 未定义书签 错误 未定义书签 3 4 1 统计模型检查 25 3 4 1 1 统计模型建立 25 3 4 1 2 统计模型查看 39 3 4 1 3 统计模型调整 43 3 4 2 一维分布模型检查 45 3 4 2 1 一维分布模型建立 45 3 4 2 2 一维分布模型查看 47 3 5 帮助 49 1 大坝安全数据分析系统概述 1 1 工程概述工程概述 英那河水库位于辽宁省庄河市境内的英那河干流中下游 距庄河市 40km 始建于 1970 年 英那河水库扩建工程在原浆砌石坝的基础上进行加高加厚的改造 该工程是辽东半岛 水资源规划的引英入连供水工程的龙头工程 用于解决大连市金州区以南工业及生活用水 需要 英那河水库扩建工程主要由挡水坝段 溢流坝段 输水洞等建筑物的改建及坝下防护 堤的扩建所组成 扩建后的大坝坝轴线总长 338m 水库总库容达 2 86 亿 m3 为大 型水利枢纽工 程 坝体混凝土应力监测为英那河水库扩建工程内观项目的一部分 1 2 系统简介系统简介 大坝安全监测数据分析系统 DMDAS 是我们在大坝安全监测微机数据处理系统 3 0 版 本 及所完成的多个同类系统的基础上 经过不断改进 完善而研制成的 在本系统的研制 开发过程中 注意吸收了国内外同类系统的成功经验 广泛吸取了用户的意见 充分利用 了近几年发展起来的硬件 软件资源以及监测资料分析方法中的新的研究成果 使系统在 整体设计上更具有针对性及实用性 系统工作效率和用户界面的质量都有了进一步的提高 目前版本采用 windows98 NT 下的 Visual Basical 5 0 sp3 Digital Fortran 5 0 等开发工具开发完成 数据库采用 Microsoft Access 2000 数据库 整个系统共含有 5 个 功能子系统 功能模块 20 余个 系统可供监测资料整理分析及大坝安全管理使用 1 3 系统目标系统目标 大坝安全监测工作受到日益广泛的重视 大量观测数据的处理及分析是大 坝安全监测中的一项重要的工作 国际大坝会议 号公报指出 为了保证大 坝的安全 一旦得到观测数据及有关检查信息 应能立即形成可供分析判断的 各种类型的图形及表格 并将观测值与可能的预报值进行比较分析以掌握结构 的变化趋势 必要时进行多个监测量的综合分析 以判断结构是否存在异常现 象 虽然各国在大坝监测的实践上有所差异 但上述基本思想已经成为工程界 的共识 开发本系统的目标就是将上述指导思想在微机环境上具体实现 在系统研制开发过程中 遵照国内 混凝土坝安全监测规范 土石坝安 全监测资料整编规程 及有关管理条例 参照了国内 外监测数据处理系统的 经验 采用了多种途径综合分析与判断大坝运行状态的监控模式 通过合理的 总体设计 使之适用于大坝运行的各个阶段以及安全管理中各个层次的技术工 作 系统主要功能概括如下 1 输入各类仪器观测数据 2 输出大坝管理及资料的整理分析工作所需的各类图表 3 对各类观测数据进行处理 包括误差处理及物理量转换 4 建立各类监控模型 单点或多点 及其它定量 定性标准对监测量进行 及时检查 5 形成各种综合信息 为分析 决策人员提供判断大坝工作状态的依据 1 4 系统主要特点系统主要特点 本系统的主要特点如下 1 本系统能迅速的形成描述大坝性态的综合信息 如监测量的变化范围 规律 趋 势 速率及因果关系等 分析与决策人员可以通过直观经验检查和数学模型 等多种途径对 信息进行交互式综合分析和判断 以实现对大坝各个运行阶段的安全监控 2 系统具有很强的实用性 在各功能模块设计中 根据实际需要考虑了多种可能性 功能分类及调用灵活 为分析人员提供了充足的可能选择 考虑了现场可能出现的情况 例如 个别点缺测 应变计组部分仪器损坏等 使系统工作有较强的适应性 采用了改进 的计算方法 使系统内调用数据的长度不受限制 考虑了系统工作的完整性 例如各类数 学模型系数以及粗差修改结果的存放调用等等 3 系统其有很高的工作效率 对于经常性的工作量较大的作业 例如模型检查 模 型建立及误差处理等 用户可选入批处理功能自动完成 对变形观测项目可选用分布模型 同时对多个测点进行检查 大大提高了工作效率及检查效果 采用了改进的徐变应力计算 方法 提高了运算速度 采用高级语言直接读取数据库等方法减少形成中间文件的时间消 费等等 4 系统具有丰富的图形及表格输出功能 以利于分析人员的经验分析判断 各种屏 幕图形 如过程线 相关线 分布图 包络线 回归结果分析图等等 调用灵活 信息完 整 对经常使用的过程线 相关图 用户可以通过参数调整及屏幕编辑 形成所需要的色 彩丰富图面 在有关计算及检查功能模块中可直接对屏幕图形中的数据进行显示 修改及 记录 5 系统工作可靠 操作灵活 简单 新的用户可能通过系统内用户求助功能熟悉和掌 握系统的功能构成以及具体操作方法 6 系统考虑了与自动化测量的数据接口 运行程序 从 开始 菜单中运行或直接运行 dmdas exe 系统管理员的用户名为 admin 初设密码为空 系统主要包括用户管理 数据库管理 图形分析 内部仪器分析 数学模型分析 帮助等 6 个主要功能模块 2 系统安装及运行环境 2 1 系统安装系统安装 计算机配置要求 Intel Pentium 4 1 5GHz 以上 CPU 64M 以上内存 显示器 卡必须支持 10245 768 75 赫兹 16K 色真彩以上显示模式 安装需要硬盘空间 35M 运行需要硬盘空间 100M 以上 WindowsNT 2000 XP 中文操作系统以及 Office2000 XP 专业版软件 运行安装光盘上的 setup exe 指定安装目录 开始安装 如果为重新安装 请 先备份好 msdb2k mdb 文件 删除系统后再重新安装 并请在安装完成后将 msdb2k mdb 数 据库拷贝到已安装目录下 保持数据为最新数据 2 2 运行环境运行环境 WindowsNT 2000 XP 操作系统 用户操作界面按 Microsoft Office XP 界面风格编程 实现 即采用 MDI 多窗口模式 主窗口具有菜单栏 工具栏和状态栏 屏幕分辨率为 1024 768 显示模式为 WINDOWS 标准 特大 字体为小字体 颜色采用 24bit 真彩色 2 3 系统删除系统删除 系统删除前必须先备份系统数据库即 msdb2k mdb 在操作系统的控制面板中执行找到 大坝安全监测数据分析系统 运行删除即可完成删除 3 系统使用说明 3 1 系统系统运行运行 运行程序从 开始 菜单中运行或直接运行 hm exe 等待出现主窗口以后单击鼠标 系统弹出登录窗口 系统管理员的用户名为 admin 初设密码为空 系统主要包括用户管理 数据库管理 图形分析 数学模型分析 帮助等 6 个主要功能模块 见图 1 3 2 系统管理系统管理 1 增加用户 只有以管理员用户名 admin 登录的用户才可以进入 该模块可以增加 新用户 增加的新用户为管理员用户 2 删除用户 只有以管理员用户名 admin 登录的用户才可以进入 该模块可以删除 其它非管理员用户 3 更改密码 登录用户可以修改自己的登录密码 管理员要删除其它用户的密码 必须先删除该用户 4 注销 注销本次用户登录 系统并不退出 而只停留在致画面上 要想重新进入系 统 只要单击主窗口 即可登录并进入系统 5 日志管理 有关系统运行的纪录 该纪录只有管理员 admin 才有权删除 6 退出 退出本系统 图图 1 系统初始运行界面系统初始运行界面 图图 2 数据库维护数据库维护 图图 3 项目测点管理项目测点管理 图图 4 数据人工输入管理数据人工输入管理 图图 5 监测数据管理监测数据管理 图图 6 环境量管理环境量管理 3 3 数据库管理数据库管理 1 数据库维护 该功能模块能够压缩当前数据库 恢复 备份数据库 可以备份 恢复整个数据库 也 可以按项目单独备份 恢复某个项目的数据 2 项目管理 该功能模块管理系统内所有项目及测点的信息 包括增加 编辑 修改 和删除项目 测点 增加或修改项目时 用户应输入或可以修改的内容有项目名称 项目的物理量名称 如位移 开度 降雨等 项目物理量单位 如 mm m 等 是否可以建立分布模型 该测点有几个测值 1 或 2 内部仪器一般有两个测值 如应变和温度 同时用户应指明两 个测值分别存于 测值 1 测值 2 中的哪个字段 测点信息 包括测点名称 测点在 屏幕图形上的坐标 实际坐标 高程 坝段等 测点个数的修改依用户对测点的增加或删 除而自动改变 3 数据输入 输入待分析的数据 一共有两种输入方式 a 人工输入 即通过键盘输入所有数据 如要增加新纪录 请先按 添加 按钮 输入完成后请 保存 请不要修改观测日期 如果历史数据日期输入错误 请先 删除 该纪录 再重新输 入 b Excel 导入 即从 Excel 数据库文件中导入数据 导入前因设置好以下内容 系统中的测点与 Excel 源数据文件表头的对应关系 Excel 源数据文件的路径 确定导入时是全部用源数据更新系统中数据还是仅导入大于系统中数据最后日 期的新数据 4 环境量管理 环境量 上游水位 下游水位 气温 是一类特殊的观测数据 它是进行模型建立等 复杂分析的所不可缺少的 因此在此处进行单独管理 环境量的最后日期将决定各种图形分析及模型建立的截止日期 环境量数据用户可以 随时修改和输入 用户可以随时对当前环境量数据进行删除 请在表中选择一个日期并单 击 删除 对环境量数据可以进行备份及恢复 图图 7 数据的整编数据的整编 图图 8 模型管理模型管理 5 数据管理 按项目和测点查询数据表内的所有数据及其过程线 并可对数据进行个别修改 在数据 表中直接进行修改 或按项目批量修改 必须设置修改条件及结果 数据查询以测点为单位 可 以选择查询的时段 画出的过程线可以直接打印于打印机上 6 模型管理 可以查看某一个测点的统计模型建立时段 方程极其相关参数 测点的选择方法与 数据管理 模块一致 用鼠标选定方程 使之变蓝 以后 还可以将方程拷贝到其他编 辑器如 word 中 7 报表输出 该模块可以按项目输出报表 输出格式为 Excel97 格式 要求当前计算机上安装有 Excel97 或以上的 Excel 版本 该报表可以直接打印 也可以修改以后打印 该报表可以 保存为 Excel 文件 默认状态将不保存 图图 9 报表输出报表输出 3 4 图形检查图形检查 3 4 1 过程线检查过程线检查 该模块用于多个监测物理量 多个测点的过程线检查及各类输出 该模块具有对测值 的误差处理 回归分析 特征量统计等多种功能 监测量及测点选择 本模块最多可选择 3 个物理量 同一物理量下可选择 8 个测点 不同项目 选择方法如下 用户可以按照物理量 项目 测点的顺序选择测点 在测点列表框右侧有三组测点选 择按钮 每组按钮对应一组绘图框 上面的按钮是把选中的测点选入相应的图形框中 每 个图形框中只能画相同的物理量 并且最多只能有 8 个测点 选择完测点以后按 确定 即进入本模块 测点测值显示 鼠标指向过程线上某一点时 将显示该点所属测点的编号 测值及测 时 左键点击某一测点编号框 其它测点过程线颜色变浅 以便于对某一测点的检查 再 点击一次该测点编号框将恢复原图 见图 11 时段选择 在当前图形上用左键点击某一时段 分别在起 止位置上点击 将按所选 时段重新绘制当前图形 回归分析 鼠标右键点击某一测点编号框时 可对所选测点进行统计模型分析 回归 方程的因子设置为 默认因子 参见统计模型一节 可以通过前述 时段选择 操作 对回归分析时段进行选择 当分析时段内环境量尚未完全输入时 屏幕将做出提示 要求 重新选择分析截止日期 回归分析结果以过程线方式给出 见图 12 在回归结果过程线 上可显示某一测时各分量的具体数值 点击下部按钮可显示回归方程或返回原过程线图 图形设置 在菜单中选择 图形设置 时 可对过程线图形进行重新设置 包括以下 内容 1 纵坐标刻度尺设置 纵坐标 物理量 刻度尺设置有三种选择 1 各幅图 有 相同物理时 统一比例 2 各幅度非统一比例 3 各幅图设置坐标 选择第三种情况 时 可根据需要输入坐标的变化范围 对于固定图形 系统对坐标设置情况作相应记录 直至下一次重新设置 2 图幅设置 当物理量多于 1 个时 可以对图幅 纵坐标位置 布置进行选择 见图 3 3 刻度线设置 根据需要可以对有无刻度线进行切换 4 标记设置 根据需要可以对各测点过程线的标记方式进行切换 数据处理 在菜单中选择 数据处理 时 可对过程线中的粗差进行处理 具体操作 如下 确定需进行粗差修改的物理量及测点 左键点击测点编号框 变色后 选择菜单中 数据处理 下一级 粗差 缺损值处理 项 将进入数据处理程序界面 此时 屏幕绘出 所选测点测值的过程线 对粗差处理设置了插值和图形两种方法 前者适用于单个粗差的 处理 后者适用于连续粗差的经验处理 选择插值方法时 用鼠标选择需作处理的测值 测时 点击右键后 测值及图形作相应的插值修改 屏幕数据窗口显示具体数值 左键 点击 确认 后完成一次修改 选择图形方法时同样使用右键选择需修改测时 选定后 拖动鼠标时测值作相应变化 数据窗口显示具体数值 进一步确认后完成一次修改 当测 时较密时可以通过时段选择对时间坐标进行放大 方法同前 系统对每次修改进行记录 现实数据库将作相应的修改 图图 10 测点选择测点选择 图图 11 多条过程线 测点及测值显示多条过程线 测点及测值显示 图图 12 测点统计回归结果显示界面测点统计回归结果显示界面 图图 13 过程线图幅设置选择过程线图幅设置选择 数据处理 下一级菜单中还设置了 原始数据过程线 和 处理后过程线 两项选 择 通过切换可进行数据处理前后的比较 时效分量过程线 在菜单中选择 时效分量过程线 模块将对全部测点的测值进行回 归分析 环境量除外 并绘制出各监测量的时效分量过程线 此时 同样可进行测点及测 值显示 见前述 可以通过时段的选择 重新进行回归分析而得到不同时段的时效变化情 况 利用此项功能可以进行多个测点 多个监测量趋势变化的比较分析 见图 14 测值过程线 菜单中 测值过程线 的设置是为了与 时效分量过程线 之间的切换 以及初始过程线的恢复 特征量统计 选择菜单中 特征量统计 后 屏幕将输出全部测点的特征量统计 特 征量将根据屏幕当前图形的类型而改变 测值过程线 特征量包括最大 最小值 变幅 等 时效分量过程线 特征量包括统计模型各分量变幅及精度估计等 统计时段与当前 图形的时段相对应 见图 15 输出 菜单 输出 的下一级共有 6 个选项 分别说明如下 1 打印预览 对当前屏幕图形的打印预览 可以进行图幅及位置调整 选择 图幅调 整 后 可通过点击鼠标左键确定图形左上角及右下角位置 2 打印当前图形 按系统的设置打印当前图形 屏幕出现打印对话框 按常规操作打 印当前图形 3 保存当前图形 将当前图形保存为指定的 EMF 文件 屏幕出现对话框 按常规操 作将当前图形以 EMF 文件形式保存在用户指定的目录中 图图 14 多测点时效分量过程线多测点时效分量过程线 图图 15 特征量统计 时效变化 特征量统计 时效变化 3 4 1 1 数据粗差处理数据粗差处理 数据处理 在菜单中选择 数据处理 时 可对过程线中的粗差进行处理 具体操作 如下 确定需进行粗差修改的物理量及测点 左键点击测点编号框 变色后 选择菜单中 数据处理 下一级 粗差 缺损值处理 项 将进入数据处理程序界面 此时 屏幕绘出 所选测点测值的过程线 对粗差处理设置了插值和图形两种方法 前者适用于单个粗差的 处理 后者适用于连续粗差的经验处理 选择插值方法时 用鼠标选择需作处理的测值 测时 点击右键后 测值及图形作相应的插值修改 屏幕数据窗口显示具体数值 左键 点击 确认 后完成一次修改 见图 16 选择图形方法时同样使用右键选择需修改测时 选定后 拖动鼠标时测值作相应变化 图图 16 粗差处理界面 插值 粗差处理界面 插值 图图 17 数差处理界面 图形 数差处理界面 图形 数据窗口显示具体数值 见图 17 进一步确认后完成一次修改 当测时较密时可以 通过时段选择对时间坐标进行放大 方法同前 系统对每次修改进行记录 现实数据库将 作相应的修改 3 4 2 分布图检查分布图检查 3 4 2 1 一维分布图检查一维分布图检查 该模块可以对具有一维分布特征的测点测值分布图进行检查 监测项目选择 监测项目及测点选择与 多条过程线 模块基本一致 界面与操作 进入该程序后屏幕出现两个区域 上部为分布曲线及有关信息窗口 当 空间位置用测点表示时 例如 引张线 视准线 系统将其布置横坐标 空间位置用高程 表示 例如 垂线 系统将其布置为纵坐标 对于垂直位移的分布曲线 为了便于分析 将 纵坐标自上而下布置 其它监测项目按常规布置 屏幕下部为一时间坐标窗口 其中标示 出了各测次的测时 当鼠标移至这一窗口时 将出现一测时指针 通过鼠标可控制该指针 沿时间坐标移动 见图 18 此时 下部窗口将显示出最接近指针的测时及环境量测值 上部窗口将绘出相应测时的分布曲线 当需要保存某一测时的分布曲线时 在下部窗口点 击左键即可 上部窗口内将记录本次该分布曲线及测时 当测次较密时可在下部窗口点击 右键 可将时间坐标放大至指针所在的年时间坐标 这样可以进一步细选测时 再次点击 右键可恢复原时间坐标 一幅分布曲线图中最多可绘制 8 条曲线 将鼠标移至上部窗口时 将出现可沿空间坐标移动的指针 窗口将显示最接近该指针 的测点编号及各测时的测值 见图 19 点击左键 屏幕下部将出现相应测点的过程线 见图 20 其中对该测点相应分布曲线上的测值进行了标识 在过程线窗口上点击 退 出 按钮可恢复原图 图形内容调整 主菜单中 图形内容调整 选项中包括两个内容 1 图形标记调整 程序设置了三种方式 1 连线 某测点某测时缺测时 将左右两 点用直线连接 2 标记 只对有测值的测点进行标注 3 连线加标记 前两种方法同 时起作用 2 基准日期的调整 选用此功能可以根据分析的需要重新设置分布曲线的基准日期 此时 鼠标在下部窗口内移动时 将对某一测时是否可以被选择为基准日期做出提出 Y N 要求作为基准日期的测时不能有测点缺测 点击左可确定具体日期 之后 分布 曲线将以该测时为基准日期 可以点击右键对时间坐标进行放大以便于选择基准日期 图形操作 包括以下两个选项 初始状态恢复 恢复到初始状态 基准日期选择无效 清除当前记录 已选择的测点无效 恢复到初始选择状态 输出 该模块的大部分内容与系统的标准输出模块相同 其具体操作可参见 多条过 程线 模块的 输出 一节 不同是增加了 监测量三维图形输出 功能 选择此项功能 后可进入三维分布图模块 见图 21 该分布图的三个坐标分别为 时间 空间 测点 高程 及测值 通过常规的键盘操作 三维图形可以旋转放大及缩小 通过该类图形 操 作人员可以对某一监测项目的全部测值沿时间及空间的分布有一整体认识 绘制该图形之 前 系统对缺模值进行了插补 通过菜单选择 可以对三维图形进行打印或存储 退出后 返回原程序界面 图图 18 一维分布图界面 测时选择 一维分布图界面 测时选择 图图 19 一维分布图界面 测点及测值显示 一维分布图界面 测点及测值显示 图图 20 过程线检查过程线检查 图图 21 数据三维图形 数据三维图形 OPENGL 3 4 2 2 浸润线图检查浸润线图检查 仅适用于土石坝 仅适用于土石坝 除了通用分布图外 系统还可以绘制浸润线图 画之前先选择一个断面 然后选择起始 日期和结束日期 拖动滑块可以画出期间所有观测时间的浸润线 可以选定一些时间的浸润 线然进行比较或保存 图图 22 大坝浸润线图大坝浸润线图 3 4 3 相关图 包络图检查相关图 包络图检查 3 4 3 1 相关图检查相关图检查 该模块可应用于对任意两个监测量的相关分析 包括监测量与环境量 各监测量之间 的相关分析 当两监测量测时不对应时 系统自动进行相互插补 测点选择 见 多条过程线检查 测值显示 在相关图中点击某一点时 可显示对应该点的测时及两个相关量的具体量 值 见图 23 图形标记调整 图形标记包括以下三种方式 1 散点图 2 连线图 3 标记加连线 图 当选择 历年标记 时 可用不同颜色表示各年份的相关关系 重复选择该项功能 可以在相同颜色与不同颜色之间进行切换 相关分析 相关分析中设置了两种选择 1 简单相关分析 2 多项式相关分析 选 择后将显示回归方程 相关系数及剩余量标准差 同时绘出相关关系曲线 见图 24 图形内容调整 图形内容调整包括以下选择 二维相关图 即常规的两个物理相关图 该项功能的设置目的是与其它图形进行切换 三维散点图 环境量 该类图形为某一监测量与水位与气温的空间散点图 见图 25 分别投影到监测量与水位 监测量与气温的平面上 同时形成两个平面相关散点图 当初始选择都为监测量 不含环境量 时 重复选择该功能可以在两个测点中进行切换 包络图 该类图形是在相关图形的基础上 对不包括本年在内的全部实测数据绘制包 络图 用其对本年数据进行经验检查 对超出包络域的测点进行标记 并可进一步通过测 值显示功能了解离群点的测时及测值 见图 26 包络图包括以下选择 相关量 当所选两监测量不包括环境量时调用此功能形成相应包络图 重复调用可以 进行两个监测量的坐标切换 上游水位 形成监测量与上游水位的包络图 当所选两个监测量不含环境量时 重复 调用可在两个量间进行切换 气温 形成监测量与气温水位的包络图 当所选两个监测量不含环境量时 重 图图 23 相关图测时 测值显示相关图测时 测值显示 图图 24 相关分析结果显示相关分析结果显示 图图 25 三维相关 水位 气温 散点图三维相关 水位 气温 散点图 图图 26 包络域图包络域图 复调用可在两个量间进行切换 环境量 形成与监测量测时对应的水位与气温的包络图 根据此图形可以了解分析时 段内是否出现了新的环境量组合 输出 输出部分为系统内统一标准模块 可以对上述各图形进行暂存打印或多图打印 3 4 3 2 包络图检查包络图检查 包络图 该类图形是在相关图形的基础上 对不包括本年在内的全部实测数据绘制包 络图 用其对本年数据进行经验检查 对超出包络域的测点进行标记 并可进一步通过测 值显示功能了解离群点的测时及测值 包络图包括以下选择 相关量 当所选两监测量不包括环境量时调用此功能形成相应包络图 重复调用可以 进行两个监测量的坐标切换 上游水位 形成监测量与上游水位的包络图 当所选两个监测量不含环境量时 重复 调用可在两个量间进行切换 气温 形成监测量与气温水位的包络图 当所选两个监测量不含环境量时 重复调用 可在两个量间进行切换 环境量 形成与监测量测时对应的水位与气温的包络图 根据此图形可以了解分析时 段内是否出现了新的环境量组合 输出 输出部分为系统内统一标准模块 可以对上述各图形进行暂存打印或多图打印 3 5 内部仪器计算分析内部仪器计算分析 3 5 1 内部仪器过程线检查内部仪器过程线检查 本模块专用于观测结果含有温度测值的内部观测仪器的过程线分析及输出 监测量及测点选择 调用本模块首先需选择物理量和项目 只有内部仪器例如测缝计 钢筋计 应变计等仪器才会显示在物理量 项目列表框中 每次检查只能选择一个物理量 和项目 之后选择测点 最多可选择 8 个测点 测点及测值显示 图形界面绘制了同一时间坐标的温度及监测量两幅过程线图 点击 某一幅图某一测点编号框时 该幅图中其它测点过程线颜色变浅 移动鼠标时 下部数据 窗口将显示所选测点具体的测时及测值 如图 27 时段选择 在当前图形上分别点击起 止位置 将按所选时段重新绘图 回归分析 用鼠标右键点击下部图形某一测点编号框时 可对所选测点当前时段的测 值进行回归分析 回归方程的因子设置为 默认因子 参见统计模型建立 一节 其中包 括了测点温度因子 回归计算完成后 屏幕显示回归结果的过程线 见图 28 移动鼠标 可显示各分量及计算值的具体数值 通过图形下部功能按钮的选择 可显示回归方程及返 回原过程线界面 图形设置 图形设置包括以下内容 纵坐标设置 有两种设置坐标的方式 1 各幅图自动生成纵坐标 2 各幅图设 置纵坐标 选择 2 时需输入纵坐标的变化范围 最大 最小值 标记设置 根据需要可以对各测点过程线的标记方式进行切换 数据处理 选择此项功能可以对测值中的粗差进行处理 具体操作方式同 多条过程 线分析 模块中的相应部分 时效分量过程线 同 多条过程线分析 模块 测值过程线 同 多条过程线分析 模块 输出 同 多条过程线分析 模块 图 27 内部观测值过程线 图 28 内部仪器测点统计回归结果显示界面 3 5 2 应变计分析应变计分析 3 5 2 1 无应力计分析无应力计分析 本模块专用于无应力计的计算分析及结果输出 测点选择 每次进行无应力计算分析时最多可以选择 8 个测点 选择方式与 多条过 程线检查 类似 界面与操作 无应力计分析的图形界面 测点及测值显示 测点回归分析 数据处理 等项具体操作与 内部仪器过程线分析 模块一致 请参见相关内容 无应力计回归分析 由于观测布置中采用了多支应变计同一支无应力计 可能出现无 应力计与应变计测时不对应的情况 此外 当一支无应力计损坏时 也需考虑采用其它测 时不对应的无应力计进行代替的可能性 因此 系统进行徐变应力计算时 不直接使用无 应力计的实测值 而利用对无应力计测值序列的回归方程重新生成所需的无应力应变 根 据上述考虑 必须对每一支无应力计进行回归分析 每一次进入该模块后 系统将自动完 成对所选择测点的自动回归并存入相关文件 操作人员可以通过测点的选择 右键点击测 点编号框 来检查回归结果 如图 29 可以通过截止日期的选择以及误差处理等项工作 对模型回归结果进行调整 时效分量过程线 选择此项功能 可以把所选全部测点的时效分量过程线 绘于同一 幅图内以供比较分析 见图 30 图中时间坐标单位为天 各支无应力计的起始点相同 通过该类图形 可以检查混凝土材料中是否存在碱骨料反应以变化量值 3 5 2 2 单支应变计分析单支应变计分析 本模块应用于单支应变计计算分析及结果输出 测点选择 每次进行单支应变计计算时最多可以选择 8 个测点 选择方式见 内部仪 器过程线检查 一节 界面与操作界面与操作 单支应变计计算图形界面中 测点及测值的显示 数据处理 测点回归 分析等与 内部仪器过程线 模块完全一致 见图 31 请参见相关内容 徐变应力计算徐变应力计算 在主菜单中选择 徐变应力计算 功能 可进行徐变应力计算并显示 各测点回归结果过程线 在此图形上可进行应力的回归分析 见图 32 具体操作方法同 测值过程线 回归因子集中设置了测点温度因子 需要说明的是数据处理功能仅适用于原 始测值 应变或温度 因此 对某一单支仪器进行计算之前应进行必要的粗差处理 输出输出 本模块的输出部分为系统内的统一模块 调用该模块可以分别对实测应变及徐 变应力计算结果进行存储及输出 图 29 单支无应力计回归计算 图 30 多支无应力计时效分量比较 图 31 单支应变计计算分析 图 32 应力计算结果回归计算分析 图 33 应变计组计算分析 3 5 2 3 应变计组分析应变计组分析 本程序模块用于对应变计组进行分析 选择测点方法同 无应力计分析 界面与操作界面与操作 进入该应用程序模块后 屏幕绘出当前应变计组各支仪器的温度及应变 实测过程线 图形操作 包括时段选择 测点及测值的显示同 内部仪器过程线 模块 见图 33 数据处理数据处理 选择此项功能可对实测数据中的粗差进行处理 操作过程如下 点击某一 监测量 温度或应变 的测点编号框 再选择 数据处理 下的 粗差 缺损值处理 项可 进入对某一监测序列的数据处理模块 系统采用统一的数据处理模块 请参见相关部分 计算条件调整计算条件调整 当某一应变计组内的某一只或几只仪器损坏或出现系统误差时 可调 用 计算条件调整 功能重新设置计算条件 具体设置方法见下一节 计算条件调整 模 块说明 返回原程序后 系统对已损坏的仪器的过程线及测点编号将用浅灰颜色表示 后 续计算将按实际的计算条件进行 包括是否能进行不平衡量的平差 能否计算剪应力及主 应力等 基准值调整基准值调整 调整此功能后可对徐变应力计算的基准值进行调整 见图 34 徐变应力计算徐变应力计算 选用此功能后可以输出徐变应力计算结果过程线 在可以进行剪应力 计算时 除两向正应力之外 同时输出剪应力计算结果 对应力计算结果可以显示具体的 物理量名及测值 也可以对某一应力计算结果 正应力 剪应力 进行回归计算分析 见 图 35 具体操作用实测值界面 主应力计算主应力计算 选择此项功能可以计算主应力并输出过程线 当不具备计算主应力计算 条件时 屏幕将做出相应提示 实测应变过程线实测应变过程线 选择此功能可恢复到原始过程线图 输出输出 输出部分为系统内的统一标准模块 可以对各类过程线 实测应变 徐变应力 主应力 进行暂存 打印或多图输出 图 34 徐变应力计算基准日期调整 图 35 徐变应力计算结果 3 5 2 4 应变计组计算条件调整应变计组计算条件调整 本程序模块用于对应变计组计算条件调整 主要内容是对已损坏或存有系统误差的仪 器进行标注 使它们不再参加应变计组的计算 初始界面初始界面 进入程序后屏幕显示该应变计组的各支方向 编号关系及当前 未改变计 算条件前 的各支仪器的完好状态 见图 36 计算条件调整计算条件调整 在菜单中选择 计算条件调整 后 可以进行损坏仪器的标注 方法 是用鼠标点击方向示意图的编号 单支仪器状态栏中作相应的变化 对 4 向或 5 向应变计组可通过功能按钮确定 平面应力 或 平面应变 计算 上述 操作或选择完整后 点击 确定 按钮 下部窗口将显示根据改变的计算条件所确定的计 算内容 包括是否可以进行平面应力计算 是否能进行差 是否能进行剪应力及主应力计 算等项内容 见图 37 退出退出 主菜单中选择 退出 项 将返回应变计组计算程序界面 图 36 应变计组计算条件调整 图 37 应变计组可以计算的内容显示 3 6 模型检查模型检查 3 6 1 统计模型检查统计模型检查 3 6 1 1 统计模型建立统计模型建立 该模块应用于单测点的统计模型建立 包括各类计算参数及因子的设置 回归分析计 算及结果存储等项工作内容 测点选择 见 多条过程线检查 时段选择 弹出时间坐标窗口显示的是所选择测点的测值时段 在该时间坐标窗口中 单击鼠标左键选择起始日期 单击鼠标右键选择结束日期 参数选择 进入应用程序后 屏幕设置了回归计算参数选择对话框 其中显示出所选 择测点的单数 最长的分析时段及最多的测次 对话框中设置如下的参数选择 见图 38 1 粗差删除 设置该项功能 对每个测点进行回归分析后将自动删除粗差重新 图图 38 统计模型建立参数设置界面统计模型建立参数设置界面 回归计算 选择该项设置后需输入粗差删除的限值 几倍剩余量标准差 系统默认状 态为不进行粗差删除 2 F 检验 调用此选择可进行 F 检验中 F1 F2 参数设置 进行全回归时 F1 F2 均 输入 0 0 系统默认为 F1 3 0 F2 3 0 3 精度控制 系统默认精度控制值为 0 00005 需要改动时可选择此功能按钮后进行 输入 4 降雨量 当需要设置降雨量作为模型回归因子时进行此项选择 后继因子选择过程 出现降雨量因子选择菜单 系统默认状态为不设置降雨量因子 5 用于在线监控 所建模型用于在线监控时需进行此项设置 模型结果将存入在线监 控模型库 仅作为分析时应不设此功能 系统默认状态为仅用于分析 6 最低水位限值 对于具有水位 门坎 值的监测量 例如 上游水位达某一高程之 后才有测值的漏水量测点 需设置此项参数 系统提供三种设置因子的方式 对话框下设置了三个功能按钮供选择 说明如下 1 任选因子 系统内设置了充分的因子集供选择 采用 任选因子 方式时将进 入因子选择过程 见后 分析人员可根据实际需要任意组合各类因子 2 固定因子 为操作人员通过系统设置的因子集 采用 固定因子 不需要每一 次分析都经过因子选择过程 固定因子可在系统内重新调整或设置 3 默认因子 为系统开发人员设置的基本因子集 该因子集设置时考虑了 外部 和 内部 观测两种情况 对于后者 因子集中温度分量部分考虑了测点温度因子 设立 默认因子 方式是为尚缺少分析经验的操作人员提供参考 该类因子集基本满足分析工 作需要 因子设置 在上述对话框内选择 任选因子 后便进入因子选择过程 应用及操作说 明如下 1 时效因子选择 时效因子选择窗口中共列出了 9 种类型时效因子 见图 39 包括 各类时间函数因子 多个多项式因子 析线型组合因子和多个 Ln 1 t 组合因子等 用鼠 标左键点击所需因子后 已选因子被标识 窗口上部显示已选因子的个数 点击已选因子 后可将其删除 选择完毕后点击窗口下部 继续 按钮 可进入水位因子选择菜单 如果 时效因子中选择了需要进一步输入信息的因子时 屏幕将出现对话框以输入有关参数 见 图 40 例如 多个多项式因子和多个 Ln 1 t 因子需要输入因子个数及每个因子的起始 时间 又如 折线型因子需要输入所设折点时间 输入时间时不要求与测时完全对应 程 序将自动查找最接近的测时进行下一步计算 2 水位因子选择 水位因子选择窗口中共列出 9 个水位因子 见图 41 包括上游水 位 下游水位及水位迟后作用因子 选择方法同前 当选择水位迟后作用因子 测时前期 平均水位因子 时 需要进一步输入所设因子个数及相应时间参数 见图 42 可以通过 帮助功能了解输入参数的具体含义 3 温度因子选择 温度因子选择窗口中共列出 20 个选择项 包括周期函数 包括年 半年 多年等 气温多项式 测时前期平均气温 测点温度 坝体温度 积分回归等因子 见图 43 选择方法同前 当选择了测时前期平均气温和积分回归因子项时 需进一步 输入有关参数 操作同前述 当选择坝体温度因子时 屏幕出现可供选择的测点编号 可 进一步选择测点 4 降雨量因子 当设置了降雨量因子时 设置方法见前文 温度因子选择完成后将 出现 降雨量因子 选择菜单 见图 44 降雨量因子的设置及选择方式同水位 温度因 子集中的迟后作用因子 测时前期平均因子 因子集预览及重设 完成上述因子选择 任选因子 或选择 固定因子 及 默认因 子 方式后 屏幕将显示相应的因子设置总表 见图 45 其中反映出所设因子总数 时 效 水位温度以降雨量 根据设置情况决定有无 各分量的因子及具体因子形式 设置了 以下功能按钮供选择 1 继续 回归计算 选择此项后 程序进入回归分析计算 屏幕出现反映多测点计 算进程的界面 回归分析计算结束后 屏幕做出提示 退出后进入统计模型结果显示模块 具体内容及操作见 统计模型结果显示 一节 2 返回初始选择 选择此项后将返回初始参数选择界面 3 重设 选择此项后可重新选择因子 4 默认因子 选择此项后 当前显示的因子集将由默认因子集代替 5 固定因子集保存 将当前的因子集保存为 固定因子集 原设固定因子集将被覆 盖 帮助 主菜单中的帮助项可显示帮助内容 退出 不进行计算而退出应用程序模块 图图 39 时效因子选择时效因子选择 图图 40 时效因子参数设置时效因子参数设置 图图 41 水位因子选择水位因子选择 图图 42 水位因子参数设置水位因子参数设置 图图 43 温度因子选择温度因子选择 图图 44 降雨量因子设置降雨量因子设置 图图 45 因子设置汇总表 任选因子 因子设置汇总表 任选因子 3 6 1 2 统计模型查看统计模型查看 测点调用 屏幕调用该模块可以显示和输出最近一次的统计模型计算结果 显示最近 一次完成建模计算的全部测点 选择后进入应用程序界面 当所选测点未能建立模型 所 选时段测次 5 回归有效 时 屏幕做出相应提示并自动退出该应用模块 图形显示 系统共设置 5 种图形方式显示回归计算结果 1 各物理量过程线 系统初设的图形方式 见图 46 分为两幅图 一幅为统计模型 计算值与实测值过程线 另一幅为水位 温度及时效分量过程 当设置降雨量因子且被逐 步回归选中时 分量过程线中也进行显示 每幅图设置了具体量值的显示 通过鼠标左右 移动可将测时标识指向所需位置 数据栏显示相应测时及各物理的具体量值 各量值显示 的颜色与过程线相同 而各过程线的含义可以标记与颜色加以区分 鼠标左 右键分别点 击起始及终止位置 可对时间坐标进行放大 2 剩余量过程线 在 各物理量 过程线图的基础增加了一幅图以显示剩余量过程线 分析人员可以对其进行检验分析以了解回归效果 其它显示及操作内容同前述 见图 47 3 限值过程线 用两幅图显示限值范围过程线 一幅为模型计算值加上 下限值过程 线 另一幅为时效分量加上 下限值 量值显示及图形操作同前 见图 48 4 测值与模型计算值相关图 该图是在测值与模型计算值相关图的基础绘出限值区域 调用该图可以了解超界点在测值变化范围内的分布情况 见图 49 5 水位分量与水位相关图 调用此图可以显示水位分量水位的相关关系 回归结果中 无水位分量时 屏幕绘出相应的说明 选择上述图形之一后 将按初始时段进行图形显示 模型检查 系统设置了两种方法对模型进行检查 如下 1 方程显示及参数估计 调用此选项可显示统计模型的回归方程及有关参数 包括建 模时段 相应系统及标准差等 并对方程的各参数的方差进行了估计 常数项及各因子行 后面列出了参数的置信度 F 值取 3 0 置信度取 0 05 见图 50 2 共线性检查 此选项是采用主成分方法对回归方程是否存在共线性进行检查 屏幕 上直接绘出检查结果 并列出各特征值 分量变幅统计 调用此功能可以显示统计各物理量 包括测值 计算值 水位分量 温度分量 时效分量以及可能出现的降雨量分量的特征值 包括最大值 最小值及出现日 期及变幅 见图 51 输出 输出部分采用了系统内形式统一的模块 参见相关章节 图图 46 统计模型结果检查统计模型结果检查 图图 47 剩余量及分量过程线剩余量及分量过程线 图图 48 限值过程线 限值域 限值过程线 限值域 图图 49 模型计算值与实测值相关图模型计算值与实测值相关图 图图 50 回归方程及参数检查回归方程及参数检查 图图 51 分量变幅统计分量变幅统计 3 6 1 3 统计模型调整统计模型调整 调用该模块可对当前测点模型进行时效分量的调整 该模块主菜单中 图形选择 模型检查 分量变幅统计 输出 等项的内容与具体操作与 统计模型显示 模块 完全相同 请参见有关 帮助 内容 两者的主要差别是增加 模型调整 选项 具体设 置了如下的功能 见图 52 1 粗差剔除 自动 调用此项功能 程序自动剔除超界测次 以回归计算值代替 重新采用模型所选因子进行回归计算 最近三个测次不以粗差计 2 粗差剔除 人工 调用此项功能 进入系统处理粗差统一模块可以对粗差进行人 工剔除 系统作相应记录 操作方法见有关章节 3 模型时段调整 调用此项功能可以重新选择起始时间进行模型重建 选择此项后 屏幕出现具有剩余量的回归结果过程线 鼠标左键点击所需起止位置后可得相应的回归分 析结果 4 时效分量调整 调用此项功能可以对时效分量进行调整 以得到更准确的时效分量 主要目的是进一步掌握测点的近期趋势性的变化的量值及速率 选择此项功能后 屏幕出 现具有剩余量的回归结果的过程线 从剩余量过程线中发现欠拟合现象时 例如系统性变 化时 点击这一变化的起始位置 便确定了以该测时为起始的一个多项式因子 屏幕做出 了相应的标识线 见图 53 系统内允许选择四个该类型因子 选择完毕后 点击图形窗 口下部的 确定 按钮便可得到新的回归结果过程线 可以通过 模型检查 菜单中的方 程进一步查看回归结果 5 恢复基本因子设置 调用此项功能可以恢复到 默认因子 回归结果 默认因子的 含义见 模型建立 一节 6 恢复初始模型 调用此项功能后可恢复到初始 未进行各项调整或修改前 状态 进行过调整地 时段调整 时效分量调整 将无效 经过上述各选项确定模型最终结果后 模型将存入模型库为后续分析检查调用 图图 52 统计模型调整界面统计模型调整界面 图图 53 时效分量调整界面时效分量调整界面 3 6 2 一维分布模型检查一维分布模型检查 英那河大坝可用于建立分布模型的观测项目如激光 水准等数据未纳入本英那河大坝可用于建立分布模型的观测项目如激光 水准等数据未纳入本 系统 这里仅作功能介绍 系统 这里仅作功能介绍 3 6 2 1 一维分布模型建立一维分布模型建立 本模块用于建立一维分布统计模型 项目及测点选择 系统对可以建立一维分布统计模型的项目进行了设置 选择项目后 可以进一步选择测点 同一模型最多可选择 20 个测点 当某一监测项目多于 20 个测点时 可以选择其中代表性测点建立模型 对于未参加计算的测点 模型也将给出其预测计算值 建模时段及基准日期选择 进入该模块后 屏幕显示出调用数据的起止日期 测次及 所选择测点的个数 系统自动对缺损数据进行了插补 屏幕设置了一时间坐标窗口以显示 各测次的分布情况 当需要调整模型计算的基准日期时 点击 基准日期选择 功能按钮 之后 点击时间坐标的某一具体日期 分布模型将以该日期作为基准进行计算 一维分布 建立时需确定分析时段 分别在时间坐标上点击所选择时段的起始及终止位置即可 见图 54 模型设置 确定分析时段后进入因子选择及参数设置菜单 模型分为 用于监控及分 析 和 仅用于分析 两种 前一种设置为系统默认状态 所建立的模型将用于在线综合 分析 系统内原存放的模型将被刷新 后一种仅用于分析 模型编号输入 模型编号共 8 个字节 前三位由系统根据建筑物及项目编号自动生成 后 5 位由操作人员确定 当用于监控时 该编号模型将作为监控模型 因子设置 各分量因子设置过程如下 水位因子设