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，以各电厂大坝安全白动化监测系统

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（井成立）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，工程由碎溢流坝、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

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。

五凌公司大坝安全管理信息系统流程

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现地监测站分中心信息中心

系统层次结构

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：

工程监测与安全运行评人

4.决策分析层高级应用：淙合

分析、辅助决策估和决策分析

1'

i1

数据表现子层：通用数据

表现表格、曲线、报表等

3.数据支撑层

数据处理子层：关联、汇信息中心

总、二次加工

数据库子层：SQLSERVER

数据库系统

2.数据传输层传输通道、数据网络

数据通道

各监控系统人

1.数据采集层各种原始数据采集

一

系统层次结构图

系统框架结构

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)

DSIMS4C/S版DSIMS4C/S版

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Win应用表现层Web页面表现层

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II

中间业务逻辑服务层

111二

数据访问层

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ADO.NET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