2025水电站大坝安全在线智能监控平台

水电站大坝安全在线智能监控平台目录TOC\o"1-3"\h\u2645水电站大坝安全在线智能监控平台 130062一、项目概述 325960（一）企业简介 37197（二）项目背景 321698（三）项目建设情况 4634二、应用场景及建设方案 426763（一）场景描述 517950（二）技术架构 596661.大坝安全在线监控设计方案 5262852.平台的设计方案 627029（三）建设方案 782741.水电站大坝安全在线智能监控平台建设目标为： 7195672.建设方案 7274042.平台建设方案 1010890三、项目效果 1419837（一）项目效益 1426124（二）推广前景 1426395四、下一步计划 15一、项目概述（一）企业简介水电站大坝安全在线智能监控平台集中了大坝监测自动化系统、水情系统等各类大坝安全相关系统，汇集了与大坝安全相关的各类工程信息和管理信息，构建通过了系统整合、数据集中的企业级大坝安全平台。通过业务量化、统一平台、集成集中、智能协同，将电厂大坝安全工作行为数字化，实现各种生产要素优化整合，基于大数据和智能分析技术构建信息决策“大脑”，实时诊断和监控大坝安全，动态感知和洞察大坝安全管理行为，为大坝“信息采集自动化、数据分析智能化、在线监控智慧化、成果展示可视化”提供平台支撑。（二）项目背景大坝安全管理是一项综合性极强的工作，需要掌握各类相关信息供决策支持。涉及大坝安全的信息包括水情信息、监测信息、巡视检查信息、缺陷隐患处置信息、注册定检等政府监管信息、相关专题报告等。目前，这些信息或未实现数字化或分散在监测自动化系统、巡检系统、水情系统、缺陷管理系统等相关系统，存在获取全面信息效率低下、各类信息不能共享协同、数据联动和深度挖掘，信息不能及时展示，无法及时综合分析等问题，导致管理大坝往往只能依靠个人经验和能力，无法借助平台实现多源信息的积累、综合、抽象和提炼，也就无法获得信息支撑和决策支持，给大坝安全管理提升带来很大的困难。迫切需要建立一个大坝安全信息集中平台，打通各类相关系统，实现大坝安全的信息集成集中，提升大坝安全管理的质量和效率。2015年4月颁布施行的《水电站大坝运行安全监督管理规定》（国家发改委第23号令），第二章第八条规定：对坝高一百米以上的大坝、库容一亿立方米以上的大坝和病险坝，电力企业应当建立大坝安全在线监控系统，并且接受能源局大坝中心的监督。2021年12月国家能源局印发《电力安全生产“十四五”行动计划》，其中重点行动章节（七）：加强水电站大坝安全管理专项行动中要求推进大坝安全在线监控系统建设。按照《水电站大坝运行安全监督管理规定》要求，加快推进坝高100米以上、库容1亿立方米以上的大坝和病险坝建设大坝安全在线监控系统。（三）项目建设情况目前大坝安全在线监控系统在调研阶段，计划2024年底之前建成投产，计划建设周期1年，预计投资150万元。二、应用场景及建设方案（一）场景描述大坝安全在线监控系统项目分为在线监控设计报告和在线监控平台产品。在线监控设计报告（专业）主要是根据大坝的结构特点、安全隐患和薄弱部位，开展监控内容、监控方法的设计，以及在线监控系统的软件设计。在线监控平台产品（软件）主要是产品开发和实现，一般来说，应至少包括：监测管理、巡检管理、在线监控、报告整编等模块。（二）技术架构本项目方案设计应包括以下两部分内容：1.大坝安全在线监控设计方案（1）监测管理监测管理包括：监测数据的有效性识别技术和监测系统状态在线诊断技术。具体包括：①监测数据的有效性识别技术。根据不同的物理性态规律特点（周期性、趋势性、阶跃）研究监测值有效性识别技术。在常规的误差识别技术适用性研究的基础上，重点采用基于邻近度法、奇异谱法等精确性更高的有效性识别技术，并能根据监测数据特性智能匹配合适的识别技术。②监测系统状态在线诊断技术。构建监测系统状态在线诊断的规则体系，制订相关评判规则，并将规则程序化。制订的诊断规则包括：监测系统是否完备性要求，即是否覆盖了本工程应关注的部位和项目、相应监测项目和测点是否在测、历史的和当前的监测数据是否有效、监测系统是否存在系统性的问题等。（2）安全评判模拟工程师评价大坝安全，分别提出大坝的“多信息、多指标、多层次”的多源信息融合结构安全综合评判方法，实现大坝结构安全评判由单一监测信息向安全监测、巡视检查、结构计算等多源信息融合的重要转变，提高大坝运行安全性评判的科学性与准确性。研究内容包括：①研究大坝的在线大坝安全智能评判的模型。根据大坝的结构特点和薄弱环节，建立包含评判对象层、项目层、指标层、信息层、方法层、结论层等多层次、多维度的大坝安全评判和预测模型。②研究在线安全评判信息融合方法。大坝安全结构评判需要的信息包括：监测信息、巡查信息、水情信息、荷载信息及其它工程信息。需要寻求一种方法能融合不同来源、不同模式、不同表示形式的信息，模拟工程师评价大坝安全，以实现结构安全评判的目标。其评判推理过程和结果应能符合《水电站大坝运行安全评价导则》（DL/T5313-2014）的要求。2.平台的设计方案通过信息融合和数据挖掘技术，开发具备监测管理、巡检管理、在线监控和报告整编的大坝安全智能监控平台。应满足本招标文件要求的详尽的应用功能解决方案，包括在线监控系统的分层组成以及各层的功能，以及系统的性能要求。相关功能和性能要求应能符合国家能源局颁布的《水电站大坝运行安全监督管理规定（发改委第23号令）和《水电站大坝运行安全信息报送办法》（国能安全〔2016〕261号）的相关要求。（三）建设方案1.水电站大坝安全在线智能监控平台建设目标为：（1）充分利用大坝安全各类信息（包括监测、巡查等），采用相关人工智能技术，实时对大坝安全进行智能评判及反馈；（2）实现监测工作的数字化管理，能进行有效性识别、完备性诊断、监测设施工作状态诊断等；（3）开发巡视检查APP，实现巡视检查的数字化管理；（4）监测数据、月（年）报等实时自动整编；（5）大坝全景可视化展示；（6）大坝安全相关任务管理；（7）大坝安全相关文档管理；（8）实现微信端大坝安全的便捷管理。2.建设方案建设方案包括两部分内容：一是大坝安全在线监控方案；二是平台建设方案。（1）大坝安全在线监控方案在线监控方案应包括监控内容和监控方法。1)监控内容大坝安全监控内容应根据大坝实际分析确定，包括：监控对象、监控部位、监控项目和监控测点。①监控对象应包括：a）挡水建筑物及其地基；b）泄水消能建筑物及其地基；c）影响大坝安全的工程边坡、近坝库岸等。②监控部位主要应包括：a）混凝土坝的坝顶、坝基、典型坝段、岸坡连接坝段，拱坝的两岸抗力体，不同结构连接部位；b）土石坝的坝顶、坝基、防渗体、下游坝坡、穿坝建筑物连接部位、岸坡连接坝段；c）监控对象中结构相对较薄弱的部位、存在安全隐患的部位。②监控项目应包括：a）变形类监测项目；b）渗流类监测项目；c）薄弱部位和存在安全隐患部位的应力、应变等监测项目；d）薄弱部位和存在安全隐患部位的现场检查项目；e）特定部位和特定关注问题的视频监视项目。④监控测点应包括：a）与监控对象、监控部位相关的上下游水位、降雨等测点；b）反映监控对象整体变形性态的测点；c）反映监控对象整体渗流性态的测点；d）反映薄弱部位和存在安全隐患部位变形、渗流、应力应变等性态的测点；e）薄弱部位和存在安全隐患部位的巡视检查点或检查路线；f）特定部位和特定关注问题的视频监视点；g）反映其他需要重点关注部位运行性态的相应测点。2）监控方法①监控方法包括：a）监测成果有效性检查方法；b）单个监测量异常识别方法；c）巡检信息异常判别方法；d）大坝安全状况综合评判方法。②监测成果有效性检查方法采用下列一种以上的方法：a）逻辑判别法：根据监测仪器量程、监测精度、监测量的物理意义，判断测值有效性；b）统计判别法：以相近工况下的监测物理量作为样本数据，采用相关统计准则，判断测值有效性；c）数学模型判别法：按DL/T5178、DL/T5259建立数学模型，根据置信区间判断测值有效性；d）时间序列分析方法和其他误差识别方法。③单个监测量异常识别方法应与监控指标对比，判别量值或变化趋势是否异常。异常情况宜按偏离监控指标的程度进行分级。监控指标采用下列方法确定：a）通过结构正反分析计算确定；b）参考原设计指标确定；c）通过同类工程对比分析确定，d）按工程经验确定；e）通过监测量数学模型计算限值确定；f）库水位、出入库流量等环境量也可根据设计取值和管理需要确定。④巡检信息异常判别方法宜通过同类工程对比分析，根据工程经验进行判别。本次巡视检查发现的异常情况，应与上次检查结果对比。异常情况宜按严重程度进行分级。3）大坝安全状况综合评判方法应对比实际情况与设计结构计算条件的差异。当原设计采用的荷载及其组合、力学参数、计算模型等与实际差异不大时，可采用设计阶段的最终结构计算成果；差异较大时，应按实际情况进行结构复核计算，主要力学参数宜采用反演值。4）综合评判应按《水电站大坝运行安全评价导则》（DL.T5313-2014）的评判原则，建立规则，综合监测、巡检、结构安全度评判结果，综合评判大坝安全状况。2.平台建设方案（1）业务功能描述系统平台主要功能结构见下图。图平台主要功能结构图（2）安全监测大坝安全监测工作主要包括监测数据的输入、检查与审核以及数据的查询与统计、离线分析等应用功能。数据的输入：不同类型、不同来源的信息通过不同的方式输入到系统各相关数据库表中，自动触发成果量换算，计算后启用监控机制，通过系统初判，对错误的信息进行提示或标记等，这些错误、异常的超限信息按照用户的预订或设置，立即通过邮件、短信或微信的方式推送给相关用户。数据的审核：按照工作流程，相关责任人对录入的信息以及计算成果进行校核和审核，确认或修改系统对数据的错误、异常等超限判定，在需要的时候对其添加备注，说明现场采集时发现的情况。数据的查询和统计：根据不同用户的需求提供各类信息和报告的查询，并以数据表格和图形的方式进行展示，并提供信息的输出。数据的应用：按照管理标准和特定情况下的需要，对信息进行统计、汇总，有需要时可建立监测数据的统计模型，制作各类图表，完成定期和不定期的报告，并将其上报或发布（经审核后）。离线分析：主要包括以环境量为因子的各类统计模型的计算和分析功能，将计算得到的统计模型用于监控监测数据的功能。信息报送：满足向国家能源局大坝安全监察平台监测信息、水情信息报送的要求。（3）在线监控监控方案设置：根据《水电站大坝运行安全在线监控系统技术规范》（征求意见稿），编制在线监控方案。系统支持根据在线监控方案，用户自定义设置监控部位、监控对象、监控项目、监控要素和评判指标等。系统将用户设置的监控方案自动生成规则库。智能安全评判：大坝安全是一个充满不确定性、多层次、多指标的复杂非线性问题，其需要的信息包括：监测信息、巡查信息、水情信息、荷载信息、结构安全度信息及其它工程信息。系统采用人工智能相关技术，根据建立大坝安全评判规则库，采用智能推理系统，模拟人类工程师评判大坝安全的推理逻辑，融合监测信息和巡视检查信息，以实现大坝安全分级评判。（4）巡视检查检查方案管理。首先需创建数字化检查方案，根据检查方案建立检查对象、检查区段、检查路线、检查类型、检查对象和检查部位。检查任务管理。根据实际管理需要创建检查计划或检查任务。巡检APP。用户接收到检查任务（也可以在APP创建任务）后，即可通过手机客户端查看检查要求，按照引导进行检查。检查步骤为扫描标签—填写对象检查情况—上报缺陷—完成检查区段检查—完成检查路线检查。（5）缺陷管理主要包括缺陷或隐患信息的填报、审核、处理、验收一系列过程。隐患缺陷来源主要有两个方面，一是支持业务模块发现的问题自动导入。二是支持人工录入其他渠道发现的缺陷。根据《大坝安全评价导则》（DL/T5313-2014）等相关技术标准和企业相关标准，对缺陷隐患等问题进行分类分级。建立隐患缺陷从发现、填报、审核、消除到验收的全过程流程和管控。（6）综合整编资料整编工作可能涉及到监测资料整编、大坝安全状况定期总结报告、大坝安全管理工作定期总结报告、突发事件的快报等，根据各部门对报表的个性化制作需求，提供自定义报表制作功能，预设模板，定期自动生成，并实现校核、审查、核定的信息化流程。（7）综合管理综合管理模块包括文档管理、权限管理和日志管理。（8）3D全景可视化3D实景通过实地拍摄照片来构建真实世界场景，通过对场景中视点照片的平滑过渡实现切换。用户可将大坝数据、监测监控、现场检查、隐患管理全业务信息直观地反应在全景图中，实现以第一人称视角体验遨游现场、查询检索、交流互动等功能。三、项目效果（一）项目效益项目在提高生产效率、保障安全生产、提升管理水平等方面取得成效。大坝安全在线智能监控平台的核心是大坝安全的智能诊断。平台首先根据大坝的结构特点、安全隐患和薄弱环节，确定大坝安全监控