纵观黄河,她既给两岸人民带来了丰富的水资源,造福了亿万炎黄子孙,同时也带来过深重的灾难,尤其是黄河下游涵闸和堤坝的安全状况,直接关系到沿黄人民生命和财产的安全。建立一套完备的涵闸安全监测系统具有深远的历史意义和重大的现实意义。 另外,该项目的建设,能够节省大量的用于安全监察的人力和物力,提供科学可靠的现场数据,避免人为因素的影响,大大提高工作效率。通过安全监测和预警预报,能够及时发现问题并进行处理和加固,避免造成重大损失。因此,建设涵闸安全监测系统又具有显著的经济效益与社会效益。 本文以李家岸引黄涵闸为例,设计开发了涵闸安全监测系统。该系统分为硬件系统和软件系统两部分。硬件系统由现场监测单元和网络操作单元组成。根据涵闸实际情况,选择了对涵闸安全影响最大的3种监测量——扬压力、渗流和不均匀沉降,共计42个参数进行监测。我们分别选择了压阻式传感器,振弦式传感器和电容式传感器三种仪器对监测量进行监测。文中,我们对各传感器的结构和工作原理进行了详细的叙述。各传感器分别与相匹配的数据采集模块相连,组成现场监测单元。现场监测单元通过RS485标准总线与网络操作单元串行通讯,整个系统采用集散控制系统结构。文章以硬件系统构建为线索,分别对数据采集单元DAU、集散控制系统和网络通讯进行了深入的探讨。 软件系统是以WINDOWS2000为操作平台,以Visual C++6.0为开发语言,SQL Server 7.0为数据库开发工具,辅以Visio2002和Autocad2002绘图工具开发而成的。系统界面友好,操作简便,功能强大,包括系统管理、数据采集、数据管理、图形制作、报表制作等五大子系统。五大系统相互融合,便于系统扩展、移植,具有良好的开放性。 安全监测的主要目的是监测设备对被监测的物理量进行观测,以便及时了解涵闸的安全性态,及时发现问题,并进行相应处理。安全监测资料的数据量巨大,对同一个监测量有多支传感器进行测量。如何对这些监测资料进行有效地分析处理,获取具有价值的数据的问题就摆在了我们面前。文中利用分位图法获得一致传感器组,在此基础上采用了多传感器信息融合理论对数据进行融合处理。