水電站大壩安全巡視檢查系統(tǒng)的改進

儲兆偉，馮　濤，李小偉（.中國電建集團華東勘測設(shè)計研究院有限公司，浙江杭州，3；.雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，四川成都，6005）

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水電站大壩安全巡視檢查系統(tǒng)的改進

儲兆偉1，馮濤1，李小偉2
（1.中國電建集團華東勘測設(shè)計研究院有限公司，浙江杭州，311122；2.雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，四川成都，610051）

摘要：對巡視檢查過程中各對象重新定義和抽象，將大壩工程中的檢查內(nèi)容進行分類并具體化，為后期的數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等操作提供了數(shù)據(jù)支撐。區(qū)別于傳統(tǒng)的文字描述巡檢部位檢查結(jié)果的方式，改進后的巡視檢查對巡檢內(nèi)容進行細化并分類，用戶可通過路線、日期、部位、類型等多種組合進行過濾查詢，提高了巡檢結(jié)果數(shù)據(jù)處理的效率及便捷性。

關(guān)鍵詞：大壩安全；巡視檢查；對象；區(qū)段；路線；標簽；改進

大壩安全巡視檢查通常采用眼看、耳聽、手摸、腳踩等直觀方法，或輔以錘、釬、鋼卷尺等簡單工具對工程表面和異?，F(xiàn)象進行檢查量測。對大壩建筑物外表及內(nèi)部對象進行定期或不定期的直觀檢查，是日常大壩安全管理工作的重要組成部分。

1　現(xiàn)狀

在傳統(tǒng)的大壩安全巡視檢查工作中，管理人員預(yù)先制定巡視檢查路線，巡檢人按照預(yù)定的路線進行巡視，巡視期間對路線所經(jīng)過的工程部位或者設(shè)備儀器進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題以紙質(zhì)方式記錄下來，同時也可通過拍照或攝像等方式進行記錄。

傳統(tǒng)巡視檢查采用紙質(zhì)方式記錄巡檢結(jié)果，或者采用電子文檔與巡檢附件（照片、視頻等）整編歸檔方式進行管理，缺乏對巡視檢查歷史記錄進行批量對比查詢以及按部位查詢巡視記錄等功能，不利于大壩安全管理人員對歷史巡視檢查記錄進行數(shù)據(jù)分析來判斷大壩的安全狀況。

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，市場上出現(xiàn)了多種巡視檢查管理系統(tǒng)。常見系統(tǒng)的解決方案是在大壩工程中關(guān)鍵的部位安裝巡檢標簽，定義為巡檢點。用戶按照預(yù)先制定的巡檢路線依次運用巡更機掃描巡檢標簽，將對應(yīng)部位的巡檢時間記錄到巡更機中，同時記錄該部位的檢查結(jié)果。最后將巡更機的檢查導(dǎo)入巡視檢查管理系統(tǒng)，連同各部位檢查結(jié)果生成最終成果。

圖1所示的巡檢過程強制將用戶需要檢查的關(guān)鍵部位與巡檢標簽相關(guān)聯(lián)，記錄部位的檢查時間及檢查結(jié)果，往往將部位劃分過大，部位與部位間的檢查內(nèi)容交叉，發(fā)現(xiàn)問題不能精確定位所在位置。

2　改進

改進后的巡視檢查，重新定義巡視檢查相關(guān)對象，使巡檢路線配置更加靈活，巡檢結(jié)果的組合也更加多樣。將傳統(tǒng)巡檢的內(nèi)容分類具體化，從一定程度上對巡檢結(jié)果進行量化，方便用戶后期對數(shù)據(jù)進行分類查詢與分析，實現(xiàn)巡視檢查結(jié)果從定性到定量綜合評判的轉(zhuǎn)變。不再將巡檢部位及檢查內(nèi)容強行作為路線的子屬性，巡檢路線可以通過配置靈活添加和刪減檢查對象。根據(jù)大壩實際結(jié)構(gòu)創(chuàng)建部位導(dǎo)航對檢查對象進行分組，為用戶提供個性化的查詢方式。

圖1　巡檢過程示意圖Fig.1 Process of perambulation and inspection

利用手機、平板電腦等移動設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)巡更機實現(xiàn)巡檢標簽的掃描，使巡檢過程變將更加簡單且智能化。傳統(tǒng)檢查完畢后再錄入巡檢結(jié)果容易出現(xiàn)信息丟失，而采用移動設(shè)備引導(dǎo)、輔助用戶進行巡檢、實時將結(jié)果錄入系統(tǒng)，可以減小信息丟失的概率。用戶可直接使用移動設(shè)備拍攝照片、視頻，錄入系統(tǒng)對巡檢結(jié)果進行補充描述，相比傳統(tǒng)巡檢自帶相機拍攝，大大提高了便攜性。

2.1主要對象

首先對系統(tǒng)中涉及的相關(guān)對象進行定義，對象間的關(guān)系見圖2。

巡檢對象：大壩巡檢過程中需要檢查的最小部位、儀器或任意可抽象出來的物體或內(nèi)容。

巡檢標簽：巡檢過程的關(guān)鍵位置安裝巡檢標簽，用戶用移動巡檢設(shè)備掃描標簽時可記錄到達該位置的時間。

巡檢區(qū)段：將位置相近或相連的巡檢對象組合起來定義為巡檢區(qū)段，區(qū)段的兩端安裝巡檢標簽。用戶檢查時掃描任意其中一個標簽表示開始對區(qū)段進行檢查，依次檢查對象后掃描另外一個標簽結(jié)束區(qū)段檢查并記錄結(jié)束檢查時間。對于范圍較小的區(qū)段，可安裝一個巡檢標簽，檢查開始時掃描標簽記錄檢查時間，再次掃描是完成區(qū)段檢查。

圖2　主要對象ER圖Fig.2 ER diagram for major objects of the application

巡檢類型：對巡檢對象進行分類，相同檢查內(nèi)容的巡檢對象歸于同一類型。

巡檢內(nèi)容：一個巡檢類型可具有一個或多個檢查內(nèi)容，定義對象需要檢查的內(nèi)容、檢查標準和檢查方法。用戶還可以為巡檢內(nèi)容設(shè)置默認檢查結(jié)果，避免重復(fù)錄入相同的檢查結(jié)果。

巡檢路線：用戶根據(jù)規(guī)范或者大壩安全管理要求，選擇多個巡檢區(qū)段組成大壩巡視路線?？稍O(shè)置路線所屬專業(yè)、檢查周期等屬性。

巡檢部位：用戶根據(jù)大壩實際結(jié)構(gòu)或工作習(xí)慣定義多級巡檢部位，將對象與相應(yīng)的部位關(guān)聯(lián)。實現(xiàn)按部位將對象進行分類組合，用戶則可以直觀地按部位查詢關(guān)聯(lián)對象的檢查結(jié)果。

通過定義以上對象，將傳統(tǒng)巡檢中的部位進行細化，將最小巡視單位定義為巡檢對象，不同類型的巡檢對象具有各自的巡檢內(nèi)容、檢查標準和方法。傳統(tǒng)的巡檢結(jié)果描述類似于單純的文檔記錄，而改進后的巡檢結(jié)果既可以在空間位置上將對象結(jié)果進行分組查詢，也可在巡檢類型上對所有的檢查內(nèi)容進行分類。從多個方面對巡檢結(jié)果進行分類和描述，降低了巡視檢查工作的主觀性，為查詢、分析、統(tǒng)計、觸發(fā)等功能提供了基礎(chǔ)。

巡檢區(qū)段和巡檢路線實際上是巡檢對象的組合，這樣的組合是為了方便制定以及修改任務(wù)和計劃，巡檢結(jié)果記錄在巡檢對象中，因此，改變路線時不影響系統(tǒng)的使用和巡檢結(jié)果的查詢。

2.2巡檢流程

圖3為巡視檢查業(yè)務(wù)流程，管理人員根據(jù)電站巡檢制度制定巡檢計劃（設(shè)置路線、巡檢周期、定期檢查時間、允許推遲時間等），系統(tǒng)根據(jù)巡檢計劃自動生成巡檢任務(wù)，用戶根據(jù)巡檢任務(wù)持移動巡檢設(shè)備執(zhí)行巡視檢查。巡檢完成后，用戶通過移動巡檢設(shè)備接入局域網(wǎng)并上傳巡檢記錄，審核人審核完成后可生成并發(fā)布巡檢報告。

圖4為巡檢操作流程，用戶開始檢查時持移動巡檢設(shè)備，逐個對路線中的巡檢區(qū)段進行檢查，也可根據(jù)自己的實際行走路線安排對各區(qū)段的檢查先后順序。抵達區(qū)段時，掃描標簽開始對區(qū)段進行檢查，同時移動巡檢設(shè)備記錄區(qū)段開始檢查時間，用戶根據(jù)系統(tǒng)提示逐個完成區(qū)段中的對象檢查。檢查對象時需判斷該對象檢查結(jié)果狀態(tài)，錄入描述內(nèi)容，也可拍攝照片或錄制視頻。在完成區(qū)段中所有對象檢查后，掃描結(jié)束標簽結(jié)束區(qū)段檢查。完成所有區(qū)段檢查后結(jié)束路線檢查。

圖3　巡檢業(yè)務(wù)流程Fig.3 Work flow of the perambulation and inspection

圖4　巡視檢查操作流程Fig.4 Operational procedure of the perambulation and inspection

改進后的巡檢系統(tǒng)采用安裝了移動版巡視檢查系統(tǒng)的智能移動設(shè)備（智能手機或平板電腦），相比傳統(tǒng)巡更機，智能設(shè)備具有攜帶方便、功能豐富等特點。移動版巡檢系統(tǒng)有離線巡檢功能，即使用戶檢查時所處的環(huán)境沒有網(wǎng)絡(luò)，也可以完成巡檢對象檢查結(jié)果的錄入、照片拍攝等操作。當(dāng)用戶完成一條路線的檢查后，聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)即可上傳巡檢記錄。相比于傳統(tǒng)的先記錄結(jié)果，完成檢查時錄入系統(tǒng)的方式，及時性大大提高，也降低了巡檢完成后錄入結(jié)果的出錯率。

3　實例

改進后的大壩安全巡視檢查系統(tǒng)由WEB網(wǎng)站和移動客戶端組成，WEB網(wǎng)站主要提供巡檢路線、巡檢對象、巡檢區(qū)段等基礎(chǔ)信息配置，還提供巡檢計劃、巡檢任務(wù)、巡檢記錄以及巡檢查詢、審核等管理功能。移動客戶端安裝在移動巡檢設(shè)備上，具備離線巡視檢查、數(shù)據(jù)上傳以及巡檢查詢的功能。

圖5所示界面用于管理系統(tǒng)中所有的巡檢對象，配置對象所屬類型、名稱、全稱、周期等屬性。

巡檢路線管理見圖6，用戶創(chuàng)建路線后選擇需要檢查的巡檢區(qū)段，選擇區(qū)段中需要參與檢查的對象。系統(tǒng)使用初期需根據(jù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范的規(guī)定和本工程的具體情況，整理全部的巡檢對象，制定完善的巡檢路線，使巡檢路線和范圍覆蓋大壩所有部位，不留任何死角。

系統(tǒng)提供包括按記錄查詢、按部位查詢、按對象類型查詢在內(nèi)的多種查詢方式，圖7為巡檢記錄查詢界面，用戶可查詢單次巡檢的完整檢查結(jié)果，包括各對象的總體評價、檢查人、檢查結(jié)果、照片附件以及區(qū)段檢查時間等內(nèi)容。

用戶可通過查詢指定部位及子部位下巡檢對象的檢查結(jié)果（見圖8按部位查詢界面）。圖9為按類型查詢界面，通過對巡檢對象進行分類，用戶可查詢同類型巡檢對象的歷史檢查結(jié)果，相互對比參考。查詢時支持對檢查狀態(tài)、檢查時間和審核狀態(tài)進行過濾，方便用戶對結(jié)果進行統(tǒng)計和分析。

圖5　巡檢對象管理界面Fig.5 User interface of management of inspection objects

圖6　巡檢路線管理界面Fig.6 User interface of management of inspection line

WEB端系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)管理及發(fā)布功能，而移動客戶端則用于巡視檢查數(shù)據(jù)錄入并輔助用戶進行巡視檢查。圖10為移動端巡視檢查界面，用戶掃描區(qū)段標簽執(zhí)行對區(qū)段的檢查。

圖11為對象檢查界面，用戶完成對象檢查后錄入對象的檢查結(jié)果，通過文字、照片、視頻等方式對結(jié)果進行描述。完成所有區(qū)段檢查后可對路線檢查進行總體描述，并選擇檢查的結(jié)果。完成檢查并錄入數(shù)據(jù)后可上傳至系統(tǒng)服務(wù)器。

4　結(jié)語

圖7　巡檢記錄查詢界面Fig.7 User interface of inspection result query

圖8　按部位查詢界面Fig.8 User interface of result query by location

圖9　按巡檢類型查詢界面Fig.9 User interface of result query by type

大壩安全巡視檢查是保證大壩正常運行的重要監(jiān)測手段，雖然近年來壩工建設(shè)水平及安全監(jiān)測水平發(fā)展迅速，但大壩巡視檢查仍然是大壩儀器監(jiān)

測和自動化監(jiān)測所無法代替的工作。傳統(tǒng)巡視檢查雖然記錄了日常大壩巡視檢查的結(jié)果，但檢查對象劃分不細、檢查內(nèi)容籠統(tǒng)、檢查結(jié)果不能系統(tǒng)地進行整編存儲，不利于后期的查詢、分析和統(tǒng)計。

圖10　移動端巡視檢查界面Fig.10 User interface of perambulation and inspection for mo?bile device

借助于先進的信息化技術(shù)對大壩巡視檢查工作進行改進設(shè)計，很好地解決了傳統(tǒng)巡視檢查工作中存在的問題。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的前沿信息技術(shù)將運用到大壩安全管理工作中，為大壩安全管理人員提供更詳盡、更專業(yè)的信息管理服務(wù)。

圖11　檢查結(jié)果錄入界面Fig.11 User interface of inspection data input for mobile device

作者郵箱：chu_zw@ecidi.com

Title:Improvement of perambulation and inspection system in dam safety management//by CHU Zhaowei，F(xiàn)ENG Tao and LI Xiao-wei//PowerChina Huadong Engineering Corporation Limited

Abstract:By re-defining and abstraction of the objects in perambulation and inspection as well as clas?sifying and specifying the tasks in the inspection of hydraulic structures，data support is provided for da?ta query，analysis and statistics afterwards.Distinguished from traditional inspection result recorded by writing reports，the redesigned application refines and classifies the tasks of perambulation and inspec?tion.Data searching and filtering can be performed by combination of the inspection lines，dates，posi?tions，types and other conditions.As a result，the application improves the efficiency and convenience of data processing for perambulation and inspection.

Key words:dam safety；perambulation and inspection；object；section；inspecting line；tag；improvement

中圖分類號：TP315

文獻標志碼：A

文章編號：1671-1092（2016）01-0032-05

收稿日期：2016-01-11

作者簡介：儲兆偉（1986-），男，安徽巢湖人，工程師，主要從事大壩安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)開發(fā)及項目實施方面的工作。