基于全生命周期的大壩安全監(jiān)測信息管理

張 晨，馮永祥

（雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，四川 成都，610051）

0 引言

與水電工程建設一樣，大壩安全監(jiān)測工作在施工期和運行期之間也有著明顯的界面。在電力體制改革前，一般是在工程竣工后由施工單位向運行單位移交安全監(jiān)測系統及監(jiān)測資料，運行單位人員參與施工期安全監(jiān)測工作深度十分有限，再加上當時安全監(jiān)測技術手段和責任分工制約等因素，很多電站運行后都出現過移交的安全監(jiān)測信息不全，以及錯誤信息無法追溯的問題，給準確評價大壩運行安全狀態(tài)帶來很多困難。隨著技術的發(fā)展及電力企業(yè)主體責任的不斷強化，電力企業(yè)逐步加強了施工期安全監(jiān)測工作管理，有些企業(yè)還建立了施工期安全監(jiān)測信息管理系統。但由于施工期和運行期安全監(jiān)測工作的側重點不同，施工期安全監(jiān)測信息管理系統不能滿足運行期要求，運行期需要重新建設信息系統，造成重復建設，浪費資金。為妥善解決安全監(jiān)測工作施工期和運行期之間的問題，雅礱江流域水電開發(fā)有限公司建立了流域大壩安全信息管理系統，利用物聯網技術開發(fā)了施工期監(jiān)測管理功能模塊，做到了施工期和運行期的建管融合、無縫交接，實現了全生命周期的安全監(jiān)測信息管理。

1 流域大壩安全信息管理系統簡介

流域大壩安全信息管理系統是雅礱江公司按照“流域化、集團化、科學化”發(fā)展與管理理念建設的流域大壩安全管理和技術管理的統一平臺。主要功能是對公司管轄的各運營期水電站安全監(jiān)測、水工巡檢維護、大壩定檢注冊等大壩安全信息進行全面管理，并為施工期大壩安全監(jiān)測管理提供信息化手段，最終實現全流域梯級電站大壩安全信息的接入和施工期至運行期的無縫銜接。

流域大壩安全信息管理系統由位于成都的流域數據管理主系統、各運行期電站大壩監(jiān)測自動化采集和信息集成以及施工期電站監(jiān)測信息管理系統組成。針對不同的使用者，系統提供專業(yè)C/S軟件、信息網站、平板電腦、智能手機等4種訪問途徑，實現數據采集、數據審核、數據計算、查詢統計、資料整編、離線分析等安全監(jiān)測功能，以及水工點檢、技術文檔、大壩定檢注冊等信息管理功能。

系統于2011年開展規(guī)劃設計，2012年開發(fā)建設，2013年9月接入二灘水電站，目前已陸續(xù)接入桐子林、二灘、官地、錦屏一級、錦屏二級、楊房溝、兩河口5座運行期、2座施工期水電站大壩安全數據。

2 施工期監(jiān)測儀器設備管理

雅礱江公司以兩河口水電工程為試點，除接入了流域大壩安全信息管理系統外，還開發(fā)了監(jiān)測儀器物聯網管理模塊。在流域大壩安全信息管理系統中建立水電站儀器設備管理數據庫，用以管理儀器設備的基本信息及采購、運輸、埋設、維護及運行，直到報廢的全生命周期中相關的過程信息和流程數據，對現場安全監(jiān)測設備實現從儀器到貨、數據采集、后期數據處理、月報生成全周期管理，通過信息管理軟件開發(fā)實現對儀器設備的基本信息進行管理和維護，對儀器設備的埋設質量、存活率、數據突變情況進行統計分析。

物聯網管理模塊的核心就是在儀器出廠后由儀器廠商將儀器基本屬性（如廠家名、儀器出廠日期、儀器名稱、型號、儀器參數、率定資料、訂貨批次信息等）錄入數據庫，和儀器一并提供給現場建設管理局。

現場安全監(jiān)測中心在儀器到貨后通過掃碼槍實現二維碼掃描，將對應的儀器基本屬性信息從廠家提供的數據庫中讀取出來，通過數據庫對接的方式自動導入流域大壩安全信息系統，實現儀器到貨情況統計，基本信息錄入工作。入庫時根據掃碼情況進行識別，判斷實際供貨是否與供應商提供的清單批號一致。同時可以實現對場內調撥歸還、借出歸還、領用退回、返廠維護后再次入庫等操作，入庫時同時記錄入庫時間、操作人員、儀器狀態(tài)等信息。承包商接收儀器后通過測點屬性信息修改完成系統中儀器設備調撥狀態(tài)確認，同時記錄出庫的時間、狀態(tài)、人員等信息?，F場埋設工作完成后，承包商立即在流域大壩安全信息管理系統錄入整理后儀器的埋設信息，包括對儀器設備埋設狀態(tài)的管理和埋設信息的記錄，記錄埋設的位置、高程、日期、深度、初始值等信息，與系統中已經設置的測點建立關聯關系。

在儀器資料信息化管理方面，使用流域大壩安全信息管理系統對儀器采購和出入庫管理能做到客觀性和溯源性，各類信息均可在信息系統中實現查詢和追根溯源，便于現場各參建單位及時了解安全監(jiān)測儀器埋設情況。

圖1 安全監(jiān)測儀器到貨管理界面Fig.1 Interface of arrival management of safety monitoring instrument

系統通過專用網絡將相關監(jiān)測儀器信息在成都流域大壩中心備份，實現了兩河口水電工程施工期安全監(jiān)測儀器設備信息化管理，優(yōu)化了各單位工作流程，減少了紙質資料的傳遞，降低現場工作強度，提升管理水平，在儀器運行維護管理過程中可以記錄儀器運行的監(jiān)測數據，運行過程中儀器檢修、維護信息，直到最終的報廢、停測等。同時儀器設備納入缺陷處理，在埋設、運行、維護過程中，一旦發(fā)現存在缺陷或者安全隱患，立即進行登記、消缺等工作，通過上述數據資料可以開展儀器質量分析，用于統計分析儀器設備的質量，尤其對質量發(fā)生問題的時段、過程、涉及的單位等進行統計分析，便于現場管理局對于儀器設備損壞量較大的儀器廠商和埋設質量較差的單位進行了解。

3 施工期監(jiān)測信息管理

鑒于施工期水電站安全監(jiān)測數據量較大、建設周期長、現場數據量大等特點，雅礱江公司在流域兩河口水電站、楊房溝水電站施工期承包商進場時就引入了流域大壩安全信息管理系統，對現場安全監(jiān)測設備實現施工期數據采集傳輸、后期數據處理、監(jiān)測圖標生成、監(jiān)測月報生成。

流域大壩安全信息管理系統基于施工期安全監(jiān)測自動化采集系統之上，通過數據庫對接、Excel導入、人工直接輸入等方式將現場所有安全監(jiān)測數據、測點信息、儀器參數、埋設考證資料導入流域大壩系統數據庫中，依托流域大壩安全管理系統完成現場施工期安全監(jiān)測數據管理及各種成果表和各種監(jiān)測數據的過程線、分布圖、相關性圖的自動生成，實現了水電工程安全監(jiān)測信息化管理。

現場安全監(jiān)測承包商接入流域大壩系統前，需在信息系統里建立測點信息屬性、多重測點歸類集合以及測點歷史數據映射，上述工作完成后系統可以自動在Excel數據工作表里讀取歷史數據及測點相關信息?，F場安全監(jiān)測管理中心、監(jiān)理依托流域大壩系統，可以對承包商上傳的測點信息和歷史數據進行計算公式編輯及數據檢查和審核，并對各測點進行曲線圖繪制、特征值數據統計、報告模板的定制以及測點圖形導航。系統界面見圖2，曲線圖及成果統計表見圖3。

信息化管理模式通過網絡把現場自動化采集單元、后臺服務器、信息系統融合在一起。以承包商現場采集人工數據、自動化采集模塊上傳數據為基礎，通過統一定制數據模板，規(guī)范現場各家承包商提交的安全監(jiān)測數據格式。數據集中存儲、備份，防止丟失，后臺數據接口為數據二次開發(fā)、各監(jiān)測子系統集成和數據綜合分析提供了統一數據平臺，通過權限設置使得監(jiān)理、安全監(jiān)測管理中心、設計院、管理局相關部門實現實時數據查詢，相關管理單位可以通過流域大壩信息管理系統及時獲取工程監(jiān)測信息，及時研判監(jiān)測數據的準確性，信息化管理模式讓管理單位及時掌握工程安全性態(tài)，可以最大限度地降低人為因素干擾。

圖2 安全監(jiān)測信息化系統管理界面Fig.2 Interface of safety monitoring information management system

圖3 安全監(jiān)測信息化曲線圖及成果統計表Fig.3 Curve of safety monitoring information and statistical table of result

4 結語

流域大壩安全信息管理系統相對于傳統模式來說能夠提高現場工作效率、減少安全監(jiān)測人員數量，保障安全監(jiān)測數據準確率、便于各方及時了解安全監(jiān)測數據并自動生成監(jiān)測報告。通過加入監(jiān)測儀器物聯網管理模塊，儀器廠商資料可以通過數據庫對接方式實現儀器出廠資料自動導入流域大壩安全信息管理系統，實現從施工期到運行期安全監(jiān)測信息化管理，即一支儀器從出廠到現場安裝率定，再到數據采集，各類信息均可在流域大壩安全信息管理系統中查詢和追根溯源，減少人為誤差，簡單快捷地實現即時查詢。

流域大壩安全信息管理系統，利用物聯網技術開發(fā)了施工期監(jiān)測管理功能模塊，做到了施工期和運行期的建管融合、無縫交接，實現了全生命周期的安全監(jiān)測信息管理。 ■

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