淺談高新測控技術在水利水電工程中的應用

孫世威

（遼寧省水資源管理集團有限責任公司，遼寧 沈陽 117200）

水利水電工程建設中，數據的收集、管理等關系著工程建設是否能夠順利進行。對與工程相關數據的分析有利于施工單位更好地掌握水利水電工程的安全狀況，及時采取有效措施對施工過程中存在的風險進行防控，以確保工程施工質量。本文主要針對高新測控技術的結構原理和在水利水電工程中的應用特點進行分析探索。

1 高新測控技術結構及原理

1.1 數據收集系統

數據收集系統是高新測控技術中最基礎的結構，利用其中的測控單元，能夠將與堤堰有關的數據收集起來。將收集數據的傳感設備埋設在堤堰的各個地段，利用數據線將傳感設備與計算機連接起來。計算機可通過傳感設備對圍堰進行實時監控，收集與堤堰有關的數據，包括水流速度、水的溫度，以及流量等[1]。并利用專業的軟件對數據進行分析、處理，將處理結果形成相應的報告，以便水利水電工程施工單位全面掌握堤堰情況，提高施工針對性。

1.2 數據管理系統

通過傳感設備采集到堤堰數據將自動儲存到計算機數據庫中，通過數據管理系統對這些數據進行管理。數據管理系統將電容、電感、電壓等數據信息進行轉換，用位移、揚壓力、裂縫開合度等表述堤堰相關情況。同時，數據庫管理系統還能自動識別其中存在的誤差，并對誤差進行處理。根據相關監測規范，將監測量進行整編，對其進行初步分析，編制月度報表和年度報表。水利水電工程數據管理數據庫如表1、表2 所示：

表1 工程概況數據庫（GCGCK.DBF）庫數據

表2 工程單價數據庫（UPTT.DBF）庫結構

1.3 分析評價系統

分析評價系統的主要功能是對監測過程中所得的數據進行分析和反分析，根據分析結果建立相應的監控模型，形成對應的監控技術指標[2]。對于與水利水電工程有關的設計規范、施工規范，以及相關法律法規等進行編輯，從而形成分析、評價知識庫，輔助施工單位制定水利水電工程施工決策。

2 高新測控技術在水利水電工程中的應用

2.1 傳感技術的應用

利用高新測控技術收集水利水電工程數據信息時會涉及到各類傳感設備。例如：

（1）振弦式傳感器。這類傳感器中最為核心的元件是一根鋼弦：將其一端固定好，另一端固定在受壓膜片或者測量端塊等測量元件上。在其受力以后，鋼弦的長度會發生一定的變化，雖然比較微小，但卻能使固定頻率發生變化，根據其變化情況，可以進行相關物理量的數值測量工作[3]。

（2）步進馬達式傳感器。利用步進電機驅動光電探頭，其光照準器會先對準基桿，再對準垂線鋼絲，接著返回原點。此過程中會獲得三個數據：探頭前進基準點；返回基準點；垂線鋼絲脈沖數。通過對這三個數據進行計算，獲得實際的位移量。

此外，還會涉及差動電阻式傳感器、差動電容式傳感器、差動電感式傳感器等。利用傳感器所測得的數據更加準確，也能提高水利水電工程數據收集的全面性。

2.2 數據管理技術的應用

在一些規模較大的水利水電工程數據管理中，最為重要的 數 據 庫 管 理 系 統 有 四 類：（1）Oracle；（2）Sybase；（3）Informix；（4）SQLServer。其中，Oracle 和Sybase 兩種數據庫的應用最廣泛。Sybase 屬于單進程、多線索結構。通過Sybase 單進程的多重通路為用戶提供服務，可有效提高內存的使用率，還能方便施工單位進行優先程序的查詢。無論是從總體結構來看，還是從功能和特性方面來看，Sybase 都能體現出明顯的優勢。

2.3 數據庫邏輯模型的應用

數據庫邏輯模型的主要功能是對水利水電工程的安全狀況進行分析和評價，數據庫邏輯模型由四個分庫組成：工程檔案、原始數據、整編數據、生成數據。

（1）工程檔案分庫。主要負責對水利水電的基本情況進行管理，對工程安全性進行設計，對工程的相關施工資料進行管理。

(2)原始數據分庫。對監測資料的原始數據進行管理，這些原始數據分為電阻、電容等物理量；變形、滲流量等監測效應量兩類。在對原始數據進行管理時，要確保其真實性和完整性。

(3)整編數據庫。根據相關的標準和規范，識別出原始數據中存在的誤差，并對原始數據進行轉換。同時，其戶根據結構單元和實際的監測項目，對原始數據進行整編，形成測值統計表、過程線圖，并將最大值、最小值、環境量等進行初步的分析[4]。分析過程中識別出其異常值，并對其進行復測，編制出日報、月度報告，以及年度報告。

(4)生成數據分庫。此數據的主要功能是對監測資料分析，并對分析中獲得的成果進行管理。在對工程的安全性進行評估時為其提供相應的參考依據[5]。比如，壩體溫度場、位移及揚壓力力學規律計算值、歷次異常或險情的分析評價成果等，在工程安全評估中，生成數據分庫能為其提供以上有用信息，從而確保水利水電工程安全評估的準確性。

3 結語

高新測控技術在水利水電工程中的應用越來越廣泛，包括各類傳感技術、數據庫管理技術、數據庫邏輯模型、分析評價技術、計算機及通訊網絡技術等,能夠有效收集水利水電工程中的數據信息，并對這些數據信息進行高效處理，為水利水電工程的順利實施創造條件。