黃河工情險情全天候監測感知預警系統的研究與應用

王 琴，崔 峰，趙瀟雄，謝浩糧

（河南黃河河務局信息中心，河南 鄭州 450000）

0 引言

黃河下游河段險情大多是由于河道沖刷所造成的河道工程險情，因此對河道工程安全狀態的監測預警及報警成為防汛成敗的關鍵因素[1]。在現有的河道工程查險、報險方式中人力巡檢占了很大比例，但是人力巡檢時效性較差，不能保證實時監測。

為解決人工巡檢存在的問題，黃河下游很多單位進行了河防工程險情自動化監測試驗，但均存在不少問題：有些試驗技術不可行，如接觸式光纖監測試驗安裝布設操作難度大，分布式電極監測試驗精度差，還需要進行反演計算[2]；有些試驗雖技術可行，但成本高，不利于推廣[3]，如機械根石探測臂；有些試驗效果尚可，如陣列式光纖傳感系統，但設備暴露在野外，容易被人為破壞[4]。因此，研究一種布設操作簡單、價格低廉、易于人員檢查和維護的實時監測黃河下游河道根石工情險情的設備和系統，即黃河工情險情全天候監測感知預警系統（以下簡稱監測感知預警系統），采用現代化電子設備及自動控制傳輸系統監測壩岸狀態，并將壩岸狀態實時呈現在監控界面上，以提高防汛巡堤的準確性、穩定性、可靠性，為防汛搶險贏得寶貴時間。

1 系統開發

1.1 設計思路

監測感知預警系統分為傳感、傳輸及決策支持3 個部分，具體由前端傳感、編碼、解碼轉發、專網發送、公網并發、視頻監控等設備及決策支持系統組成。預警系統利用數據可視化、報警管理和歷史數據分析等功能，通過靈活設定數據節點預警規則、多維數據交叉預警規則和閾值，采用多元數據分析算法，動態展示傳感器位移和角度變化，實時監測黃河河道堤壩壩石的走向、位移等信息。……