大坝安全在线监测系统--GNSS位移监测及气象环境监测

大坝安全在线监测系统

[size=12.0000pt]一、系统功能

大坝在线监测系统，将传感系统、数据采集与处理系统、信息管理系统结合，实现对大坝的实时、自动和远程监控。系统能够综合多种监测参数，耦合分析、智能绘图，根据滑坡体演变特征发出多级预警，使决策者根据预警级别采取应对措施，保障大坝运营安全。

大坝在线监测系统可实现24小时连续观测，满足高精度大坝监测的需要。能够进行长期、稳定、不间断运行，数据传输和发布具有保密性和可靠性，真正做到无人值守，放心又省心。具有远程数据传输、远程状态浏览、远程系统设置以及数据管理、安全管理等功能。通过计算实现数据处理分析为工程施工提供及时的反馈信息；能够掌握边坡结构和相邻环境的变形和受力情况，对可能出现的险情和事故提出警报，确保整个大坝的安全。大坝在线监测系统监测数据的完整性、准确性、时效性对安全运营效益具的作用 。

[size=12.0000pt]二、系统组成

数据采集部分：GNSS位移监测站采集累积水平位移量、位移方位、累积垂直位移量、水平变化速率和垂直变化速率，主要的功能是实时采集现场的位置、位移等信息，气象站采集空气温湿度、风速风向、雨量、总辐射等信息；

网络传输部分：网络传输部分主要设备为无线网路，负责连接GNSS采集设备及气象站采集设备，将GNSS采集设备和气象站采集设备的采集数值通过4G/北斗无线网络或者Lora网络对数据进行传送;

数据管理中心：数据管理中心又可以分为三个小部分，分别是监测云平台、数据处理中心、数据库存储，监测云平台可使用清易监测云平台也可以使用用户自己开发的监测云平台，通过大屏、PC端、移动端对图形化后的数据进行展示与处理，同时将数据存入数据库中，对数据进行存储。

[size=12.0000pt]三、设备参数

1.GNSS位移监测站

信号：  GPS: LlC/A, L2C

        北斗:B1I, B2I

      GLONASS: L1OF, L2OF

      Galileo: E1-B/C, E5b

单点定位精度：<1.5m

RTK定位精度：水平∶±2.5mm

             垂直∶±2.5mm

初始化可靠性：大于 99.9%

定位时间-电台方案：冷启动<30s 温启动<30s 热启动<30s

数据更新率：1Hz

数据格式：NMEA-0183

防尘防水：IP67级标准

功耗：小于2.5W

其他参数

◇信号传输：4G无线数据传输、470MHz无线组网、RDSS北斗短报文通讯

◇供　　电：太阳能+锂电池组合供电

◇工作温度：-40～85℃

◇工作湿度：0～95%RH（非凝露）

◇太阳能板: 10W

◇锂 电 池：10.4Ah

◇上报间隔：1分钟～24小时可设置，支持密报

备注：

至少需要 2 台设备才能实现 RTK 的定位高精度了。

a. 如果是单点监测，1 基准站+1 移动站，移动站将测量数据上报到平台。

b. 如果是 N 点监测，就是 1 基准站+N 移动站，各移动站将测量数据上报到平台。

c. 各个移动站与基准站之间的距离，不得超过 30km。若超过，则需配另一台基准站。

d. 如果只有选用一个台设备，就是所谓的“单点定位”，无法实现 RTK，则定位精度和手机定位相差不了多少，为米级。

2. 环境观测站

测量参数

空气温度

◇ 测量范围：-40℃～60℃

◇ 测量精度：±0.2℃

◇ 分 辨 率：0.1℃

空气湿度

◇ 测量范围：0～100% RH

◇ 测量精度：3%RH

◇ 分 辨 率：0.1%RH

风　　速

◇ 基本原理：超声波原理

◇ 启动风速：0.1m/s

◇ 测量范围：0～30m/s

◇ 测量精度：±(0.2m/s±0.02*v)　(v为真实风速)

◇ 分 辨 率：0.01m/s

风　　向

◇ 基本原理：超声波原理

◇ 测量范围：0～359°

◇ 测量精度：±1°

◇ 分 辨 率：1°

雨　　量

◇ 测量范围：雨强0～4mm/min　

◇ 测量精度：±2%

◇ 分 辨 率：0.2mm

总辐射

◇ 光谱范围：400～1100nm

◇ 余弦响应：≤5%

◇ 精 确 度：±5%rdg+10dgts

◇ 线 性 度：±2%

◇ 量    程：0～2000W/m2

其他参数

◇信号传输：4G无线数据传输

◇供　　电：太阳能+锂电池组合供电

◇工作温度：-40～85℃

◇工作湿度：0～95%RH（非凝露）

◇设备供电: 太阳能

◇太阳能板: 10W

◇锂 电 池：DC7.4V 5200mA

◇工作电流：25mA

[size=12.0000pt]四、特点

1、高精度定位：采用北斗与GPS双星四频GNSS模块，可单北斗或单GPS定位，也可联合RTK定位。

2、监测点管理：实现对大坝监测点信息与监测网络信息的展示、查询与统计。

3、监测信息实时采集：通过对大坝累积水平位移量、位移方位、累积垂直位移量、水平变化速率和垂直变化速率等实时在线监测，实时掌握大坝的结构变化。

4、云平台数据查询：设备便捷接入平台，即时查看设备监测数据和运行状态，轻松实现设备远程监控管理；实现数据从采集、传输、处理、整编、存储、分析、展现，到数据推送的一系列规范化数据服务；快速部署上线，弹性可扩展，实现通用化和定制化业务应用。

5、监测信息管理与分析：能按时间、按类型检索监测站点监测值，并生成对应的曲线图、折线图，可与历史同期数据进行比较。

6、监测点自动预警：可以自定义不同监测点的监测预警阀值，在监测设备监测值达到预警阀值后会自动向指定人员发送预警信息。 及时采取人员介入、封锁道路等措施，将安全隐患消除在萌芽状态。

7、人机交互友好。监测软件具有性能稳定、功能丰富、组态灵活，扩展方便等 。监测软件全中文操作，软件安装、设置简单，无需专业电脑知识。

8、终端查看方便快捷。可以通过手机、计算机等信息终端，实时掌握隧道内的环境信息，及时获取异常报警信息，并可以根据监测结果，远程控制相应设备，实现远程监控、节能降耗的目的。

[size=12.0000pt]五、设备配置

序号	设备名称	名称	说明
1	GNSS位移监测站	GNSS接收机	GNSS一体机，用于数据采集、上传
2		太阳能板	10W（可根据实际情况调整）
3		锂电池	10.4Ah（可根据实际情况调整）
4		充电控制器	太阳能充电管理，电池过充过放保护
5		防护箱	内置设备，并起到保护作用
6		安装支架	镀锌钢管，1.2米（可根据实际情况调整）
7		云平台	数据展示、导出、预警
8	气象站	空气温湿度	观测自然环境温湿度
9		风速风向	观测自然环境风速及风向
10		雨量	观测自然环境降雨量
11		总辐射	观测自然环境太阳辐射