大壩表面位移自動化監(jiān)測系統(tǒng)設計

編寫單位：上海華測導航技術股份有限公司

編寫人員：馮昌瑩

編制單位：上海華測導航技術股份有限公司

編制日期：2019年6月

書目

第一章華測簡介..........................................4

1.1公司及系統(tǒng)集成事業(yè)部簡介...........................4

其次章水庫基礎資料.......................................5

2.1工程設計概況........................................5

2.2監(jiān)測內容............................................5

第三章華測自動化監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)勢及部分案例..................6

3.1華測自動化變形監(jiān)測優(yōu)勢.............................6

3.2部分案例介紹........................................8

3.3華測部分案例清單....................................9

第四章水庫在線監(jiān)測系統(tǒng)整體設計.........................12

4.1設計依據(jù)...........................................12

4.2系統(tǒng)建設整體目標及技術............................12

4.2.1系統(tǒng)功能目標.....................................12

4.2.2基本性能指標.....................................14

4.2.3監(jiān)測系統(tǒng)精度指標..................................14

4.2.4在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件.................................14

4.3系統(tǒng)主要監(jiān)測項.....................................15

4.4系統(tǒng)報警設計.......................................15

第五章水庫大壩自動化監(jiān)測系統(tǒng)具體設計....................16

5.1壩體地表變形位移測量設計..........................16

5.1.1監(jiān)測原理..........................................16

5.1.2總體設計..........................................17

5.1.3設備選型..........................................17

5.1.4數(shù)據(jù)通訊..........................................18

5.1.5防雷設計..........................................18

5.1.6施工安裝..........................................20

5.1.7GPS數(shù)據(jù)調試.....................................23

5.6配電系統(tǒng)設計........................................23

5.7監(jiān)控站設計..........................................24

5.7.1監(jiān)控室環(huán)境........................................24

5.7.2監(jiān)控中心平面布置圖...............................26

5.7.3監(jiān)控室設備配置....................................26

5.7.4監(jiān)控中心平臺軟件..................................30

5.8防盜設計............................................33

第六章售后服務..........................................35

6,1月艮務條例............................................35

附圖1：GPS觀測墩設計圖..................................40

附圖2：避雷網設計圖.....................................40

第一章華測簡介

1.1公司及系統(tǒng)集成事業(yè)部簡介

創(chuàng)建于2019年，總部設在上海。以GNSS核心技術研發(fā)為基礎，以

測量、平安、物聯(lián)網、云為應用方向的民營高科技企業(yè)，現(xiàn)有員工600

多人，遍布全國，擁有博士、碩士為主的100多人研發(fā)團隊。公司從

成立之初，就致力于GNSS核心技術的研發(fā)，立志成為GNSS研發(fā)和應用

的領先者及創(chuàng)建者。

銷售服務網絡（技術力氣）：

目前華測在全國有三十多個省級服務中心或代理機構

系統(tǒng)集成事業(yè)部

負責全國范圍內的形變監(jiān)測項目的營銷、施工建設和維護工作。成

立以來，經過調整改革已建立起完善的管理體系、考核體系、人才培

育機制。目前業(yè)務的主要方向為水利水電、地災監(jiān)測、礦山監(jiān)測、橋

梁監(jiān)測、車輛調度、鐵路監(jiān)測等。

部門成立于2019年,最先起先橋梁監(jiān)測一江蘇潤揚大橋，在0113

年行業(yè)漸漸擴充為水利水電、地災、礦山等行業(yè)，并在這些行業(yè)取得

了主要的市場份額。

部門現(xiàn)有100余人。技術人員50多人，遍布全國的辦事處服務

機構，供應優(yōu)質、牢靠的服務。

其次章水庫基礎資料

2.1工程設計概況

鵲山水庫位于濟南市天橋區(qū)黃河北岸濟南段北展區(qū)末端，占地7.4

平方公里，庫圍壩長11.6公里，總庫容量4600萬立方米，2019

年10月5日奠基。工程設計由大王廟引黃閘取水后經一號泵站提水

送入沉沙條渠，黃河水在條渠沉沙后，經地下輸水涵洞至2號泵站

提水或自流入庫。庫水經3號泵站提水，通過10余公里的內經1.8

米的輸水管道送至黃河南案的沙王莊水廠。該水廠日生產實力40萬

立方米，鵲山調蓄水庫蓄水，可保證在黃河斷水100天的狀況下不

間斷供水c

2.2監(jiān)測內容

鵲山水庫此次自動化監(jiān)測包含表面位移監(jiān)測。

傳輸方式：GPRS模塊傳輸。

監(jiān)測項儀器選型，布點方案

目

表面位運用華測X300M,1個參考站加12個監(jiān)測點，分布在壩體

移壩頂，間隔1公里

供電方式：太陽能。

第三章華測自動化監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)勢及部分案例

3.1華測自動化變形監(jiān)測優(yōu)勢

3.1.1豐富的項目閱歷

1、是目前涉及行業(yè)最多的企業(yè)。涉及領域包括水利水電、橋梁、

礦山、地質災難、城市沉降、氣象監(jiān)測、車輛調度、城市監(jiān)測平臺等。

2、項目過億。

3、是進入水利行業(yè)最早的GPS廠家。

4、現(xiàn)有項目實施人員50余人，可同時實施10個項目。

5、標準化的施工。極大的提高了施工的質量，縮短了施工周期。

6、多項專利技術及軟件著作權。

3.1.2敏捷的系統(tǒng)解決方案

1、集成各種傳感器：GPS、測斜儀、滲壓計、裂縫計、量水埋、

土壓力計、氣象儀等。

2、多種傳輸方式：光纖傳輸、無線網橋、GPRS。

3、多種供電方式：市電、太陽能供電、風光互補。

3.1.3專業(yè)的軟硬件設備

1、專'業(yè)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理軟件GPSensor,國內首創(chuàng)，運用Kalman

濾波三差解算法，顛覆了傳統(tǒng)的GPS解算方法，既滿意了實時、準實

時解算需求，有極大的提高了系統(tǒng)監(jiān)測精度。

2、國內首家手機監(jiān)測客戶端，做到實時查看數(shù)據(jù)。

3、報警形式多樣：聲光報警、短信報警、郵件報警。

4、專業(yè)GPS監(jiān)測接收機，針對變形監(jiān)測特點，在傳統(tǒng)接收機的基

礎上進行改進，能夠在各種環(huán)境條件下連續(xù)工作，內置2000伏光電

隔離，極大的提高了系統(tǒng)牢靠性。

5、傳感器針對本項目運用葛南國產品牌，在國內市場占據(jù)較大份

額，設備經受了多數(shù)次項目的考驗，經久耐用。

6、一體化機柜：串口服務器、GPS主機、避雷器、供電、傳輸一

體化。

3.1.4優(yōu)質的售后服務和技術支持

1、遍布全國的售后服務機構。30個售后服務機構，山東濟南有

辦事處機構

2、定期實時遠程監(jiān)測、模擬現(xiàn)場指導，剛好發(fā)覺問題，剛好解決

3、24小時全天候免費電話服務

4、48小時緊急事態(tài)現(xiàn)場服務

5、終身供應免費軟件升級服務

（具體售后服務方案請見第六章）

3.2部分案例介紹

3.2.1三亞大隆水庫自動化監(jiān)測系統(tǒng)介紹

大隆水庫位于三亞市西部的寧遠河中下游河段，是寧遠河流域規(guī)劃

開發(fā)的大二型水利工程，也是海南省南部水資源調配的重點工程。工

程以防洪、供水、澆灌為主，兼有發(fā)電效益。水庫設計總庫容4.68

億立方米，正常蓄水位70米，正常庫容3.93億立方米，防洪庫容

1.48億立方米，為多年調整水庫，于2019年8月全面竣工并交付運

用。

我公司于2019年對大隆水庫大壩實施］自動化監(jiān)測施工，大壩表

面位移監(jiān)測共設11個監(jiān)測點，2個基準站，平面布點圖如下：

孔隙壓力監(jiān)測點共布置4個，監(jiān)測貼坡排水體下游壩基孔隙壓力分布

狀況、壩基灌漿帷幕及混凝土防滲墻防滲效果，并及大壩表面變形監(jiān)

測成果相互印證，評價大壩平安狀態(tài)。縱斷面圖如下：

現(xiàn)場GPS觀測墩照片如下:

3.2.2拉西瓦水電站自動化監(jiān)測系統(tǒng)介紹

拉西瓦水電站位于青海省境內的黃河干流上，是黃河上游龍羊峽至

青銅峽河段規(guī)劃的其次座大型梯級電站

我公司于2019年對該水電站實施自動化監(jiān)測系統(tǒng)施工，本監(jiān)測區(qū)

共包括5個滑坡斷面，分別為2號梁、3號梁、4號梁、5號梁和雙

黃梁。目前整個果卜變形體共布置20個GPS自動化監(jiān)測點，每個梁

體分布四個監(jiān)測點，在后部山體布有2個GPS基站點。

本系統(tǒng)采納多項國內領先技術，在野外惡劣的自然環(huán)境條件下，系

統(tǒng)能夠24小時不間斷的采集和傳輸數(shù)據(jù)，GPS數(shù)據(jù)源牢靠，滿意監(jiān)

測部門各項技術要求和指標，為分析、解讀滑坡體變形趨勢，各級報

警供應了有效的數(shù)據(jù)依據(jù)。

GPS平面布置圖如下：

現(xiàn)場照片如下：

3.3華測部分案例清單

分類項目名稱地點實施時間

大隆水庫大壩海南三亞2019.8

丁家溝水庫大壩陜西

拉西瓦水電站青海2019.10

水利水電苗家壩水電站甘肅白龍江2019.9

卡拉水電站四川涼山州2019.8

福堂水電站成都2019.3

楞古水電站雅碧江2019.6

瑯珊山尾礦庫安徽滁州2019.5

尾礦庫

云浮硫鐵礦尾礦庫廣州云浮市2009.6

鑫茂尾礦庫攀枝花2019.11

鈕凌尾礦庫攀枝花2019.6

河南嵩縣尾礦庫河南嵩縣2019.4

龍門尾礦庫欒川2019.3

七里坪尾礦庫洛寧2019.6

盧氏尾礦庫河南2019.4

科銘尾礦庫河南2019.5

天水尾礦庫丹東測控2019.4

懷來宏達尾礦庫河北張家口2019.6

內蒙宏大尾礦庫內蒙赤峰2019.8

夾皮溝尾礦庫吉林市樺甸2019.9

唐山首鋼尾礦庫唐山2019.6

歪頭山尾礦庫丹東測控2019.4

甘肅舟曲地災甘肅舟曲2019.6

新昌地災浙江省紹興2019.4

群歸地災湖北宜昌2019.9

地災

馬大嶺地災貴州都勻市2019.3

奉節(jié)地災重慶2019.4

籍塘地災重慶2019.6

東海大橋上海2019.5

橋梁閔浦大橋上海2019.7

閔浦二橋上海2019.9

長江隧橋上海2019.8

南京長江四橋江蘇南京2019.3

寧波五路四橋浙江寧波2019.6

銅陵長江大橋安徽銅陵2019.4

青島海灣大橋山東青島2019.7

滬蓉西高速馬路湖北2019.8

潤揚大橋江蘇鎮(zhèn)江揚州2019.9

姚孟電廠灰場河南平頂山2019.8

豐鶴電廠灰?guī)毂O(jiān)測河南鶴壁2019.6

西郝莊沉降監(jiān)測河北邢臺2019.4

雙鴨山鐵礦采空區(qū)沉降監(jiān)測雙鴨山2019.6

德興煤礦采空區(qū)沉降監(jiān)測貴州大方2019.7

采空區(qū)，排土場

小龍?zhí)杜磐翀鲈颇霞t河州2019.4

達連河排土場哈爾濱2019.5

鄂爾多斯準格

黑岱溝排土場2019.8

爾旗

大唐排土場錫林浩特2019.9

金源項目洛陽市嵩縣2019.4

六大系統(tǒng)吉林省延邊朝

海溝項目2019.6

鮮族自治州

第四章水庫在線監(jiān)測系統(tǒng)整體設計

4.1設計依據(jù)

(1)《土石壩平安監(jiān)測技術規(guī)范》SL551-2019；

(2)《大壩平安自動監(jiān)測系統(tǒng)設備基本技術條件》SL268-2019；

(3)《平原水庫工程設計規(guī)范》DB37/1342-2009,山東省地方標準；

(4)《水利水電工程測量規(guī)范》(SL197-97)；

(5)《國家一、二等水準測量規(guī)范》(GB12897-91)；

(6)《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》GB/T18314-2009；

(7)大壩平安監(jiān)測儀器安裝標準SL531-2019(中華人民共和國水利

行業(yè)標準);

(8)《水利水電工程鉆探規(guī)程》SL291-2019；

(9)《通信局站雷電過電壓愛護工程設計規(guī)范》YD/T5098-2019；

(10)《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2019；

(11)《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》GB50343-2019；

(12)《建筑物電氣裝置過電壓愛護電器》GB16895.22-2019；

(13)《電子計算機房設計規(guī)范》(GB50174-2019)；

4.2系統(tǒng)建設整體目標及技術

4.2.1系統(tǒng)功能目標

＞自動化監(jiān)控功能

系統(tǒng)能夠實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集、傳輸、存儲、處理分析及

綜合預警，并具備在各種氣候條件下實現(xiàn)適時監(jiān)測的實力。

＞遠程在線查看功能

企業(yè)各級水庫平安管理職能部門可以通過網絡實現(xiàn)對水庫各

項在線監(jiān)測參數(shù)的查看；

＞在線分析功能

平安監(jiān)測管理分析模塊應具備基礎資料管理、各項監(jiān)測內容

適時顯示發(fā)布、圖形報表制作、數(shù)據(jù)分析、綜合預警等功能。其

中數(shù)據(jù)分析部分應包括各項監(jiān)測內容趨勢分析、綜合過程線分析

等內容。

＞預報警功能

通過軟件對監(jiān)測參數(shù)的實時在線分析，一旦監(jiān)控參數(shù)超限，

系統(tǒng)能夠進行聲光報警、短信報警、郵件報警。提示相關人員實

行措施，預防潰壩事故發(fā)生。

＞權限管理功能

依據(jù)各級權限，各級監(jiān)管部門可以不受時間和地點限制，只

要登陸網絡，即可實現(xiàn)對水庫的遠程督導和檢查。

＞應急救援保障功能

通過水庫基礎資料、應急預案、現(xiàn)場視頻，為應急救援指揮

供應技術保障。

＞系統(tǒng)具有擴展功能

系統(tǒng)在硬件配置及軟件設計時應充分考慮隨著積累壩的增高,

增加監(jiān)測點后傳感器的接入

4.2.2基本性能指標

＞巡測采樣時間小于10分鐘，可以由用戶人為設定；

＞測量周期為10分鐘~30天，可調；

＞監(jiān)控中心環(huán)境溫度保持在20°130。C,濕度保持不大于85%；

＞系統(tǒng)工作電玉為220(l±10%)V；

＞系統(tǒng)故障率不大于5%；

＞防雷電感應不小于2000V；

＞采集裝置測量范圍滿意被測對象有效工作范圍的要求；

＞數(shù)據(jù)采集裝置，能適應應答式和自報式兩種方式，按設定的方

式自動進行定時測量，接收吩咐進行選點、巡回檢測及定時檢

測；

＞計算機系統(tǒng),及數(shù)據(jù)采集裝置連接在一起的監(jiān)控主機和監(jiān)測中

心的管理計算機配置應滿意在線監(jiān)測系統(tǒng)的要求，并應配置必

要的外部設備；

＞數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)采集裝置和監(jiān)控主機之間可采納有線網絡通訊,

水庫平安監(jiān)測站或網絡工作組應依據(jù)要求供應網絡通信接口。

4.2.3監(jiān)測系統(tǒng)精度指標

＞表面位移：水平位移2-3mm,垂直誤差3-5mm；

4.2.4在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件

水庫監(jiān)測監(jiān)控立臺軟件具備專業(yè)性和集成性、GPS數(shù)據(jù)、以及傳

感器數(shù)據(jù)監(jiān)測預警功能在同一系統(tǒng)內實現(xiàn)。

4.3系統(tǒng)主要監(jiān)測項

本監(jiān)測項包括：

＞表面位移監(jiān)測：壩體表面位移；

4.4系統(tǒng)報警設計

(1)設計思路

通過軟件對監(jiān)測參數(shù)的定量分析，當監(jiān)測參數(shù)超限時系統(tǒng)會自動

報警，提示相關人員實行措施，避開平安態(tài)接著向危急狀態(tài)演化，從

而達到消退事故隱患的目的。

報警系統(tǒng)按三級報警狀態(tài)設計。

報警級

報警告知部門和人員告警方式備注

別

1級報庫區(qū)值班室值班人員、安手機短信、郵可以結合本水

警環(huán)部主管件、聲音報警庫管理局平安

庫區(qū)值班室值班人員、安管理組織體系，

2級報手機短信、郵

環(huán)部主管、企業(yè)主管副通過軟件預設

警件

總、總工、總經理系統(tǒng)告警人員，

庫區(qū)值班室值班人員、安按軟件提示，錄

3級報手機短信、郵

環(huán)部主管、企業(yè)主管副入告警人員的

警件

總、總工、總經理、政府部門、職務、姓

主管部門監(jiān)管人員名、郵箱、手機

號碼即可。

表4T報警級別分類表

報警閥值設定需依據(jù)監(jiān)測變形量及業(yè)主、設計單位多方商談確定。

第五章水庫大壩自動化監(jiān)測系統(tǒng)具體設計

本次自動化平安監(jiān)測系統(tǒng)具備如下監(jiān)測手段：

D壩體表面位移監(jiān)測；

5.1壩體地表變形位移測量設計

5.1.1監(jiān)測原理

監(jiān)測原理

本系統(tǒng)采納GPS自動化監(jiān)測方式對壩體表面位移進行實時自動化

監(jiān)測，其工作原理為：各GPS監(jiān)測點及參考點接收機實時接收GPS

信號，并通過數(shù)據(jù)通訊網絡實時發(fā)送到限制中心，限制中心服務器

GPS數(shù)據(jù)處理軟件GPSensor實時差分解算出各監(jiān)測點三維坐標，數(shù)

據(jù)分析軟件獲得各監(jiān)測點實時三維坐標，并及初始坐標進行對比而獲

得該監(jiān)測點改變量，同時分析軟件依據(jù)事先設定的預警值而進行報警。

GPS表面位移監(jiān)測的誤差水平為±2mm,高程方向為±3澗。

注：GPS表面位移點均可以和當?shù)氐淖鴺讼颠M行聯(lián)測，全部監(jiān)測

點的坐標均可以轉換為當?shù)刈鴺恕?/p>

5.1.2總體設計

監(jiān)測項目儀器選型，布點方案

表面位移運用華測X300M,1個參考站加12

個監(jiān)測點，分布在壩體壩頂，間

隔1公里

5.1.3設備選型

依據(jù)系統(tǒng)的實際狀況及所要達到的技術指標，并參照《全球定位

導航系統(tǒng)測量規(guī)范》，水庫壩體表面位移監(jiān)測系統(tǒng)選擇華測X300M監(jiān)

測專用接收機和配套天線罩。

1)X300M接收機

X300MGPS是一款技術先進、簡潔易用、性價比高的監(jiān)測專業(yè)接

收機,其堅實的外型結構和通用的技術性能適合在任何狀況下長時間

連續(xù)工作。X300M及大地測量型天線設備集成在一起，并協(xié)作核心解

算軟件，能夠最大限度地滿意水庫大壩、滑坡體、尾礦壩、沉降等變

形監(jiān)測的須要。

圖5-1X300MGNSS接收機

主要特點：

?各外置端口采納2000伏光電隔離

?水平精度2mm+lppm

?垂直精度3mm+1ppm

?牢靠性＞99.9%

?遠程限制

?內置UPS服務器實現(xiàn)斷電愛護功能

?接口防雷設計，整機工業(yè)級標準

2)GPS天線罩

GPS大線罩針對GPS工作頻段(1575±25MHz)采納華測定制產品。

圖5-2華測GPS天線罩

產品特性：

?防酸、防鹽霧、防紫外線、耐沖擊

?防腐，抗老化性能佳,壽命長

?電絕緣性佳，透波性強，達到99%以上

?在高溫，低寒等惡劣環(huán)境中運用性能更加突出

5.1.4數(shù)據(jù)通訊

GPS設備輸入輸出數(shù)據(jù)均為數(shù)字信號，由GPRS模塊傳輸至值班室

監(jiān)控中心服務器，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠桨残院屠慰啃浴?/p>

圖5-3表面位移GPS監(jiān)測拓撲圖

5.1.5防雷設計

壩體表面位移監(jiān)測系統(tǒng)采納避雷針進行直擊雷防護，運用單項電

源避雷器、通訊電纜防雷器實現(xiàn)對感應雷的防護。

(I)干脆雷電防護

具體避雷方式要求避雷針及被愛護物體橫向距離不小于3m,避雷

針高度依據(jù)“滾球法”確定，粗略計算即可。

圖5-4直擊雷預防示意圖

避雷針選用四川中光ZGZ-200-2.1型號避雷針：

圖5-5避雷針

技術參數(shù)

■雷電通流容量kA：200

■電阻Q：W1

■[Hi度2.1

■質量kg：4.8

■最大抗風強度m/s：40

■安裝尺寸mm：”70±0.26

(2)感應雷電防護

1)電源防雷愛護

采納金屬機柜屏蔽感應雷，電源部分加裝防雷插座和單項電

源避雷器。

圖5-6單項電源避雷器

2)通訊線路防雷愛護

在通信線路兩端分別加裝防雷器，一端靠近傳感器，避開由于感

應雷造成的電流對傳感器的損害；另一個防雷器盡量靠近數(shù)據(jù)處理設

備。

避雷器的接地端及避雷網連接，連接處采納涂抹防銹漆等手段保

證導電，接地電阻不大于4歐姆。

避雷器存在肯定的插入損耗，對于數(shù)據(jù)信號的強度造成了肯定的

影響，我們依據(jù)實際狀況增加信號放大器等相關設備。

圖5-7通訊線路防雷器

（3）接地網

地網的建設選用4根50X50X5mm熱鍍鋅角鋼為垂直地極L=2.5

米，以40X4mm熱鍍鋅扁鋼互連，地極埋地深度＞0.7米。避雷針基

座為500X500X60inm鋼筋混凝土，由地網引兩根40X4mm熱鍍鋅扁

鋼及基座連接（連接處必需為焊接）。接地電阻小于10歐姆。

5.1.6施工安裝

1.在選定地址開挖到凍土層（依據(jù)當?shù)貭顩r確定）以下，具體施

工嚴格依據(jù)圖紙（見附圖2GPS觀測墩設計圖紙）和規(guī)范要求施工。

1）觀測墩采納現(xiàn)澆混凝土加300mm高強度PVC套管施工工藝,混

凝土強度等級C30o主筋最小險愛護層厚度為30mmo攪拌現(xiàn)場必需配

有合格的稱量器具,嚴格依據(jù)設計協(xié)作比下料。

2）水泥要求：一般硅酸鹽水泥，強度等級P.O42.5；5?40nlm

級配良好的石子，中砂，水須采納飲用水。依據(jù)施工狀況混凝土需加

拌外加劑如：早強劑、防凍劑、引氣劑等，質量必需合格，不得運用

含氯鹽的外加劑。

3）考慮到耐久性要求，混凝土按C30強度設計，依據(jù)以往施工閱

歷，舉薦以下協(xié)作比:

石子（最大粒徑

材料名稱水水泥中砂

40mm）

單位kgKgkgkg

用量1803006001226

3

單位m3m3mm3

用量0.180.300.440.82

表5-1每立方米混凝土材料參考用量表

圖5-8觀測墩施工示意圖

注：上述協(xié)作比是依據(jù)以往施工閱歷編寫的，僅供參考工如手邊

有質監(jiān)部門供應的C30混凝土協(xié)作比，可以采納。

4）拆模時間可依據(jù)氣溫柔外加劑性能確定，一般條件下，平均

氣溫在0℃以上時，拆模時間不得少于12h。

2.鋼筋的加工、連接及安裝應依據(jù)《混凝土結構工程施工質量驗

收規(guī)范》標準進行施工;

1）底座框架的尺寸為：高0.5山，1.2”見方的長方體，底座鋼筋

籠為兩層結構，間距為為30cm。鋼筋尺寸為國標12#螺紋鋼。

2）立柱鋼筋結構為四根豎筋，利用圓鋼進行捆綁。捆綁箍間距為

30cm。其中豎筋為國標12#螺紋鋼，箍筋為國標8#圓鋼。鋼筋的長度

依據(jù)圓柱高度現(xiàn)場確定。

3）澆筑前要在鋼筋籠內合適的位置預埋直徑小小于25mm的PVC

管，用于后期布設GPS天線電線。

4）立柱澆筑結束時要安裝強制對中標記，并嚴格整平；立柱處表

要保持清潔，并且預埋PVC管要貫穿。

5）立柱澆筑一周時間凝固后，進行GPS和機柜的安裝。為了防雨

淋、日曬，防風，延長天線運用壽命，雙頻天線的愛護罩采納華測生

產的全封閉式GPS專用天線罩,天線罩還有防盜、透過率高等優(yōu)勢。

6）觀測墩頂部裝強制對中器，頂端加工有5/8英制螺旋以固定

GPS天線，天線柱下端通過螺栓及GPS天線底座堅固連接，GPS天線

底座要確保整個天線安裝裝置及觀測墩形成一個整體。安裝時，考慮

天線對空通視的要求、天線安放穩(wěn)定性、天線維護便利性、外觀美觀

性等因素。同時觀測墩中心預留走線孔。

7）在機柜中，按數(shù)據(jù)傳輸路徑，分別安裝天線轉換器、GPS接收

機、串口服務器等。供電電源一并引入機柜，并且強電弱電隔離布線，

整齊美觀，便于維護。機柜下端預留通線孔，供電源數(shù)據(jù)線的接入。

機柜距離地面宜230cm。固定螺釘應擰緊，不得產生松動現(xiàn)象。外加

防護警告裝置，避開非工作人員破壞。

圖5-9設備安裝示意圖

圖5-10監(jiān)測站設備安裝

5.1.7GPS數(shù)據(jù)調試

選取點位穩(wěn)定、交通便利的3?5個I級GPS基準點及全國3?5

個GPS衛(wèi)星跟蹤站進行了聯(lián)測，并獲得在國際地球參考框架ITRF坐

標系中的空間直角坐標（X、Y、Z）及在WCS-84橢球上的（B、L、H）

坐標）。采集的I級基準點觀測數(shù)據(jù)用TGS的精密星歷和專業(yè)的GPS

后處理軟件進行基線向量解算，并采納GPS-NET軟件進行網平差，求

得基準點的坐標成果。

GPS監(jiān)測軟件系統(tǒng)總體分為數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)傳輸及儲存模塊、

數(shù)據(jù)分析模塊，是GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)的核心組成部分，相互獨立又

緊密關聯(lián)及協(xié)作,而且全部操作均可提前設定后交由GPS接收機獨立

測量并記錄觀測數(shù)據(jù)。

監(jiān)測原始觀測數(shù)據(jù)進入處理服務器后，數(shù)據(jù)處理軟件（GPSenscr）

完成自動解算、平差等工作，數(shù)據(jù)分析和顯示功能實現(xiàn)監(jiān)測變形統(tǒng)計,

并對數(shù)據(jù)進行評估和預警。數(shù)據(jù)處理完成的同時將原始數(shù)據(jù)和解算結

果存儲到數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)分析得到的預警信息、以剛好間信息、儀器狀

態(tài)等存儲到數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫也為分析模塊供應歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)等信息供

調用。

5.6配電系統(tǒng)設計

各監(jiān)測設備統(tǒng)一采納太陽能供電，配備100W太陽能板、100AH蓄

電池

各監(jiān)測設備供電走線方式盡量利用現(xiàn)有資源，各設備的電源部分

還須要加裝空氣開關。

限制室采納UPS不間斷電源供電，同時能夠供應子系統(tǒng)在突然斷

電時運用幾個小時。

圖5-22系統(tǒng)供電示意圖

5.7監(jiān)控站設計

限制中心機房安裝在庫區(qū)值班室內。

中心機房建設依據(jù)國家相關規(guī)范設計施工。主要設備有電視大屏、

監(jiān)測結果顯示終端、服務器群、網絡設備、UPS電源、軟件管理平臺、

報警裝置、防雷接地系統(tǒng)及協(xié)助設備等。

中心平臺對各系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)、預靜信息、處理結果等自動存

儲備份。

中心機房環(huán)境溫度保持在20℃?30℃,濕度保持不大于85%。系統(tǒng)

工作電壓為220(l±10%)V。

5.7.1監(jiān)控室環(huán)境

(1)機房供配電、UPS系統(tǒng)及照明系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要包括：UPS及供電系統(tǒng)、設備供電插座、協(xié)助電源插

座、市電照明。

機房配電系統(tǒng)采納50Hz、220/380V電源，采納放射式和樹干式相

結合的方式。機房市電電源從大樓配電房經電纜井引入，選用阻燃電

纜，電纜截面70mm2。機房采納三相五線制TN-S供電系統(tǒng)，電壓為

380/220V,單相負荷勻稱安排在三相線路上。

①UPS供電

UPS供電系統(tǒng)是保障機房設備365X24小時“全大候”穩(wěn)定、牢

靠、平安運行的關鋌因素之一，依據(jù)機房實際用電量并保證適當冗余,

建議采納6KWUPS,保證良好接地。

②機房照明

機房內的照明應分工作照明和事故照明兩類，工作照明接入配電

柜，事故照明接入UPS。機房內照明裝置宜采納無眩光燈盤，照光明

度應大于400Lux,事故照光明度應大于60Lux。

③機房內的插座

機房內的插座應分三種，分別是：不間斷電源(UPS)供電的計算機

主機專用防水插座，不間斷電源(UPS)供電的設備用三孔標準插座，

市電干脆供電的設備用五孔標準插座。插座品牌要采納國內外名優(yōu)產

品。

(2)綜合布線系統(tǒng)

整個綜合布線系統(tǒng)全部采納六類UTP右線系統(tǒng)，線纜、模塊、線

架、跳線均要求運用同一品牌產品。線纜均有鍍鋅金屬槽、管、盒愛

護。

(3)機房接地防雷系統(tǒng)

完備系統(tǒng)防雷方案包括外部防雷和內部防雷兩個方面:

外部防雷包括避雷針、避雷帶、引下線、接地極等，其主要的功

能是為了確保建筑物本體免受直擊雷的侵襲，將可能擊中建筑物的雷

電通過避雷針、避雷帶、引下線等，泄放入大地。

內部防雷系統(tǒng)是為愛護建筑物內部的設備以及人員的平安而設置

的。在須要愛護設備的前端安裝合適的避雷器，使設備、線路及大地

形成一個有條件的等電位體。將可能進入的雷電流阻攔在外，將因雷

擊而使內部設施所感應到的雷電流得以平安泄放入地,確保后接設備

的平安。

按國家建筑物防雷設計規(guī)范，本設計對機房電氣電子設備的外殼、

金屬件等實行等電位連接,并在低壓配電電源電纜進線輸入端加裝電

源防雷器，防雷接地電阻要求小于10Q。

5.7.2監(jiān)控中心平面布置圖

圖5-23監(jiān)控中心平面布置圖

5.7.3監(jiān)控室設備配置

7系統(tǒng)限制中心設備清單

數(shù)

據(jù)

7.1處DELLPowerEdgeR210臺1

理

分

析

服

務

器

現(xiàn)

場

操

作

7.2DELLPowerEdgeT110臺1

終

端

電

腦

顯RadioShackLED60英寸臺1RadioShack

7.3

示DELL顯示器17英寸臺1電腦顯示器

操

7.4作平臺式個1

分

交

7.5換MOXAEDS-205A個1

機

短響應時間

7.6CM3160P個1

信小于10ms

模

塊

DC:12-24V

聲

聲音分貝：

光

最大90DB

報Qlight

發(fā)光閃個1

警ST56EL-ENTB-1-DC12V-R

耀:60-80

模

分鐘可調

塊

整

UPSC6KS主機1

備臺，100AH

7.7用山特C6KS套1電池16只，

電電池箱16

源只裝1只

額定電壓：

漏

220V,50HZ

電

額定電流：

7.8愛施耐德個1

80A

護

分斷時間：

器

WO.2s

打

7.9HPMl136臺1惠普

印

機

防

7.10火套1

墻

2M

專

條/

7.11線1

年

租

賃

殺

毒

7.12套1

軟

件

數(shù)

據(jù)

7.13庫SQLSERVER2019套1

軟

件

操

作

7.14Windows2019,Server套1

系

統(tǒng)

軟

件

5.7.4監(jiān)控中心平臺軟件

（1）軟件流程

圖5-24軟件設計流程

數(shù)據(jù)采集軟件將傳感器采集數(shù)據(jù)接收并保存至數(shù)據(jù)庫，同時將設

計的報警限制也保存在數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)分析軟件即可實時比較最新的實

時數(shù)據(jù)和限制的關系，假如超限隨即動身聲光報警器、短信報警模塊、

網絡報警功能實現(xiàn)多種方式同時報警。

（2）配套軟件功能介紹

水庫在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件部分包括各傳感器數(shù)據(jù)采集及處理軟件、

現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析軟件、在線發(fā)布平臺軟件。

1）采集及數(shù)據(jù)處理軟件

采集軟件

本軟件支持GPS、測斜儀、浸潤線等監(jiān)測設備監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集及

數(shù)據(jù)的上傳，同時可以遠程限制各監(jiān)測設備，支持串口、TCP/IP等

協(xié)議。

圖5-25數(shù)據(jù)采集軟件

GPS原始數(shù)據(jù)自動處理軟件

數(shù)據(jù)接收處理是水庫GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)的核心組成部分,“數(shù)據(jù)

處理”結果精度的凹凸關系到我們對壩體穩(wěn)定性的推斷、分析以及影

響管理人員的決策。包括GPS、浸潤線、干灘等各個傳感器的采集和

接收。GPSensor軟件是我們GPS的核心軟件，其他均有獨立的采集

軟件進行數(shù)據(jù)采集，GPSensor軟件的具體功能如下：

■Windows95/NT32bit結構；

■多線程，多任務設計；

■先進的GPS數(shù)據(jù)算法：具有0TF解算、卡爾曼濾波、三差解算

等，同時支持實時、后處理解算，解算精度可達2?3mm；

■圖形用戶界面，實時顯示基準站、監(jiān)測站的工作狀態(tài)；

■具有防死機功能，一旦某個監(jiān)測站出現(xiàn)死機現(xiàn)象，軟件立刻會

通過數(shù)據(jù)信號觸發(fā)的方式實現(xiàn)接收機自動重啟；

■支持遠程限制功能，軟件可自動向GPS接收機發(fā)送用戶更改參

數(shù)的吩咐（如采樣間隔、高度截止角等）；

■兼容多個品牌的接收機，如Trimble>Leica、Topocon

Magellan等,同時也支持“一機多天線”技術;

■軟件自動保存解算數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫，同時自動保存GPS原始數(shù)據(jù)

到本地磁盤：

■支持有線、無線多種通訊方式等功能；

■供應接口源代碼，支持用戶二次開發(fā)。

圖5-26GPSensor軟件界面圖

2）現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析軟件

本軟件系統(tǒng)為單擊版尾礦監(jiān)測數(shù)據(jù)分析軟件,其功能為壩體位移、

浸潤線、庫水位等監(jiān)測模塊分析，自動異樣報警、自動生成報表等功

能。

實時顯示壩體表面位移監(jiān)測數(shù)據(jù)并進行趨勢線繪制；

實時顯示壩體降雨量監(jiān)測數(shù)據(jù)，支持歷史查詢和按日、月分類統(tǒng)計

功能。

3）在線發(fā)布平臺軟件

本軟件系統(tǒng)為B/S及C/S混合架構,其功能為水庫壩體位移監(jiān)

測手段在線分析、發(fā)布等，具體功能如下:

用戶管理及登錄

圖5-27用戶登錄界面

授權用戶需通過IE閱讀器輸入本水庫在線發(fā)布軟件服務器的IP

地址或者域名即可彈出如上對話框，然后輸入所授權的用戶名及密碼

即可登錄發(fā)布軟件平臺，查看各監(jiān)測手段監(jiān)測狀況，若為管理員權限

可對各監(jiān)測設備參數(shù)進行修改。

參數(shù)配置

參數(shù)配置功能主要分為系統(tǒng)用戶的權限設置、報警參數(shù)及人員設

置及監(jiān)測項目配置等功能。

分級報警參數(shù)設置；

報警人員設置，支持對相應的分級報警級別進行人員設置；

在線發(fā)布

在線發(fā)布功能為對各監(jiān)測設備實時監(jiān)測數(shù)據(jù)通過IE閱讀的方式

實時顯示，對各級監(jiān)管人員授予監(jiān)管權限，只要可以上網，隨時隨地

都可以查看水庫監(jiān)測狀況，從而駕馭水庫的運行狀況

圖5-28軟件主界面

圖5-29表面位移監(jiān)測界面

5.8防盜設計

1、GPS天線在觀測墩頂部，有天線罩愛護。

2、易被破壞的部分主要是機柜，為了防止機柜被破壞，除了外部上

鎖之外，掛鎖外面加愛護罩，愛護罩運用2-3毫米厚鋼板設計，愛護

罩運用4個螺絲固定在機柜上。人為很難損壞機柜。

第六章售后服務

6.1服務條例

1.系統(tǒng)的軟件開發(fā)、安裝、調試及培訓

本系統(tǒng)勝利安裝后，我方為甲方指定的最終客戶運用人員供應培

訓。培訓的內容包括本項目中軟件及硬件的全部功能，采納專人講解、

實際操作和現(xiàn)場進行問題解答的指導方式。

2.免費保修承諾

系統(tǒng)整體質保為一年

質保期內，非因用戶人為緣由造成的產品故障，公司免費供應修

理服務，并在修理期間向用戶免費供應備用產品，以確保不延誤用戶

生產和管理工作。如在質保期內，產品多次發(fā)生故障，合計修理時間

（不包括在途時間）超過15天，公司將為用戶更換同型號產品。

維護期內，公司供應免費的遠程跟蹤服務，定期到現(xiàn)場回訪。

3.軟件免費升級承諾

用戶享有終生免費軟件升級權利，軟件升級指廠方為改進和完善

產品的系統(tǒng)和操作而進行的版本升級。

4.技術培訓承諾

供應相應的免費技術培訓，為選購人培訓相關技術人員，保證

操作者完全熟識儀器的全部功能，并供應設備原版的修理手冊。操作

及維護培訓的主要內容為設備的基本結構、性能、主