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水库大坝安全自动化监测问题研究

作　者: 谷云静
导　师: 强明辉
学　校: 兰州理工大学
专　业: 电气工程
关键词: 大坝安全监测监测传感器数据采集系统多传感器数据融合南营水库大坝
分类号: TV698.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

拦河筑坝,兴修水库给人类带来了巨大的综合经济效益,同时在提高城市化水平、促进区域社会经济发展和生态环境建设方面也发挥了重要作用,然而一但大坝失事,将导致难以估量的灾难和损失。本着防震减灾、安全预警的目的本文论述了影响土石坝安全的因素,分析研究了土石坝安全监测系统的意义,对大坝安全监测的基本方法做了概述,并对大坝安全监测传感器进行了详细深入的分析。在本文中大坝自动化安全监测系统的设计采用分布式数据采集方式,它主要由三个部分构成:监测传感器、测控装置和监控主机。在这个系统中传感器主要安装在水库大坝的现场,用于实时监测水库的水位、大坝的渗流、应力、变形等的变化。测控装置主要是用来对所连接的各种传感器的输出信号的采集,并对信号进行处理和存储,而且由它实现与监控主机的链接通信等。在中央控制室的监控主机对测控装置上传的数据进行分析和处理,根据分析处理结果来评判大坝的运行状态。在以上的理论基础上,本文从工程应用的角度对甘肃省武威市的南营水库大坝的安全监测自动化系统进行了总体设计。大坝安全监测系统分布范围广,测控装置工作环境恶劣,易受多种干扰的影响,因此本文在数据采集系统的开发过程中,对系统可能受到的干扰和干扰的途径进行了分析,在装置的硬件和软件方面采取了防雷、抗干扰等多种有效措施,全面提高装置的可靠性和精确性。同时文章将数据融合算法应用到大坝安全监测系统中,通过算术平均值和分批估计的方法,对多个传感器的测量值进行融合,以防止节点失效和外界因素对测量结果带来的测量干扰。并在此基础上,文章对大坝安全监测系统监测到得数据进行了安全方面的分析,紧扣防震减灾、安全预警的主旨。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-9
第1章绪论  9-14
  1.1 水库大坝安全自动化监测的意义  9
  1.2 水库大坝安全监测研究的现状  9-12
    1.2.1 国内研究现状  9-10
    1.2.2 国外研究现状  10-12
  1.3 本文主要研究内容  12-14
第2章大坝安全监测系统整体构架  14-18
  2.1 系统特点  14
  2.2 系统设计原则  14-16
  2.3 系统简介  16-17
  2.4 本章小结  17-18
第3章大坝安全监测系统的结构研究  18-33
  3.1 大坝安全监测仪器及技术方法  18-29
    3.1.1 静力水准仪  18-21
    3.1.2 垂线坐标仪（引张线仪）  21-23
    3.1.3 差动电阻式传感器  23-25
    3.1.4 振弦式传感器  25-26
    3.1.5 压阻式水位传感器  26-29
  3.2 系统通信方式  29-30
  3.3 数据采集系统的设计  30-31
  3.4 数据采集系统抗干扰技术  31-32
    3.4.1 硬件抗干扰技术  31-32
    3.4.2 软件抗干扰技术  32
  3.5 本章小结  32-33
第4章多传感器数据融合在大坝中的应用  33-41
  4.1 数据融合技术简介  33-36
    4.1.1 数据融合概述  33
    4.1.2 数据融合技术作用  33-34
    4.1.3 数据融合系统边界和融合层次  34-36
  4.2 多传感器数据融合在数据处理中的应用  36-38
    4.2.1 多传感器数据融合原理  36-37
    4.2.2 数据融合特点  37-38
  4.3 多传感器数据融合技术在大坝监测中的研究  38-40
  4.4 本章小结  40-41
第5章南营水库大坝安全监测自动化系统的设计  41-54
  5.1 工程概况  41-42
  5.2 大坝安全监测的布点问题  42-44
  5.3 南营水库大坝安全监测系统设计  44-53
    5.3.1 监测仪器选型  44-47
    5.3.2 监测系统设计  47-48
    5.3.3 数据结果处理  48-51
    5.3.4 监测数据对大坝安全的指导  51-53
  5.4 本章小结  53-54
总结与展望  54-55
  一、结论  54
  二、展望  54-55
参考文献(References)  55-58
致谢  58-59
附录攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  59

水库大坝安全自动化监测问题研究

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