水電站大壩安全在線智能監(jiān)控平臺目錄TOC\o"1-3"\h\u2645水電站大壩安全在線智能監(jiān)控平臺 130062一、項目概述 325960（一）企業(yè)簡介 37197（二）項目背景 321698（三）項目建設情況 4634二、應用場景及建設方案 426763（一）場景描述 517950（二）技術架構 596661.大壩安全在線監(jiān)控設計方案 5262852.平臺的設計方案 627029（三）建設方案 782741.水電站大壩安全在線智能監(jiān)控平臺建設目標為： 7195672.建設方案 7274042.平臺建設方案 1010890三、項目效果 1419837（一）項目效益 1426124（二）推廣前景 1426395四、下一步計劃 15一、項目概述（一）企業(yè)簡介水電站大壩安全在線智能監(jiān)控平臺集中了大壩監(jiān)測自動化系統(tǒng)、水情系統(tǒng)等各類大壩安全相關系統(tǒng)，匯集了與大壩安全相關的各類工程信息和管理信息，構建通過了系統(tǒng)整合、數(shù)據(jù)集中的企業(yè)級大壩安全平臺。通過業(yè)務量化、統(tǒng)一平臺、集成集中、智能協(xié)同，將電廠大壩安全工作行為數(shù)字化，實現(xiàn)各種生產要素優(yōu)化整合，基于大數(shù)據(jù)和智能分析技術構建信息決策“大腦”，實時診斷和監(jiān)控大壩安全，動態(tài)感知和洞察大壩安全管理行為，為大壩“信息采集自動化、數(shù)據(jù)分析智能化、在線監(jiān)控智慧化、成果展示可視化”提供平臺支撐。（二）項目背景大壩安全管理是一項綜合性極強的工作，需要掌握各類相關信息供決策支持。涉及大壩安全的信息包括水情信息、監(jiān)測信息、巡視檢查信息、缺陷隱患處置信息、注冊定檢等政府監(jiān)管信息、相關專題報告等。目前，這些信息或未實現(xiàn)數(shù)字化或分散在監(jiān)測自動化系統(tǒng)、巡檢系統(tǒng)、水情系統(tǒng)、缺陷管理系統(tǒng)等相關系統(tǒng)，存在獲取全面信息效率低下、各類信息不能共享協(xié)同、數(shù)據(jù)聯(lián)動和深度挖掘，信息不能及時展示，無法及時綜合分析等問題，導致管理大壩往往只能依靠個人經(jīng)驗和能力，無法借助平臺實現(xiàn)多源信息的積累、綜合、抽象和提煉，也就無法獲得信息支撐和決策支持，給大壩安全管理提升帶來很大的困難。迫切需要建立一個大壩安全信息集中平臺，打通各類相關系統(tǒng)，實現(xiàn)大壩安全的信息集成集中，提升大壩安全管理的質量和效率。2015年4月頒布施行的《水電站大壩運行安全監(jiān)督管理規(guī)定》（國家發(fā)改委第23號令），第二章第八條規(guī)定：對壩高一百米以上的大壩、庫容一億立方米以上的大壩和病險壩，電力企業(yè)應當建立大壩安全在線監(jiān)控系統(tǒng)，并且接受能源局大壩中心的監(jiān)督。2021年12月國家能源局印發(fā)《電力安全生產“十四五”行動計劃》，其中重點行動章節(jié)（七）：加強水電站大壩安全管理專項行動中要求推進大壩安全在線監(jiān)控系統(tǒng)建設。按照《水電站大壩運行安全監(jiān)督管理規(guī)定》要求，加快推進壩高100米以上、庫容1億立方米以上的大壩和病險壩建設大壩安全在線監(jiān)控系統(tǒng)。（三）項目建設情況目前大壩安全在線監(jiān)控系統(tǒng)在調研階段，計劃2024年底之前建成投產，計劃建設周期1年，預計投資150萬元。二、應用場景及建設方案（一）場景描述大壩安全在線監(jiān)控系統(tǒng)項目分為在線監(jiān)控設計報告和在線監(jiān)控平臺產品。在線監(jiān)控設計報告（專業(yè)）主要是根據(jù)大壩的結構特點、安全隱患和薄弱部位，開展監(jiān)控內容、監(jiān)控方法的設計，以及在線監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設計。在線監(jiān)控平臺產品（軟件）主要是產品開發(fā)和實現(xiàn)，一般來說，應至少包括：監(jiān)測管理、巡檢管理、在線監(jiān)控、報告整編等模塊。（二）技術架構本項目方案設計應包括以下兩部分內容：1.大壩安全在線監(jiān)控設計方案（1）監(jiān)測管理監(jiān)測管理包括：監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性識別技術和監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)在線診斷技術。具體包括：①監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性識別技術。根據(jù)不同的物理性態(tài)規(guī)律特點（周期性、趨勢性、階躍）研究監(jiān)測值有效性識別技術。在常規(guī)的誤差識別技術適用性研究的基礎上，重點采用基于鄰近度法、奇異譜法等精確性更高的有效性識別技術，并能根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)特性智能匹配合適的識別技術。②監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)在線診斷技術。構建監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)在線診斷的規(guī)則體系，制訂相關評判規(guī)則，并將規(guī)則程序化。制訂的診斷規(guī)則包括：監(jiān)測系統(tǒng)是否完備性要求，即是否覆蓋了本工程應關注的部位和項目、相應監(jiān)測項目和測點是否在測、歷史的和當前的監(jiān)測數(shù)據(jù)是否有效、監(jiān)測系統(tǒng)是否存在系統(tǒng)性的問題等。（2）安全評判模擬工程師評價大壩安全，分別提出大壩的“多信息、多指標、多層次”的多源信息融合結構安全綜合評判方法，實現(xiàn)大壩結構安全評判由單一監(jiān)測信息向安全監(jiān)測、巡視檢查、結構計算等多源信息融合的重要轉變，提高大壩運行安全性評判的科學性與準確性。研究內容包括：①研究大壩的在線大壩安全智能評判的模型。根據(jù)大壩的結構特點和薄弱環(huán)節(jié)，建立包含評判對象層、項目層、指標層、信息層、方法層、結論層等多層次、多維度的大壩安全評判和預測模型。②研究在線安全評判信息融合方法。大壩安全結構評判需要的信息包括：監(jiān)測信息、巡查信息、水情信息、荷載信息及其它工程信息。需要尋求一種方法能融合不同來源、不同模式、不同表示形式的信息，模擬工程師評價大壩安全，以實現(xiàn)結構安全評判的目標。其評判推理過程和結果應能符合《水電站大壩運行安全評價導則》（DL/T5313-2014）的要求。2.平臺的設計方案通過信息融合和數(shù)據(jù)挖掘技術，開發(fā)具備監(jiān)測管理、巡檢管理、在線監(jiān)控和報告整編的大壩安全智能監(jiān)控平臺。應滿足本招標文件要求的詳盡的應用功能解決方案，包括在線監(jiān)控系統(tǒng)的分層組成以及各層的功能，以及系統(tǒng)的性能要求。相關功能和性能要求應能符合國家能源局頒布的《水電站大壩運行安全監(jiān)督管理規(guī)定（發(fā)改委第23號令）和《水電站大壩運行安全信息報送辦法》（國能安全〔2016〕261號）的相關要求。（三）建設方案1.水電站大壩安全在線智能監(jiān)控平臺建設目標為：（1）充分利用大壩安全各類信息（包括監(jiān)測、巡查等），采用相關人工智能技術，實時對大壩安全進行智能評判及反饋；（2）實現(xiàn)監(jiān)測工作的數(shù)字化管理，能進行有效性識別、完備性診斷、監(jiān)測設施工作狀態(tài)診斷等；（3）開發(fā)巡視檢查APP，實現(xiàn)巡視檢查的數(shù)字化管理；（4）監(jiān)測數(shù)據(jù)、月（年）報等實時自動整編；（5）大壩全景可視化展示；（6）大壩安全相關任務管理；（7）大壩安全相關文檔管理；（8）實現(xiàn)微信端大壩安全的便捷管理。2.建設方案建設方案包括兩部分內容：一是大壩安全在線監(jiān)控方案；二是平臺建設方案。（1）大壩安全在線監(jiān)控方案在線監(jiān)控方案應包括監(jiān)控內容和監(jiān)控方法。1)監(jiān)控內容大壩安全監(jiān)控內容應根據(jù)大壩實際分析確定，包括：監(jiān)控對象、監(jiān)控部位、監(jiān)控項目和監(jiān)控測點。①監(jiān)控對象應包括：a）擋水建筑物及其地基；b）泄水消能建筑物及其地基；c）影響大壩安全的工程邊坡、近壩庫岸等。②監(jiān)控部位主要應包括：a）混凝土壩的壩頂、壩基、典型壩段、岸坡連接壩段，拱壩的兩岸抗力體，不同結構連接部位；b）土石壩的壩頂、壩基、防滲體、下游壩坡、穿壩建筑物連接部位、岸坡連接壩段；c）監(jiān)控對象中結構相對較薄弱的部位、存在安全隱患的部位。②監(jiān)控項目應包括：a）變形類監(jiān)測項目；b）滲流類監(jiān)測項目；c）薄弱部位和存在安全隱患部位的應力、應變等監(jiān)測項目；d）薄弱部位和存在安全隱患部位的現(xiàn)場檢查項目；e）特定部位和特定關注問題的視頻監(jiān)視項目。④監(jiān)控測點應包括：a）與監(jiān)控對象、監(jiān)控部位相關的上下游水位、降雨等測點；b）反映監(jiān)控對象整體變形性態(tài)的測點；c）反映監(jiān)控對象整體滲流性態(tài)的測點；d）反映薄弱部位和存在安全隱患部位變形、滲流、應力應變等性態(tài)的測點；e）薄弱部位和存在安全隱患部位的巡視檢查點或檢查路線；f）特定部位和特定關注問題的視頻監(jiān)視點；g）反映其他需要重點關注部位運行性態(tài)的相應測點。2）監(jiān)控方法①監(jiān)控方法包括：a）監(jiān)測成果有效性檢查方法；b）單個監(jiān)測量異常識別方法；c）巡檢信息異常判別方法；d）大壩安全狀況綜合評判方法。②監(jiān)測成果有效性檢查方法采用下列一種以上的方法：a）邏輯判別法：根據(jù)監(jiān)測儀器量程、監(jiān)測精度、監(jiān)測量的物理意義，判斷測值有效性；b）統(tǒng)計判別法：以相近工況下的監(jiān)測物理量作為樣本數(shù)據(jù)，采用相關統(tǒng)計準則，判斷測值有效性；c）數(shù)學模型判別法：按DL/T5178、DL/T5259建立數(shù)學模型，根據(jù)置信區(qū)間判斷測值有效性；d）時間序列分析方法和其他誤差識別方法。③單個監(jiān)測量異常識別方法應與監(jiān)控指標對比，判別量值或變化趨勢是否異常。異常情況宜按偏離監(jiān)控指標的程度進行分級。監(jiān)控指標采用下列方法確定：a）通過結構正反分析計算確定；b）參考原設計指標確定；c）通過同類工程對比分析確定，d）按工程經(jīng)驗確定；e）通過監(jiān)測量數(shù)學模型計算限值確定；f）庫水位、出入庫流量等環(huán)境量也可根據(jù)設計取值和管理需要確定。④巡檢信息異常判別方法宜通過同類工程對比分析，根據(jù)工程經(jīng)驗進行判別。本次巡視檢查發(fā)現(xiàn)的異常情況，應與上次檢查結果對比。異常情況宜按嚴重程度進行分級。3）大壩安全狀況綜合評判方法應對比實際情況與設計結構計算條件的差異。當原設計采用的荷載及其組合、力學參數(shù)、計算模型等與實際差異不大時，可采用設計階段的最終結構計算成果；差異較大時，應按實際情況進行結構復核計算，主要力學參數(shù)宜采用反演值。4）綜合評判應按《水電站大壩運行安全評價導則》（DL.T5313-2014）的評判原則，建立規(guī)則，綜合監(jiān)測、巡檢、結構安全度評判結果，綜合評判大壩安全狀況。2.平臺建設方案（1）業(yè)務功能描述系統(tǒng)平臺主要功能結構見下圖。圖平臺主要功能結構圖（2）安全監(jiān)測大壩安全監(jiān)測工作主要包括監(jiān)測數(shù)據(jù)的輸入、檢查與審核以及數(shù)據(jù)的查詢與統(tǒng)計、離線分析等應用功能。數(shù)據(jù)的輸入：不同類型、不同來源的信息通過不同的方式輸入到系統(tǒng)各相關數(shù)據(jù)庫表中，自動觸發(fā)成果量換算，計算后啟用監(jiān)控機制，通過系統(tǒng)初判，對錯誤的信息進行提示或標記等，這些錯誤、異常的超限信息按照用戶的預訂或設置，立即通過郵件、短信或微信的方式推送給相關用戶。數(shù)據(jù)的審核：按照工作流程，相關責任人對錄入的信息以及計算成果進行校核和審核，確認或修改系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的錯誤、異常等超限判定，在需要的時候對其添加備注，說明現(xiàn)場采集時發(fā)現(xiàn)的情況。數(shù)據(jù)的查詢和統(tǒng)計：根據(jù)不同用戶的需求提供各類信息和報告的查詢，并以數(shù)據(jù)表格和圖形的方式進行展示，并提供信息的輸出。數(shù)據(jù)的應用：按照管理標準和特定情況下的需要，對信息進行統(tǒng)計、匯總，有需要時可建立監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計模型，制作各類圖表，完成定期和不定期的報告，并將其上報或發(fā)布（經(jīng)審核后）。離線分析：主要包括以環(huán)境量為因子的各類統(tǒng)計模型的計算和分析功能，將計算得到的統(tǒng)計模型用于監(jiān)控監(jiān)測數(shù)據(jù)的功能。信息報送：滿足向國家能源局大壩安全監(jiān)察平臺監(jiān)測信息、水情信息報送的要求。（3）在線監(jiān)控監(jiān)控方案設置：根據(jù)《水電站大壩運行安全在線監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范》（征求意見稿），編制在線監(jiān)控方案。系統(tǒng)支持根據(jù)在線監(jiān)控方案，用戶自定義設置監(jiān)控部位、監(jiān)控對象、監(jiān)控項目、監(jiān)控要素和評判指標等。系統(tǒng)將用戶設置的監(jiān)控方案自動生成規(guī)則庫。智能安全評判：大壩安全是一個充滿不確定性、多層次、多指標的復雜非線性問題，其需要的信息包括：監(jiān)測信息、巡查信息、水情信息、荷載信息、結構安全度信息及其它工程信息。系統(tǒng)采用人工智能相關技術，根據(jù)建立大壩安全評判規(guī)則庫，采用智能推理系統(tǒng)，模擬人類工程師評判大壩安全的推理邏輯，融合監(jiān)測信息和巡視檢查信息，以實現(xiàn)大壩安全分級評判。（4）巡視檢查檢查方案管理。首先需創(chuàng)建數(shù)字化檢查方案，根據(jù)檢查方案建立檢查對象、檢查區(qū)段、檢查路線、檢查類型、檢查對象和檢查部位。檢查任務管理。根據(jù)實際管理需要創(chuàng)建檢查計劃或檢查任務。巡檢APP。用戶接收到檢查任務（也可以在APP創(chuàng)建任務）后，即可通過手機客戶端查看檢查要求，按照引導進行檢查。檢查步驟為掃描標簽—填寫對象檢查情況—上報缺陷—完成檢查區(qū)段檢查—完成檢查路線檢查。（5）缺陷管理主要包括缺陷或隱患信息的填報、審核、處理、驗收一系列過程。隱患缺陷來源主要有兩個方面，一是支持業(yè)務模塊發(fā)現(xiàn)的問題自動導入。二是支持人工錄入其他渠道發(fā)現(xiàn)的缺陷。根據(jù)《大壩安全評價導則》（DL/T5313-2014）等相關技術標準和企業(yè)相關標準，對缺陷隱患等問題進行分類分級。建立隱患缺陷從發(fā)現(xiàn)、填報、審核、消除到驗收的全過程流程和管控。（6）綜合整編資料整編工作可能涉及到監(jiān)測資料整編、大壩安全狀況定期總結報告、大壩安全管理工作定期總結報告、突發(fā)事件的快報等，根據(jù)各部門對報表的個性化制作需求，提供自定義報表制作功能，預設模板，定期自動生成，并實現(xiàn)校核、審查、核定的信息化流程。（7）綜合管理綜合管理模塊包括文檔管理、權限管理和日志管理。（8）3D全景可視化3D實景通過實地拍攝照片來構建真實世界場景，通過對場景中視點照片的平滑過渡實現(xiàn)切換。用戶可將大壩數(shù)據(jù)、監(jiān)測監(jiān)控、現(xiàn)場檢查、隱患管理全業(yè)務信息直觀地反應在全景圖中，實現(xiàn)以第一人稱視角體驗遨游現(xiàn)場、查詢檢索、交流互動等功能。三、項目效果（一）項目效益項目在提高生產效率、保障安全生產、提升管理水平等方面取得成效。大壩安全在線智能監(jiān)控平臺的核心是大壩安全的智能診斷。平臺首先根據(jù)大壩的結構特點、安全隱患和薄弱環(huán)節(jié)，確定大壩安全監(jiān)控