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创新引领 数字赋能——长江科学院承担的小浪底大坝安全监测管理平台顺利通过竣工验收

[稿件来源]:工程安全所 [作者]:雷蕾 杨莹 [发布时间]:2023-04-03

  3月30日,长江科学院承建的小浪底大坝安全监测管理平台顺利通过黄河水利水电开发集团有限公司组织的竣工验收。作为智慧小浪底和数字孪生小浪底的重要组成部分,小浪底大坝安全监测管理平台融合已有安全监测自动化系统,以数据统一管理为前提,以多源数据融合、在线安全监控、离线综合分析为核心,以风险识别自动化、决策管理智能化为目的,实现了小浪底大坝安全监测智慧化应用,为小浪底工程安全运行提供了专业化平台,也为数字孪生小浪底数据底板、工程安全专业模型及业务应用建设提供了有力支撑。

  验收会上,与会专家和代表对项目实施情况、平台建设及应用效果进行了充分讨论,并查验了相关验收材料,一致认为长科院全面完成了各项合同任务,平台经历了长期试运行考验,达到了预期建设目标,工期控制合理,过程资料完备,同意项目通过竣工验收。

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平台总体架构图

技术突破 解决工作痛点难点

  “小浪底水利枢纽安全监测体系范围广、监测对象多、监测传感器种类复杂,在我们开发这个平台之前,小浪底使用的安全监测相关数据采集、处理软件近20套,各个软件彼此独立,难以交互,缺少统一的数据平台,并且主要采用人工方式开展安全监测资料整编分析,工作量大、工作效率低,难以及时有效挖掘监测数据价值。”长科院工程安全所牛广利介绍。

  为解决小浪底水利枢纽安全监测工作中面临的痛点及难点,长科院工程安全所遵循“需求牵引、应用至上”的原则,深度融合新一代信息技术与传统水工结构、安全监测等专业理论方法,构建了汇聚融合的大坝安全监测数据资源平台,研发了分析-预测-预警-评价全链条专业模型,开发了全生命周期业务应用。

  基于B/S模式、微服务架构和私有云平台开发部署的小浪底大坝安全监测管理平台,打破了多套原有业务系统的技术壁垒,实现了多源异构大坝安全监测数据的汇聚、清洗、管理、分析、监控与共享应用,推动了安全监测业务的数字化、流程化和规范化,并且能够实现异常数据在线判别、运行性态综合评价,有效提升了大坝安全在线监控预警能力,全方位支撑工程安全“预警”及“预演”业务实现。

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平台数字大屏页面

成功应用 分析处理专业高效

  自2020年5月承担小浪底大坝安全监测管理平台建设任务以来,长科院工程安全所基于自主研发的CK-DSM大坝安全监测云服务系统,采用敏捷开发与快速原型相结合的创新开发模式,实现了平台的快速部署上线;用户深度参与开发及应用全过程,持续推进平台更新完善;目前,平台已在小浪底高水位运行、调水调沙、汛期防洪运用中发挥了关键作用。

  小浪底大坝安全监测管理平台通过标准化数据接口和通信协议,实时获取变形、渗流、应力应变、泥沙等监测数据,累计汇聚数据量超5000万条,并与数字孪生小浪底、水调自动化系统等外部系统实现了互联互通,每日按要求定时向水利部大坝安全管理中心报送监测数据。

  平台集成安全监测专业分析方法,深入定制统计报表、成果图形、报告生成等功能,已建立400余个监测数据统计报表,累计制作过程线图、组合图、分布图、二维云图等各类监测成果图形1800余张,并实现了报表报告的一键生成;共计开发各类数据可视化大屏20余个,丰富了监测成果表达方式。

  “一份上百页的监测资料分析报告,采用传统人工编制的模式,通常需要花费2~3名专业人员两周的工作时间,通过平台只需五分钟即可一键自动生成。”牛广利说。

  同时,平台融合小浪底和西霞院监控指标设计成果,构建了分级分层次安全监控体系,结合实时监测数据,自动判别形成分级报警信息,并通过移动端、短信和站内消息等方式及时推送至关联责任人,有效提升了在线监控预警能力和应急处置能力。

  长科院工程安全所所长李端有介绍,平台在多源异构安全监测数据治理、水利专业模型构建、智能业务应用开发、监测管理效能提升等方面形成了一批可推广可复制的技术成果,相关技术及成套产品已推广应用至丹江口水利枢纽、大藤峡水利枢纽、珠三角水资源配置工程、引江济淮工程等国家重点水利工程,形成了良好的示范作用。

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平台业务系统集成模式

应对挑战 助力工程安全渡汛

  2021年黄河秋汛,黄河流域中下游地区发生了罕见的长历时暴雨洪水过程,在9天内形成了3场编号洪水。受渭河、黄河北干流持续来水影响,小浪底水库水位持续上涨,并于10月9日20时达到273.50米,创1999年小浪底水库蓄水运用以来历史最高记录。

  面临小浪底防汛的严峻形势,长科院工程安全所项目团队积极响应业主需求,多名技术骨干主动放弃十一假期,第一时间赶赴小浪底枢纽区现场协助大坝安全监测工作,充分利用平台资料整编分析、监测成果展示、在线会商研判、移动巡视检查等各项功能,为小浪底水库持续高水位运行期间的监测管理分析、大坝安全会商提供了重要的技术支撑。

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平台支撑每日大坝安全会商会议

  2021年10月,黄河水利水电开发集团有限公司向长江科学院发来感谢信,信中写道:“由长江科学院承担建设任务的小浪底大坝安全监测管理平台在小浪底水库持续高水位运行期间发挥了重要作用,平台实时汇聚大坝安全监测数据,自动进行数据处理、整编分析和监控预警,有效提升了大坝安全在线监控能力,并为每日大坝安全会商提供了重要的基础数据和平台支撑。”

  击水中流,奋楫扬帆。下一步长科院将继续做好小浪底大坝安全监测管理平台运行维护和更新迭代工作,充分发挥平台“数字赋能、提升能力”的作用,探索建立更为精准的工程安全监控预警体系,持续为小浪底大坝工程运行安全保驾护航。

 

责任编辑:雷蕾