物联网在水库大坝安全监测中的应用

　　随着我国水利工程建设的发展，水库大坝安全监测已成为现代水利工程的重要组成部分。水库大坝安全监测系统，其功能是对大坝在运行过程中所产生的各种物理力量进行连续、实时、自动的采集、传输和存储，并通过网络进行数据处理，以实现对水库大坝安全状况的在线监测和综合分析。通过对大坝进行实时监控，为大坝的安全运行提供依据，为管理决策提供支持，从而达到防灾减灾的目的。物联网是新一代信息技术的高度集成和综合应用，是传统工业物联网在新领域的深化和扩展。在水库大坝安全监测中应用物联网技术具有广阔前景。

　　一、应用现状

　　目前，水库大坝安全监测的方式有很多，如人工观测、仪器观测、自动测报系统、计算机监控系统等。但由于观测资料分析和评价方法不够科学、大坝安全管理水平不高，我国大部分水库大坝运行中还存在一些问题。

　　二、系统架构

　　水库大坝安全监测系统由物联网技术、传感器技术、数据处理与分析技术、网络通信技术、监控管理平台等组成。物联网是由传感设备、智能终端和无线网络三个部分组成的。传感器将感知的数据经过智能终端，传至物联网平台，经数据处理与分析后，显示出相应的监测信息。

　　三、系统功能

　　水库大坝安全监测系统主要包括监测系统、管理平台及移动终端三大部分。监测系统主要由自动遥测终端、数据采集处理中心、移动终端三部分组成。

　　自动遥测终端采用 ZigBee无线通信方式，能够实时采集现场各种数据，并将数据通过无线方式传输到数据处理中心。数据处理中心采用 ZigBee无线通信技术，将现场采集的各种数据进行实时处理、存储和分析，并通过 Internet将结果发送到指定的用户端。

　　管理平台包括水情、雨情、工情三大类。通过该平台，管理者可以随时查看水库大坝的运行状态和安全状况，并可以对现场的运行情况进行远程控制和调度，从而保证水库大坝安全运行。管理平台的主要功能如下：

　　四、数据传输方式

　　水库大坝安全监测系统的数据传输方式主要包括有线传输、无线传输、微波传输和光纤传输等方式。

　　目前，大多数水库大坝安全监测系统采用有线传输方式，有线传输具有施工方便、安装简单、成本低等特点，但其缺点是受外界环境干扰大，一旦出现故障将无法进行数据的远程传输;无线通信采用短波、超短波等短距离通信方式，具有频带宽、穿透力强等特点，但其成本高，受外界环境影响较大。

　　微波传输具有通信距离远、组网方便等特点，但其抗干扰性较差;光纤传输具有抗电磁干扰能力强、无频率限制和距离限制等优点，但其价格高，受外界环境影响大。

　　五、系统应用

　　目前，我国已建成的大型水库大坝有超过15000座，总库容约为3700亿立方米，主要分布在黄河、长江、珠江和淮河等流域。水库大坝的安全监测和管理工作主要由水利部门负责，但由于水库大坝管理单位的职能和性质不同，因此在对水库大坝进行安全监测的同时，应将水利部门和地方政府有关部门纳入到统一的水库大坝安全监测系统中来，共同推进水库大坝安全监测工作，实现水库大坝安全信息化管理。