論水庫安全生產的系統設計論文

１建立安全生產預警模式

（１）警情感知。安全資訊的感知是安全預警系統活動的基礎，主要對構成水庫安全生產系統的人—物—管理”三大系統分別進行監測，爲水庫安全生產過程的管理和控制提供資訊支撐，以建立預警要素數據庫。重點採集的資訊見圖２。（２）診斷分析。對採集的各種資訊進行診斷，尋找警源，統計同類資訊出現的頻率，採用排列圖法找出致災因素，分析其可能帶來的病情，用因果圖法分析病理的成因並對其可能的發展趨勢及發展過程進行診斷分析。其中，部分主要要素的診斷可參照《水利工程管理考覈辦法（試行）》［２］及《水庫工程管理考覈標準》［３］進行診斷。（３）安全評價。對經過診斷可能導致不安全生產的要素，採用風險評價方法進行評價，以判斷水庫所處狀態是否安全，並根據所處狀態分別發出不同顏色的預警信號，從而採取相應的應對方案［４］（表１）。當水庫處於正常安全狀態時，繼續進行日常監測；當水庫處於亞安全或警戒狀態時，需及時改善安全生產系統中的不足，建立相應的預警機制，針對警情提出相應的糾偏調整措施，及時使水庫安全生產管理系統回到安全軌道上，保證水庫安全生產處於安全空間內；當處於隱患或危險狀態時要實施預警對策，需進行隱患的排除處理，並根據隱患分類做針對性處理和整改（表２），消除隱患使生產系統從偏離狀態恢復到安全狀態。當水庫處於不安全狀態時，應及時啓動應急預案，直至重新進入安全狀態。

２安全預警系統

２．１系統架構

系統依託強大的物聯網、計算機、網絡、多媒體、地理資訊、組態圖等技術手段，以保證系統靈活性、可擴展性、可靠性爲前提，爲水庫搭建安全監測預警平臺。系統採用多層體系結構設計（圖３）。用戶透過安全參數在線感知和重點部位實時視頻監控，實時監控水庫安全參數的變化，瞭解整個水庫的安全狀態，可直觀、全面地掌握危險源狀況，一旦有危險狀況，系統自動識別並以多種方式發出報警。（１）資訊感知層。根據傳感器自動感知水庫水情、雨情、水質、水溫、位移、沉降、滲流、應變等基礎資訊，對主副壩、溢洪道、輸水洞等建築物、閘門機電設備等的安全資訊進行巡查採集。（２）網絡傳輸層。依靠網絡基礎設施將感知層獲得的數據傳入數據庫。（３）應用層。提供安全預警應用服務，主要包括ＧＩＳ管理、警情診斷分析，安全評價及預警等圖３系統架構Ｆｉｇ．３Ｓｙｓｔｅｍａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ功能，爲水庫安全執行和管理提供必要的決策支援服務。（４）表現層。提供人機交互接口。

２．２系統功能

根據安全生產預警體系的需求，水庫安全預警管理系統功能見圖４。圖４系統功能框架Ｆｉｇ．４Ｓｙｓｔｅｍｆｕｎｃｔｉｏｎｆｒａｍｅ（１）ＷＥＢＧＩＳ。結合庫區地圖、遙感影像和實體照片對整個庫區進行三維建模，展示安全參數監測的分佈和狀態。透過三維地圖可便捷、直觀地檢視各監測對象的實時狀況，同時對水庫基本資訊、監測資訊進行查詢、統計，系統同時提供由圖到時屬性和由屬性到時圖的雙向查詢和地圖操作。（２）安全警報功能。透過對警情的採集、識別、診斷，將實時監測的水位、雨量、位移等數據與預置的不同安全狀態的預警值或臨界值進行比較，對超出正常標準的事件進行預報警。①透過視頻在線監控系統，在一定的安全認證的前提下，用戶實時檢視水庫安全要素中物的`狀態和人的行爲，及時發出警報，當發生報警時監控攝像頭將自動轉入報警監測點，實現視頻監控與報警聯動，提高監管效率。②空間監視分析。提供警源等的位置服務和狀態監視，快速定位到所需監測的監測對象，在地圖上監視警源的空間分佈及空間變化，提示報警資訊，顯示報警值與正常值的差距等。③時間變化預測。透過時間序列分析，檢視各個安全參數（如位移、水位、溫度等）的實時測量值，測量結果以列表、曲線圖等方式顯示，分時分段進行數據統計、監控狀態走向與變化趨勢。④報警糾偏。系統自動統計水庫內各監測點發生報警的頻率，針對水庫安全生產管理缺陷和人爲失誤等警情進行糾偏，透過統計分析曾發生的類似警情及其發生的場景和一段時間內數據變化趨勢等資訊進行推理或資訊挖掘，自動給出相應的糾偏方案，供決策會商參考。（３）自動免疫功能［５，６］。對同樣的隱患或不安全因素進行迅速識別、診斷、預測，並從方案庫、預案庫中直接匹配相應的解決方案，啓動預案以制止或迴避生產安全事故災害的發生，保障水庫生產執行安全。①安全評價。系統根據監測資訊和警情診斷結果，採用安全評價方法進一步判斷水庫安全生產當前所處狀態。②安全預警應用。根據警情評價結果，當在隱患故障狀態時自動判斷隱患類別，啓動隱患處理程序，透過現場聲光報警、短信報警、郵件報警、系統資訊報警等方式進行主動預警。③應急處置預案。當處於不安全狀態時，系統將自動調出應急預案，啓動相應的應急響應程序開展應急處理工作。

３結語

利用先進的自動監測與遠程遙測技術、通信及計算機網絡技術、地理資訊技術等構建的水庫安全預警系統實現系統的動態監測，對水庫未來的安全生產狀況進行預測、預警，使水庫安全生產管理由靜態、被動狀態走向動態、主動狀態，實現系統調控的超前性，有效改善了水庫管理中非工程措施的薄弱現狀，充分發揮水庫防洪減災的社會、經濟效益。