論水庫安全生產的系統(tǒng)設計論文
１建立安全生產預警模式
（１）警情感知。安全信息的感知是安全預警系統(tǒng)活動的基礎，主要對構成水庫安全生產系統(tǒng)的人—物—管理”三大系統(tǒng)分別進行監(jiān)測，為水庫安全生產過程的管理和控制提供信息支撐，以建立預警要素數據庫。重點采集的信息見圖２。（２）診斷分析。對采集的各種信息進行診斷，尋找警源，統(tǒng)計同類信息出現(xiàn)的頻率，采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并對其可能的發(fā)展趨勢及發(fā)展過程進行診斷分析。其中，部分主要要素的診斷可參照《水利工程管理考核辦法（試行）》［２］及《水庫工程管理考核標準》［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，采用風險評價方法進行評價，以判斷水庫所處狀態(tài)是否安全，并根據所處狀態(tài)分別發(fā)出不同顏色的預警信號，從而采取相應的應對方案［４］（表１）。當水庫處于正常安全狀態(tài)時，繼續(xù)進行日常監(jiān)測；當水庫處于亞安全或警戒狀態(tài)時，需及時改善安全生產系統(tǒng)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(tǒng)回到安全軌道上，保證水庫安全生產處于安全空間內；當處于隱患或危險狀態(tài)時要實施預警對策，需進行隱患的排除處理，并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(tǒng)從偏離狀態(tài)恢復到安全狀態(tài)。當水庫處于不安全狀態(tài)時，應及時啟動應急預案，直至重新進入安全狀態(tài)。
２安全預警系統(tǒng)
２．１系統(tǒng)架構
系統(tǒng)依托強大的物聯(lián)網、計算機、網絡、多媒體、地理信息、組態(tài)圖等技術手段，以保證系統(tǒng)靈活性、可擴展性、可靠性為前提，為水庫搭建安全監(jiān)測預警平臺。系統(tǒng)采用多層體系結構設計（圖３）。用戶通過安全參數在線感知和重點部位實時視頻監(jiān)控，實時監(jiān)控水庫安全參數的變化，了解整個水庫的安全狀態(tài)，可直觀、全面地掌握危險源狀況，一旦有危險狀況，系統(tǒng)自動識別并以多種方式發(fā)出報警。（１）信息感知層。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、應變等基礎信息，對主副壩、溢洪道、輸水洞等建筑物、閘門機電設備等的安全信息進行巡查采集。（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(tǒng)架構Ｆｉｇ．３Ｓｙｓｔｅｍａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ功能，為水庫安全運行和管理提供必要的決策支持服務。（４）表現(xiàn)層。提供人機交互接口。
２．２系統(tǒng)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(tǒng)功能見圖４。圖４系統(tǒng)功能框架Ｆｉｇ．４Ｓｙｓｔｅｍｆｕｎｃｔｉｏｎｆｒａｍｅ（１）ＷＥＢＧＩＳ。結合庫區(qū)地圖、遙感影像和實體照片對整個庫區(qū)進行三維建模，展示安全參數監(jiān)測的分布和狀態(tài)。通過三維地圖可便捷、直觀地查看各監(jiān)測對象的實時狀況，同時對水庫基本信息、監(jiān)測信息進行查詢、統(tǒng)計，系統(tǒng)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。通過對警情的采集、識別、診斷，將實時監(jiān)測的水位、雨量、位移等數據與預置的不同安全狀態(tài)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通過視頻在線監(jiān)控系統(tǒng)，在一定的安全認證的前提下，用戶實時查看水庫安全要素中物的狀態(tài)和人的行為，及時發(fā)出警報，當發(fā)生報警時監(jiān)控攝像頭將自動轉入報警監(jiān)測點，實現(xiàn)視頻監(jiān)控與報警聯(lián)動，提高監(jiān)管效率。②空間監(jiān)視分析。提供警源等的位置服務和狀態(tài)監(jiān)視，快速定位到所需監(jiān)測的監(jiān)測對象，在地圖上監(jiān)視警源的空間分布及空間變化，提示報警信息，顯示報警值與正常值的差距等。③時間變化預測。通過時間序列分析，查看各個安全參數（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(tǒng)計、監(jiān)控狀態(tài)走向與變化趨勢。④報警糾偏。系統(tǒng)自動統(tǒng)計水庫內各監(jiān)測點發(fā)生報警的頻率，針對水庫安全生產管理缺陷和人為失誤等警情進行糾偏，通過統(tǒng)計分析曾發(fā)生的類似警情及其發(fā)生的場景和一段時間內數據變化趨勢等信息進行推理或信息挖掘，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，并從方案庫、預案庫中直接匹配相應的解決方案，啟動預案以制止或回避生產安全事故災害的發(fā)生，保障水庫生產運行安全。①安全評價。系統(tǒng)根據監(jiān)測信息和警情診斷結果，采用安全評價方法進一步判斷水庫安全生產當前所處狀態(tài)。②安全預警應用。根據警情評價結果，當在隱患故障狀態(tài)時自動判斷隱患類別，啟動隱患處理程序，通過現(xiàn)場聲光報警、短信報警、郵件報警、系統(tǒng)信息報警等方式進行主動預警。③應急處置預案。當處于不安全狀態(tài)時，系統(tǒng)將自動調出應急預案，啟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(jiān)測與遠程遙測技術、通信及計算機網絡技術、地理信息技術等構建的水庫安全預警系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)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(tài)、被動狀態(tài)走向動態(tài)、主動狀態(tài)，實現(xiàn)系統(tǒng)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(xiàn)狀，充分發(fā)揮水庫防洪減災的社會、經濟效益。
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