[发明专利]用于水利水电工程的拦水坝智能监控系统

权利要求书

1.用于水利水电工程的拦水坝智能监控系统，其特征是，包括数据感测模块、存储设备和计算机分析处理装置；所述的数据感测模块用于采集拦水坝重要位置的振动数据；所述数据感测模块采集的振动数据传输到所述计算机分析处理装置和存储设备，所述存储设备被配置为存储所述振动数据；所述计算机分析处理装置对所述振动数据进行处理，得到不同位置处的振动位移曲线，通过对所述振动位移曲线的分析，实现对所述拦水坝的监测。

2.根据权利要求1所述的用于水利水电工程的拦水坝智能监控系统，其特征是，所述重要位置包括拦水坝坝段、施工横缝、表孔、中孔、顶拱、拱冠梁、1/4顶拱轴线位置梁和3/4顶拱轴线位置梁。

3.根据权利要求2所述的用于水利水电工程的拦水坝智能监控系统，其特征是，所述重要位置还包括在所述顶拱的1/8轴线位置、3/8轴线位置、5/8轴线位置和7/8轴线位置相应拦水坝坝段中心点的下游坝面。

4.根据权利要求1所述的用于水利水电工程的拦水坝智能监控系统，其特征是，所述计算机分析处理装置包括依次连接的数据预处理模块、数据分析模块、数据评估模块和数据显示模块，所述数据预处理模块用于对振动数据进行预处理；所述数据分析模块用于对预处理后的振动数据进行分析和处理，以得到拦水坝重要位置的振动位移曲线；所述数据评估模块用于对所述振动位移曲线进行健康分析并判断拦水坝重要位置的振动位移是否处于健康状态，输出拦水坝重要位置健康状态结果；所述数据显示模块用于显示所述拦水坝重要位置健康状态结果。

5.根据权利要求1所述的用于水利水电工程的拦水坝智能监控系统，其特征是，所述数据感测模块包括单个汇聚节点、四个中继节点和多个传感器节点，部署时在监测区域的中心位置部署汇聚节点，将多个传感器节点根据实际需要部署于监测区域内的拦水坝各重要位置，以汇聚节点为原点，将所述监测区域划分为多个方形网格子区域，将四个中继节点部署于不同的方形网格子区域的中心位置，且四个中继节点与汇聚节点之间的距离相同，并能与汇聚节点直接通信；网络初始化时，传感器节点通过分簇选取多个簇头，每个传感器节点选择距离最近的簇头加入簇；在振动数据传输阶段，各传感器节点采集振动数据并将该振动数据发送至对应的簇头，簇头接收的振动数据最终发送至其中一个中继节点，进而由各中继节点将接收的振动数据传输至汇聚节点，汇聚节点汇聚所有振动数据并发送至所述计算机分析处理装置和存储设备。

6.根据权利要求5所述的用于水利水电工程的拦水坝智能监控系统，其特征是，簇头接收的振动数据最终发送至其中一个中继节点，具体为：若簇头与距离最近的中继节点的距离未超过其当前的通信距离，其直接将振动数据发送至该距离最近的中继节点，否则，直接在邻居簇头中选择一个权值最大的作为下一跳，将振动数据发送至该下一跳，其中邻居簇头为位于簇头通信范围内的其余簇头；簇头的通信距离按照设定的周期在[W_i^min,W_i^max]范围内调节，W_i^min为簇头可调节的最小通信距离，W_i^max为簇头可调节的最大通信距离；簇头在第t个周期内的通信距离为：

式中，W_i(t)为簇头i在第t个周期内的通信距离，Q_i为簇头i的当前剩余能量，Q_i0为簇头i的初始能量，Q_min为预设的最小能量值。