[发明专利]大坝水库安全监测系统

说明书

本发明提供一种大坝水库安全监测系统，包括：数据感知单元：包括N个姿态传感器，所述N10；所述姿态传感器均匀分布且固定设置在大坝和水库的坝面；边缘计算端：获取数据采集单元数据并进行数据分析；控制终端：部署在安全监测中心的服务器或云端，用于数据管理、预警接收和数据可视化呈现；可以有效节约监控成本，提高监测效率。

技术领域

本发明属于水利行业的监测领域，尤其涉及一种大坝水库安全监测系统。

背景技术

大坝截河拦水的堤堰，水库、江河等的拦水大堤，水库是拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物，两者对于河堤下游来灌溉、发电、防洪、养殖和生活用水都有着及其关键的作用。是保障下游人民财产和生命安全的重要设施。但是大坝水库受坝型、坝体结构、地质条件、生态环境、洪水冲击等因素的影响，容易出现裂缝、位移、渗流等安全隐患，如果这些隐患不能及时察觉，将会对人民的生命和财产安全造成巨大的威胁。

传统的大坝水库安全监测手段，通常是通过渗流计、RTK、土压力等多种传感器进行综合监测，这样的监测方式首先设备成本高，并且需要施工安装、维护，也带来了巨大的人工成本，经济效益较低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种大坝水库安全监测系统，可以有效节约监控成本，提高监测效率。

本发明通过以下方式实现：

一种大坝水库安全监测系统，包括：

数据感知单元：包括N个姿态传感器，所述N10；所述姿态传感器均匀分布且固定设置在大坝和水库的坝面；

边缘计算端：获取数据采集单元数据并进行数据分析；

控制终端：部署在安全监测中心的服务器或云端，用于数据管理、预警接收和数据可视化呈现；

所述边缘计算端通过以下方式进行监测数据判断：

S1以姿态传感器垂直于地心重力加速度的方向为y轴，定义x轴和z轴，x轴、z轴、y轴两两垂直，建立经过y轴和z轴且与x轴垂直的y轴面，同理建立x轴面和z轴面，x轴面、y轴面和z轴面两两垂直；

S2将x轴面，y轴面和z轴面，以设备中心为原点，分别以形成4个等分区间，用Axm，Aym，Azm表示，m={1,2,3,4}，表示区间的标识号；

S3读取姿态传感器的偏移量，并将偏移量投影到x轴面、y轴面和z轴面，形成为x轴面、y轴面和z轴面的偏移量Bx，By，Bz；

S4找出偏移总量B_总最大的姿态传感器C，其中B_总=|Bx|+|By|+|Bz|；S5，针对C点的B_总并进行判断：

S51如果C相邻的所有姿态传感器都没有数据变化，则判断为故障数据，发出故障警报；

S52如果C相邻的所有姿态传感器都发生数据变化，且偏移量在x轴面、y轴面和z轴面投影都落入同一个区间，则判断C点为危险点，发出风险警报；

S53如果C相邻的所有姿态传感器都发生数据变化，且偏移量在x轴面、y轴面和z轴面投影不完全落入同一个区间，则判断C点附近出现裂缝，或者有多个危险点，发出风险警报。

进一步的，还包括如下步骤，

S54继续搜索与C相邻，偏移量在x轴面、y轴面和z轴面投影与C有区别的且偏移总量最大的点D；

S55剔除D相邻且与C在x轴面、y轴面和z轴面投影相同的监测点，判断D点相邻的其他姿态传感器的数据变化情况，如果有其他监测点E的B_总E大于B_总D，则继续以E点为基础，与相邻的监测点比较，直到找到B_总最大的点，则该B_总最大的点判断为第二危险点。