一、
方案背景
水库大坝的建设是开发水资源、调控水资源时空分布与防治水灾害的重要工程措施，更是我国大江大河长治人安的工程性保障措施。目前，我国拥有9.8万多座水库，总库容8983亿立方米，对防洪、供水、蓄电、灌溉、生态、航运等领域起到至关重要的作用。而实现这一系列综合功能的前提在于水库大坝的安全程度。鉴于80%的水库大坝是建于上世纪50年代至70年代，我国水库大坝建设年代久远，并且长期处于运行时间长行、加固标准低、管理不到位等状态，安全运行风险极其突出。辰迈智慧深度融合5G北斗遥测终端与5G技术，自主研发5G北斗遥测终端，以高速率的网络传输与广覆盖的北斗定位形成技术双轮驱动，充分发挥技术创新带来的叠加效应，强力助攻大坝安全监测方案，实时掌握水库大坝的运行状态。
二、
系统组成
水库大坝安全监测方案采用5G北斗遥测终端具备内置双通道通信能力，5G、传感、自动控制、数据分析等新一代信息技术，支持水平位移计、GPS、测斜仪、静力水准仪、测缝计、土体位移计等变形监测设备的搭载，同时根据行业需求也可支持接入水压力计、流量计等渗流监测设备以及投入式水位计、雷达水位计、雨量筒、水温计等环境监测设备进行采集坝体表面、坝体内部、绕坝、大坝上下游河道的信息。自组织网络和数据终端具有采集和通信各要素的功能，水库安全监测预警系统的云平台具有监测数据的智能分析和预警功能， 5G北斗遥测终端的无线网络可将采集数据上传至服务器，通过服务器的计算分析再上传到省、市、县三级水库大坝安全监测平台，以此实现大坝安全监测的自动化。实现了水库运行状态的感知和监测、运行情况分析、安全管理、巡检在线管理等综合运行支撑，有效辅助相关部门制定防汛抗旱调度方案和应急预案，实现水库的信息化管理。可以把水库大坝安全监测系统分为四层：感知层、网络层、平台层、应用层。
感知层：实时感应水库大坝监测参数传感器的状态，如变形监测、地表沉降、土体位移、土壤含水率、土压力、渗压计、水位计、雨量计、GNSS接收机、固定式测斜仪、渗压计、高速高清摄像机、孔隙水压计、雷达物位计、拉线式位移计、土压力计、表面应变计、埋入式应力计等前端感知设备；
网络层：支持数据通信，可上、下双向通讯，支持无线蜂窝网络、短信、北斗、PSTN、超短波等通信方式。感应可通过监测预警平台的通讯方式，上行发送至监测控制中心平台。
平台层：整合各层设备和系统功能，通过信号的连接，下发平台对前端感应器的命令，上传监测数据的采集、处理、存储和分析，实时联动前端各大监控设备。
应用层：监测中心通过实时数据接收汇集管理及监测预警平台可以实现各种监测数据的共享，对各种监测数据进行查询、分析、预警和管理。开启信息发布途径，实时展示信息数据和预警信息。
三、
系统功能
数据实时监测：实现在线监测的地图显示、查看，包括监测设备的快速查询显示、监测数据展示、报警情况显示及监测数据曲线图的实时展示，通过系统主界面的显示功能，可以查看设备的位置、运行状态，掌握其水库库坝体浸润线及坝体内孔隙水压力、库内水位、水库出入入流量、降雨量、坝体位移的实时监测。
及时报警：通过布设在坝体内部和表面的各种类型的传感器，获取大坝变形、渗流、沉降、位移、水文、气象等相关数据。传输到相关软件系统，实现对整个坝体的全方位实时监测。等数据超过告警上限时系统自动根据该预警数据发布不同级别的报警信息。可设置多级报警，支持弹出软件窗口报警、邮件报警、短信报警及声光报警等功能多种方式传达至相关领导和责任人。
视频远程监控：包括对上下游水区、坝上、坝下和闸房内部的实时视频监控，用户可以从监控终端中实时的看到现场的视频图像，同时还可以通过软件控制现场摄像机镜头以及云台，根据需要调整光圈大小、焦距远近、变倍高低以及视频角度等，满足用户对现场多方位视频图像的监控需要，确保水库大坝运行安全。
数据分析预判：对大坝浸润线、库水位、实时雨量、大坝渗流量及坝体位移历史数据等相关数据进行综合比较分析，推算出各类坝体运行数据的时间和空间的相关性，综合判断坝体健康状况。
GIS模拟建模：在适用前提下将水库大坝安全管理过程中的新思想、新方法融入到系统开发，做到数据和图形相融合、GIS与数学模型相结合，把科学计算的结果通过三维情景表现和动态的形式直观表现。
操作便捷：具备LCD液晶显示屏以及多功能输入键盘，用于现场参数设置、人工置数、安装调试、状态显示等功能，以及串口配置方式。 支持多种工作模式（包括自报式、查询式、兼容式等），最大限度降低功耗。
四、系统主要特点
█可实现水库大坝渗压、渗流、应变、水位、温度，水库周围降雨量等数据的自动采集、发送、实时传输。可实时远程监测大坝的各测试参数，可根据需要设定采集频率、测点数据，对原始数据可进行各种计算。
█系统监测设备采用低功耗设计，可采用太阳能结合电池供电形式，不受野外偏远山区等环境局限。
█具有高可靠性和耐恶劣环境能力，监测设备和传感器具有全防水的结构,，系统具有多级防雷击及强电感应荷载冲击的能力。
█可对水库大坝的采集数据进行专业评估，按水利专业要求进行相关的数据的计算、评估与处理，以适应各种评测模型的需要。
█数据能够以各种数据库形式保存并可进行历史数据查询，还可以直接生成EXCEL或其他形式报表。同时数据可实时保存到网页报表中，提供网页远程浏览各种数据。
█数据可以以各种图形方式显示，包括时间历程曲线图、X/Y坐标图、模拟图、直方图等形式。
█具有数据越限报警功能，现场即时上传报警信息时，主机会出现明显的报警画面和报警信息，同时还可提供各种声光报警等多媒体提示。
█实现对系统信息打印的功能，支持对图形、报表、曲线、报警信息、各种统计计算结果等的打印。
五、系统意义
北斗遥测终端在水库大坝安全监测解决方案可以有效对水库进行全天候实时监测，实时掌握水库水位、雨情、库容、视频监控、水质、数据、位移监测情况，如有预警险情，第一时间采取应对措施，同时可以利用水库大数据、气象数据对汛期水库水位进行预测，提前做好相关部署，对当地水库大坝水位监测防洪减灾工作的有序进行具有重大的意义。
